بخشی از مقاله
چکیده :
با ارزانی و فراوانی سیمان،همراه با گران شدن قیر،گازوییل و همچنین کیفیت پایین آسفالت جاده ها،این فرصت بوجود آمده است که بتوان ،بتن را جایگزین - همراه - آسفالت نمود.با نگاه به تاریخ جاده سازی در جهان و به خصوص در ایران و بررسی کیفیت جاده هایی که از سنگ و ساروج ساخته شده بودند،همگی حکایت از دوام و کارایی آن در شرایط متفاوت آب و هوایی می کرد.
به مرور زمان با گسترش و پیشرفت صنعت نفت و فرآوری های انجام شده روکش آسفالتی پا به عرصه صنعت راهسازی گذاشته و با توجه به اینکه ایران یکی از بزرگترین تولیدکنندگان نفت در جهان می باشد، این نوع روکش جایگاه خود را تثبیت کرد.در این مقاله سعی بر مقایسه تطبیقی روکشهای بتنی و آسفالتی در راهسازی با رویکرد توسعه پایدار شده است.
مقایسه آسفالت و بتن از لحاظ مواد تشکیل دهنده :
قیر: ماده ای سیاه رنگ و خمیری می باشد که از مشتقات نفت است و اغلب در پالایشگاه های نفت تولید می شود.
آسفالت: اختلاط و گرم کردن،با ترکیب مناسبی از قیرو سنگدانه را آسفالت گویند.
بتن: اختلاط با ترکیب مناسبی از سیمان،سنگدانه و افزودنیها و آب را بتن گویند.
خواص مطلوب آسفالت :
.1 نرمی در حرکت و آسایش راننده،روانی حرکت خودرو و سهولت چرخش و حرکت لاستیک،همراه با استهلاک کمتر
.2انعطاف و شکل پذیری - الاستو پلاستیسیته - در زیر عبور چرخ
خواص مطلوب بتن :
.1مقاومت مکانیکی و تحمل فشار ناشی از بار ترافیکی و روسازی و هم چنین تحمل کشش ناشی از تحرک و جابه جایی زیرسازی
.2 عدم جدا شدن سیمان و سنگدانه،در صورت طرح اختلاط درست و اجرای مطلوب
.3چسبندگی خوب با زیرسازی،به علت تجانس با خاک
.4چسبندگی خوب با آسفالت
.5مقاومت خوب حرارتی در نوسانات حرارتی شب و روز و در طول سال - ظرفیت حرارتی بالا -
.6توزیع خوب بار و کاهش اثر بر روی اساس و زیراساس جاده
.7عدم تغییر شکل،سایش و قلوه کن شدن به خصوص در تغییرات حرارتی نظیر یخ زدگی
.8 مقاومت مناسب در برابر روغن،نفت،گازوییل،رس و هر گونه آلاینده ها
ضعف آسفالت :
.1شکنندگی قیر در سرمای زیاد و روانی در گرمای زیاد و آسیب آسفالت در هر دو حالت - ظرفیت حرارتی کم -
2 .چسبندگی کم به زیر سازی - حتی قیر پاشی این ضعف را جبران نمی کند -
.3مقاومت کم مکانیکی در تحمل فشار و کشش بار ترافیکی و مقاومت کم مکانیکی در تحمل کشش ناشی از جابه جایی زیرسازی
.4پایین بودن بازده حرارتی و اختلاط کوره تولید آسفالت، و در نتیجه مصرف زیادگازوییل و قیر که همراه با آلودگی شدید محیط زیست می باشد.
ضعف بتن :
.1لزوم طرح اختلاط و اجرای مناسب با شرایط آب و هوایی و جلوگیری از ترک خوردگی
.2روانی کم در حرکت خودرو و لغزیدن لاستیک
راه سازی :
راه سازی به عملیات آماده سازی جاده ای بر روی زمین با عرضی مشخص است به طوریکه روندگان یا وسائط نقلیه بتوانند با گذر از آن،از نقطه ای به نقطه ی دیگر برسند.عملیات اصلی راه سازی عبارتند از ساخت اساس،زیراساس و روسازی.
