بخشی از مقاله
چکیده
راههای روستایی تکمیل کننده شبکه های حمل و نقل کشور و به عنوان سرشاخه های این شبکه، وظیفه اتصال روستاها به یکدیگر و ارتباط روستاها با شبکه راههای فرعی، اصلی و شریانی را بر عهده دارندروسازی این راهها به مانند تمامی راهها معمولاً بر این اساس طراحی میشود که لایه های خاک کیفیت لازم برای مقاومت در برابر بارهای وارده و انتقال بار به لایه زیرین خود را داشته باشند. هنگامیکه کیفیت خاک افزایش مییابد، توانایی خاک در پخش بار در سطح وسیعتر افزایش یافته و در نتیجه میتوان ضخامت لایه های روسازی و آسفالتی را کاهش داد. بطور کلی میتوان بوسیله تثبیت و استفاده از افزودنیها، کیفیت و کاربرد خاک را بهبود بخشید. بر این اساس در این پژوهش با مطالعه وضعیت بهسازی راه روستایی حاجی آباد زرین درمحدوده شهرستان اردکان استان یزد سعی بر این بوده است که از دیدگاه اقتصادی بهسازی اجرا شده با روش تثبیت با سیمان را با روش معمولی و رایج در کشور تحلیل و مقایسه نمود . بررسی ها نشان داد که بدلیل فقدان مصالح قرضه و خاکریزی و روسازی در منطقه اجرای طرح ، اجرای روش تثبیت و اجرای اسفالت سطحی در مقایسه با روش معمولی اجرای لایه سابگرید و آسفالت گرم 25 درصد هزینه اجرایی را کاهش داد.
-1 مقدمه
روسازی راهها معمولاً بر این اساس طراحی میشود که لایههای خاک کیفیت لازم برای مقاومت در برابر بارهای وارده و انتقال بار به لایه زیرین خود را داشته باشند. هنگامیکه کیفیت خاک افزایش می یابد، توانایی خاک در پخش بار در سطح وسیع تر افزایش یافته و در نتیجه میتوان ضخامت لایه را کاهش داد. بطور کلی میتوان بوسیله تثبیت و استفاده از افزودنی ها، کیفیت و کاربرد خاک را بهبود بخشید.[1]با توجه به نوع راه و درجه اهمیت آن، در لایه های زیرسازی و هم در لایه های روسازی می توان با افزایش توان باربری بستر، لایه های سابگرید، لایه زیراساس و لایه اساس ضمن بالا بردن مشخصات لایه های زیرسازی و روسازی هزینه های اجرایی طرح را کاهش داد.
خاک ها از لحاظ سنگ دانه های تشکیل دهنده به دسته خاک های ریزدانه - رسی - ، خاک های سیلتی ، خاک های ماسه ای ، خاک های اسکلتی - شنی - تقسیم بندی می شوند. برخی از خاکهای شنی به علت خمیری بودن بخش ریزدانه آنها قابل استفاده برای روسازی نیستند با افزودن مقدار کمی سیمان به این گونه خاکها می توان از خاصیت خمیری آنها کاسته یا کاملا از بین برد و از مصالح برای لایه های اساس و زیراساس استفاده نمود..[4] مصالح شنی با کیفیت نسبتا خوب را می توان با سیمان تثبیت کرده و از آن برای ایجاد لایه های اساس و زیراساس با قابلیت باربری زیاد استفاده کرد از لایه های اساس و زیراساس سیمانی برای روسازی های آسفالتی و بتنی استفاده می شود. بطور کلی از مصالحی برای ساختن زیراساس و اساس سیمانی استفاده می شود که دارای دانه بندی محدود و مناسبی باشد و حد روانی و ضریب خمیری آن به ترتیب کمتر از 40 و کمتر از 18 باشد..[4]
اجرای لایههای روسازی، بخش زیادی از هزینههای اجرایی راه را شامل میشود، بر این اساس یکی از دغدغههای موجود، تهیه مصالحی است که علیرغم اینکه مشخصات فنی لازم برای استفاده در لایههای روسازی را دارند، از نظر اقتصادی به کاهش هزینههای اجرایی کمک کنند. جنس مصالح و ضخامت لایههای روسازی باید به گونهای باشد که ضمن آنکه می تواند شدت تنشهای فشاری قائم را به میزان قابل تحمل خاک بستر روسازی کاهش دهد، خود نیز قادر به تحمل بارهای وارد به آن باشد.[39] ازاین جهت وجود مسائل و ملاحظات زیستمحیطی و همچنین فاصله حمل مصالح منتخب، از مسائلی است که هزینه عملیات اجرایی را افزایش میدهد. در شرایطی که بتوان خاکهای نامناسب محلی را قابل استفاده در لایههای روسازی نمود، از نظر اقتصادی و شاخصهای مرتبط با توسعه پایدار دارای اهمیت زیادی خواهد بود.[12]
