بخشی از مقاله
خلاصه
عوامل متعددی بر روی وضعیت روسازی طی چرخه عمر آن تاثیر گذار است و انتخاب مناسب نحوه مرمت خرابی ها با درنظر گرفتن تمامی شرایط و پیش بینی گزینه های مختلف جهت انتخاب بهترین آن ها از منظر اقتصادی و عملکرد سازه ای، یکی از چالش های پیش روی مدیران ارشد و تصمیم گیرنده است.
از عوامل مهم و تاثیر گذار در انتخاب گزینه بهتر، شرایط اقلیمی موجود در محدوده مسیر است که بر روند اضمحلال روسازی تاثیر عمده ای دارد. تحلیل گزینه های متداول در شرایط آب و هوایی مختلف میتواند منجر به خروجی هایی گردد که روند این انتخاب را منطقی تر کرده و عملکرد بهسازی را از لحاظ سازه ای و اقتصادی، بهبود بخشد.
نرم افزار HDM-4 یکی از قوی ترین برنامه های ارائه شده در این زمینه است که میتواند نقش مفیدی در انتخاب مناسب ترین گزینه ارائه نماید. در این تحقیق با ثابت در نظر گرفتن مشخصات یک مسیر، پارامتر آب و هوا به عنوان متغیر مدنظر قرار گرفته و با تحلیل 23 کد آب و هوایی، تاثیرات ناشی از تغییرات رطوبت، دما و بارش را بر عملکرد چرخه عمر روسازی بررسی و چند گزینه متداول برای ترمیم و بهسازی روسازی در شرایط اقلیمی مختلف تحلیل شده است.
مشاهده میشود که بیشترین تاثیر بر روند زوال روسازی به ترتیب مربوط به پارامتر های رطوبت، بارندگی سالیانه و تغییرات دمایی می باشد. بدین صورت آب و هوای سرد و مرطوب، بدترین و آب و هوای گرم و خشک، بهترین مناطق برای ادامه عمر روسازی هستند به طوری که در منطقه ای با آب و هوایی مرطوب، تابستان سرد و یخ بندان زمستانی، میانگین شاخص IRI برای راهی با نگهداری روزمره به بیش از 12/5 خواهد رسید.
1 مقدمه
در زمان حال یکی از معیار های اصلی شناخت کشور های توسعه یافته گستردگی در زمینه حمل و نقل زمینی میباشد و در چند دهه اخیر شاهد روند رو به رشد در احداث راه های زمینی در کشور های در حال توسعه هستیم. کشور ایران با چیزی حدود 130 هزار کیلومتر راه ماشین رو فاصله بسیار زیادی با کشور هایی توسعه یافته همچون ایالات متحده آمریکا، فرانسه، آلمان و بریتانیا دارد که به ترتیب چیزی حدود 6/5 میلیون ، 1 میلیون ، 650 هزار و 400 هزار کیلومتر راه ماشین رو ساخته شده را دارا هستند.
بر اساس اطلاعات ارایه شده توسط وزارت راه و شهرسازی، حمل و نقل جادهای با اختصاص بیش از 90درصد از کل سفرهای در حال انجام در ایران، در مقایسه با سیستمهای دیگر حمل و نقل - هوایی، دریایی و ریلی - از جایگاه ممتازی در عرصه اقتصاد کشور برخوردار است و بررسی این آمار دال بر این موضوع است که بخش عمده ای از بودجه عمرانی صرف احداث مسیر میگردد
طبق گزارش انجمن اداره بزرگراه های آمریکا - AASHTO - ، راه ها با وضعیت روسازی ضعیف سالیانه حدود 76/8 میلیارد دلار هزینه اضافی به هزینه های حمل و نقل وارد می کنند. این هزینه هااساساً به دلیل اثرات متقابل بین وسایل نقلیه و روسازی می باشد.
بنابراین مدیریت این سرمایه عظیم جهت جلوگیری از زوال سرمایه ملی اهمیت بسیار بالایی داشته و در آینده ای نزدیک از موضوعات جذاب مورد بحث در نشست های علمی خواهد بود . ازجمله پرکاربرد ترین نرم افزار های جهانی موجود زمینه مدیریت و نگهداری راه ها میتوان به HDM-4 اشاره کرد که داده های ورودی به آن شامل چهار قسمت اصلی شبکه راه ها، ناوگان حمل و نقل، استاندارد های مرمت و بهسازی و پیکربندی - تعریف معیار های استاندارد برای هرکدام از متغیر های موجود در نرم افزار - تقسیم می شود.
شرایط آب و هوایی یکی از معیار های مهم ادامه حیات روسازی راه های انعطاف پذیر آسفالتی می باشد و بررسی بهترین گزینه برای هر منطقه با توجه به آب و هوای آن و در صورت امکان پهنه بندی مناطق و ارائه پیشنهادی مناسب جهت بهسازی روسازی در هر یک از این مناطق، میتواند نقش موثر در انتخاب رویکرد مناسب مدیران جهت بهسازی مطلوب و مدیریت دقیق تر منابع مالی داشته باشد. در ادامه با تقسیم بندی مناسب، تمامی شرایط آب و هوایی ممکن را بر اساس معیار های رطوبت و درجه دما تقسیم بندی خواهیم کرد و چهار گزینه پیشنهادی جهت بهسازی را با مدل کردن مشخصات یک جاده ثابت، در شرایط آب و هوایی مختلف مورد بررسی قرار داده و گزینه مناسب تر از نظر اقتصادی و عملکرد بهسازی را به عنوان خروجی مورد ارزیابی قرار خواهیم داد.