در نهایت لایه ای سطحی از جنس آسفالت که برای محافظت از لایه های روسازی در برابر عوامل جوی و همین طور جلوگیری از گرد و غبار ناشی از حرکت وسایل نقلیه و افزایش ظرفیت باربری،قرار داده می شود. نوعی از آسفالت سطحی با نام "اندود آب بندی مصالح" نیز وجوددارد که این نوع آسفالت سطحی برای پر کردن ترک ها و خلل و فرج رویه های آسفالتی فرسوده و همین طور بهبود کیفیت سطح آنها می شود
زیراساس: مصالح زیر اساس شن و ماسه ی نسبتا مرغوب هستند و با توجه به محدودیت ضخامت هر لایه،ممکن است در چند لایه این کار انجام شود.طراحی و احداث زیراساس در تمام پروژه ها اجباری نیست
اساس: مصالح اساس شن و ماسه با کیفیت بالا - مرغوب - .در این لایه هم باتوجه به محدودیت ضخامت هر لایه،این لایه میتواند در چند لایه انجام شود.باتوجه به نزدیک بودن این لایه به سطح جاده،می توانیم ای لایه را برای بالا بردن مقاومت با مواد خارجی تثبیت کنیم. - مواد خارجی مثل:سیمان و قیر
روسازی: ایجاد یک سطح صاف و هموار که قابلیت تحمل وزن چرخ های وسایل نقلیه را داشته باشد و در طول عمر روسازی در تمام شرایط آب و هوایی پایداری خود را حفظ کند.[7 ]
در این طرح پس از لایه ی اساس،آسفالت آستر - بیندر - و سپس لایه ی آسفالت رویه - توپکا - قرار داده می شوند.قبل از حمل و پخش آسفالت،مسیر عملیات باید با توجه به میزان تولید و برنامه ی زمانبندی کار از هر جهت آماده و مهیا شود.پس از آماده شدن سطح کار باید مصالح آسفالتی، پخش و آماده ی کوبیدن گردد.
پخش آسفالت با دستگاه فینیشر انجام می شود.فینیشر باید بتواند مخلوط آسفالتی را به صورت یکنواخت در عرض،ضخامت و شیب موردنظر پخش نماید.کوبیدن آسفالت با غلتک انجام می شود. نوع و تعداد غلتک ها باید به تایید دستگاه نظارت برسد.تراکم آسفالت باید بلافاصله و هم زمان با پخش انجام شود البته برای اجرای طرح آسفالتی در حال حاضر روش های گوناگون و پیشرفته ای وجود دارد.
شکل: 1 لایه بندی طرح آسفالتی
طرح بتنی :
در این طرح از یک یا چند لایه با سختی زیاد استفاده می شود .این نوع روسازی بار خارجی را بدون تغییر شکل زیاد صفحه صلب در یک سطح نسبت بزرگ به خاک بستر منتقل میکنند.از نظر کیفیت این طرح عمر و ماندگاری بالایی دارد زیرا بتن با گذر زمان مقاومتش افزون خواهد شد البته درصورتی که در تولید و اجرای بتن استاندارد های مشخص شده رعایت شود.
جزییات لایه بندی طرح بتنی :
.1آسفالت%10+گوگرد
اضافه کردن گوگرد به آسفالت منجر به بهبود خواص مکانیکی [12]،بالا رفتن عمر و دوام آسفالت گوگردی در مقایسه با آسفالت معمولی میگردد
.2صفحه بتن با عیار 250-200 شامل سیمان آمیخته و الیاف و سنگدانه کوهی با حداقل اسلامپ
.3لایه زیراساس .4زیرسازی
افزودن %8-%5 آهک یا سیمان ، کوبیدن خاک و آب پاشی
طرح بتن غلتکی :
یکی از متداولترین روسازی های بتنی راه استفاده از طرح بتن غلتکی می باشد.بتن غلتکی یا همان آر.سی.سی در واقع بتن متراکم شده توسط غلتک می باشد قبل از اینکه سخت شود. بتن غلتکی سخت شده در اصل دارای همان خصوصیات بتن های معمولی که به صورت درجا ریخته می شوند،می باشد و محصول نهایی به زبان ساده بتن تلقی میشود.
موارد کاربرد: هر مکانی که امکان حضور بارهای دایم و بارهای فوق العاده سنگین وجود دارد. مانند رویه محل عبور تانکها ، مسیر عبوری اتوبوس های تندرو
مزایای ویژه استفاده از طرح بتن غلتکی :
.1رویه ای با دوام برای شرایط محیطی و اقلیمی بسیار سخت .2رویه مقاوم در برابر بارهای سنگین .3استفاده حداکثر از سنگدانه ها سبب صرفه اقتصادی بتن غلتکی می گردد.
.4کاهش ضخامت روسازی آسفالتی 5 .اجرای سریع
از نمونه های اجرا شده طرح بتن غلتکی می توان به بزرگراه امام علی - ع - اشاره نمود.[9 ]
شکل: 2 لایه بندی طرح بتنی
مقایسه ی اقتصادی :
حال که امروز سیمان فراوان و ارزان را در مقابل قیر و گازوییل کم و گران داریم،خوب است طرح آسفالتی و بتنی را از نظر اقتصادی مقایسه کنیم.در اینجا برای سهولت دو طرح طرح راه سازی زیر برآورد شده اند:
الف.هزینه طرح آسفالتی:آسفالت رویه-5cmآستر-8cm اساس-12cmزیراساس-20cmسنگ شکسته15cm
ب.هزینه طرح بتنی:آسفالت رویه-2cmصفحه بتن بامحاسبات اقتصادی برای طرح های فوق را برای یک متر مربع راه سازی با استفاده از فهرست بهای راه سازی و با حذف جزییات انجام شده است.بدیهی است اگر در محاسبات فوق،ضرایب و تعدیل را هم برآورد شود،اختلاف بسی بیشتر می گردد.