هزینه اجرای تمام شده پروژه ها بخصوص پروژه های بزرگ برای تمامی کارفرمایان حائز اهمیت است و بررسی و مقایسه ریالی هزینه اجرای روش های مختلف در ابتدای شروع طرح ها، می تواند کمک شایانی به مسئولین و تصمیم گیرندگان کند. در پروژه های راهداری و بخصوص در پروژه هایی که بدلیل خسارت های سازه ای بوجود آمده در جاده ،نیازمند اجرای بهسازی اساسی است مقایسه استفاده از روش بازیافت و مصالح موجود آسفالتی و اساس در جاده با اجرای روش سنتی و استفاده ازمصالح اساس و آسفالتی جدید می تواند در قیمت تمام شده پروژه بسیار حائز اهمیت باشد. روستای حاجی آباد زرین طبق آمار سرشماری سال 1390 با 70 خانوار در منطقه کویری شهرستان اردکان استان یزد واقع شده است. راه روستایی حاجی آباد به عنوان بخشی از راه های روستایی استان یزد در اینده نقش ارتباط روستایی بین استان یزد و اصفهان را برقرار می کند. جاده در زمان مطالعات ، شامل یک لایه و گاهی در بعضی از نقاط دو لایه خاکریزی بوده و وضعیت رویه آن شنی و بدون آسفالت بود. در جهت ایجاد رویه مناسب برای محور مذکور با عنایت به اینکه تامین مصالح قرضه خاکریزی و زیراساس و اسفالت باید از فواصل زیاد حداقل70 و40و70کیلومتر صورت گیرد تلاش گردیددرراستای کاهش هزینههای اجرایی و بالا بردن عمر مفید طرح، از روش تثبیت لایه نهایی موجود با سیمان استفاده شود. در این پژوهش، تحلیل ومقایسه اقتصادی بین طرح اولیه منظور شده برای این محور و طرح نهایی که با اجرای لایه تثبیت همراه بود بررسی می شود.
-2 روش های تثبیت
انتخاب نوع ماده تثبیت کننده نیز به عوامل زیادی از قبیل جنس خاک ، شرایط جوی منطقه، میزان آمد و شد، هدف از انجام تثبیت خاک و هزینه عملیات اجرایی بستگی دارد .[4] هر نوع از خاک های فوق را با توجه به هدف مورد نظر از قبیل اصلاح خاک های نرم و کم مقاومت و بهبود مشخصات فنی و با افزایش قابلیت باربری می توان با یکی از انواع مواد تثبیت کننده ویا از انواع روشهای تثبیت مانند روش مکانیکی، فیزیکی، بیولوژیک، الکتریک، شیمیایی استفاده نمود.
-1-2 روش مکانیکی
در تثبیت مکانیکی، خاک هایی با دو یا چند دانهبندی را مخلوط میکنند تا به خاکی با خصوصیات موردنظر برسند.در روش مکانیکی تثبیت خاک ، کسب نتیجه و مقاومت لازم از طریق تراکم لایه های خاک بدست می آید.در تثبیت خاک به روش تراکم، در اثر بارهای خارجی وارده کوتاه مدت، دانسیته خاک و درنتیجه پایداری خاک افزایش مییابد . میتوان گفت این روش نقش اساسی در خواص مصالح تثبیت شده ایفا میکند.[5] یکی ار موارد معمول این روش تقویت بستر خاکریز در عملیات راهسازی با روش اختلاط خاک نا مناسب موجود بستر با مصالح منتخب قرضه می باشد. - شکل شماره - 1
شکل :1 تثبیت مکانیکی - تراکم - شکل:2 تثبیت فیزیکی - کف قیر -
-2-2 روش فیزیکی
تثبیت خاک ها به این روش بیشتر به منظور افزایش مقاومت و دوام خاکها انجام می شود. قیر یکی از قدیمی ترین موادی است که به صورت مختلف برای این منظور استفاده میشود. درحال حاضر قیر به صورت خالص ،محلول و یا امولسیون برای تثبیت خاکها و لایههای روسازی مورد استفاده قرار میگیرد. [3] امروزه استفاده از کف قیر بدلیل مصرف کمتر و کنترل شده قیر با ماشین آلات مدرن و بروز، متداول تر از استفاده از قیر می باشد بخصوص این روش در موارد بازیافت مصالح آسفالتی مناسب تر و مقرون بصرفه تر است. - شکل شماره - 2
-3-2 روش شیمیایی
دراین روش، تثبیت خاکها با افزودن ماده و یا مواد شیمیائی که باعث واکنش شیمیائی با خاک میشوند، صورت می گیرد. پرکاربردترین موادی که برای تثبیت شیمیایی خاک از آنها استفاده میشود عبارتند از: آهک، سیمان،خاکستر بادی - - Fly Ash و یا ترکیباتی از آنها است. برای انتخاب نوع و مقدار ماده تثبیت کننده چند عامل باید در نظر گرفته شود، از جمله: رده خاک، هدف از تثبیت، میزان مقاومت و دوام مورد نظر برای خاک تثبیت شده، همچنین هزینه و شرایط زیست محیطی. [6] آهک میتواند با توجه به هدف تثبیت برای بهبود بسیاری از ویژگیهای خاک مورد استفاده قرار گیرد. کمترین اصلاحی که در خاک میتوان بوسیله آهک ایجاد کرد، خشک کردن و اصلاح موقتی خاک است.[5] تثبیت شیمیایی خاک با آهک خواص مهندسی خاک را ارتقا میبخشد، همچنین باعث افزایش مقاومت، بهبود مقاومت در برابر ترک