.2 معرفی نرم افزار HDM-4
چارچوب تحلیلی نرم افزار HDM-4 مبتنی بر مفاهیم تجزیه و تحلیل چرخه عمر می باشد. این برنامه برای پیش بینی موارد زیر در خلال چرخه عمر یک روسازی راه که عموما 15 تا 40 سال می باشد بکار می رود :
✓ روند اضمحلال راه
✓ اثرات بر پروژه های راه
✓ اثرات بر استفاده کنندگان از راه
✓ اثرات اجتماعی، اقتصادی و محیطی
نرخ اضمحلال روسازی مستقیما متاثر از استاندارد و روش های نگهداری تعریف شده برای مرمت آسیب های سطحی روسازی از قبیل ترک، چاله، شن زدگی و... می باشد که بدین وسیله این امکان را به ما میدهد تا مطابق با اهداف و وظایفی که راه برای آن منظور طراحی گردیده است، بارگذاری ترافیکی را تحمل کند. اثرات شرایط راه برای استفاده کنندگان شامل هزینه های مادی و معنوی ناشی از حوادث راه نظیر مرگ و میر، آسیب به مسافران، آسیب به وسایط نقلیه و سایر متعلقات راه و... است.
اثرات اجتماعی و محیطی نیز شامل آلودگی های ناشی از کارکردن وسایط نقلیه، مصرف انرژی، آلودگی ناشی از ترافیک و سایر منافع و تسهیلات ایجاد شده برای مردم از طریق راه ها می باشد. اگرچه اغلب کمی نمودن اثرات اجتماعی و محیطی به ارقام ریالی کاری سخت است، لیکن این موارد میتوانند در داخل تجزیه و تحلیل اقتصادی نرم افزار HDM-4 لحاظ شوند. باید به این نکته توجه کرد که در این نرم افزار اثرات استفاده کنندگان از راه میتواند در هر دو بخش حمل و نقل موتوری و غیر موتوری مورد تجزیه و تحلیل قرار بگیرد.
.3 پیشینه تحقیق
من جمله تحقیقات و مدل سازی هایی که با نرم افزار HDM-4 صورت گرفته است میتوان به موارد زیر اشاره کرد : آقایان ذوقی و جانفشان [7] به بررسی و معرفی نرم افزار HDM-4 و کاربرد آن در اولویت بندی پروژه های نگهداری راه پرداختند که نتیجه آن پیشنهادی مبنی بر ایجاد بانک اطلاعاتی جهت استفاده راحت تر مهندسین راه و ترابری از این نرم افزار گشت.
آقایان فخری و شورمیج بررسی تاثیر وضعیت ظاهری روسازی بر مصرف سوخت وسایل نقلیه با استفاده از نرم افزار HDM-4 را مورد بررسی قرار دادند که طی آن با مطالعه موردی بر روی چند محور به مقایسه مصرف سوخت وسایط نقلیه پرداخته و تاثیر ناهمواری ها بر مصرف سوخت را بیان کردند. آقایان شورمیج و عباس قربانی [8] به تاثیر انتخاب نوع رویکرد روسازی بر شاخص های اقتصادی با استفاده از نرم افزار HDM-4 پرداختند که طی آن با مطالعه موردی بر روی دو محور سه راه قم-تفرش و سه راه رازقان-خشکرود ، پیش بینی ناهمواری بر اساس شاخص IRI و تخمین شاخص های اقتصادی این دو مسیر را انجام دادند.
آقایان تی تی دژ و نصیری [9] نیز به اولویت بندی گزینه های تعمیر و نگهداری راه از دیدگاه اقتصادی با بکارگیری نرم افزار HDM-4 پرداختند که طی آن با انجام مطالعه موردی بر محور آمل-محمود آباد گزینه مناسب را بر مبنای شاخص های اقتصادی تحلیل کردند.
.4 تاثیر شرایط آب و هوایی بر وضعیت روسازی در عمر طراحی آن
شرایط آب و هوایی را میتوان به عنوان یکی از پارامتر های مهم در انتخاب گزینه بهتر جهت ترمیم روسازی عنوان کرد. گزینه های مختلف در شرایط متنوع میتوانند تاثیر متفاوتی بر عمر روسازی داشته باشند، از این رو بررسی این پارامتر باید مورد توجه بیشتری قرار گرفته و گزینه های مختلف در شرایط آب و هوایی متفاوت مورد بررسی واقع گردند. چه بسا یک پیشنهاد در آب و هوای خشک نقش مثبتی در بهبود روسازی ایفا کند و همان گزینه در منطقه ای مرطوب تاثیر مثبتی نداشته باشد و موجب هدر رفت سرمایه گردد.
بدین منظور جهت مدلسازی پیشنهادات در نرم افزار، 23 منطقه آب و هوایی طوری در نظرگرفته شده اند که تمامی حالات ممکن از نظر شاخص رطوبت، بارش و محدوده دمایی را پوشش دهد تا با بررسی گزینه های مختلف در تمامی حالات، گزینه های مختلف برای هر منطقه تحلیل بشود.
