بخشی از مقاله
چکیده
روسازی مرکب به روسازی اطلاق میشود که لایه آن از دو رویه از جنس بتن و آسفالت تشکیلشده باشد . بسته به اینکه لایه بتنی بالاتر قرار گیرد یا لایه آسفالتی، نوع طراحی و اجرای روسازی مرکب با کیفیت متفاوت خواهد بود ولی در متداولترین نوع روسازی مرکب لایه آسفالتی بالاتر از لایه بتنی قرار میگیرد. در این حالتعموماً یکلایه روسازی آسفالتی باکیفیت روی روسازی بتنی قدیمی اجرا می شود و هدف ارتقای کیفیت سطح راه هست. این بررسی در روسازیهای مرکب با اساس بتنی و روکش بتن آسفالتی در حالتیکه دولایه بهطور کامل به هم چسبیدهاند صورت گرفته است.
روسازی راه به دلیل قدمت دیرینهای که در جهان و نیز در ایران دارد، همواره از دیرباز موردتوجه مهندسین بوده است. بهتدریج و با شکلگیری قالب استاندارد برای روسازیهای انعطافپذیر و صلب، لزوم تهیه برنامههای کامپیوتری و تحلیل عددی روسازیها جهت صرف زمان کمتر و بررسی دقیقترکاملاً اجتناب ناپذیر مینمود. در این پروژه سعی بر آن بوده است که روسازی انعطافپذیر آسفالتی تحت اثر بارگذاری قائم در بالای رویه مورد بررسی قرارگرفته و توسط تئوری الاستیسیته و فرض ساده کننده روش برمیستر جهت مدل لایهای، تئوری ریاضی مربوط بسط دادهشده و پایههای یک برنامه کامپیوتری بر اساس آن شکلگرفته است.
در این مقاله بهطور موردی بر اساس اطلاعات موجود برای آزادراه کرج- قزوین یک روسازی انعطافپذیر و یک روسازی مرکب به روش آشتو طراحی گردیده است و هزینه احداث و ترمیم و نگهداری و همچنین مشخصات فنی آنها مورد مقایسه قرارگرفتهاند. نشان داده میشود که هزینه احداث روسازی مرکب متشکل از اساس بتنی، رویه آسفالتی و زیراساس شن و ماسهای بیشتر از روسازی انعطافپذیر معمول است اما در کل دوره بهره برداری که 50 سال در نظر گرفتهشده است این اختلاف کم شده و حتی هزینه کل روسازی مرکب از روسازی انعطافپذیر کمتر هم میشود.
.1 مقدمه
روشهای مرکب - سی پی - به روسازی اطلاق میشود که شامل دو نوع روسازی یعنی آسفالتی بهعنوان لایه انعطافپذیر و بتنی بهعنوان لایه صلب باشد. در برخی موارد از یکلایه میانی جداکننده بین لایههای آسفالتی و بتنی استفاده میگردد. استفاده از مصالح بتنی بهعنوان لایه زیرین و در نقش لایه اساس و مصالح آسفالتی بهعنوان رویه، ترکیب متداولی است که ویژگیهایی همچون مقاومت و سطح هموار را ارائه کرده و بهرهبرداری از یکلایه روسازی ایده آل را ممکن میسازد.
استفاده از مصالح بتنی در نقش لایهی رویه و مصالح آسفالتی در نقش لایه اساس گزینهای است که در صورت خرابی کامل لایه آسفالتی مقرونبهصرفه است .[1] با توجه به هزینه اولیه بالای اجرای این نوع از روسازیها، ساخت آنها بهطور محدود صورت گرفته و بیشتر برای معایب روسازی بتنی موجود و بهمنظور ارتقای کیفیت سطح راه و تأمین سرویس بهصورت روکش آسفالتی بر روی روسازیهای موجود به کار میروند.
ازآنجاییکه تاریخچه استفاده از روسازی های مرکب به سالهای اخیر بازمیگردد، فقط برخی کشورها مزایای یک چنین رویه را تجربه کردهاند. در حال حاضر استفاده از روسازی مرکب به جادههای با ترافیک سنگین مانند بزرگراهها و شریانهای اصلی متمرکزشده استعموماً. انتخاب روسازی تحت تأثیر یکی از عوامل زیر میباشد
1. اجتناب از تعمیر و نگهداری درز آببند در روسازیهای بتنی یا به حداقل رساندن آن
2. تعمیر یا ارتقای روسازی بتنی با سطحرو به زوال
3. کاهش نفوذ آب و درنتیجه بهتر شدن رفتار بلندمدت سازه روسازی
4. کاهش هزینه های اضافی در طول طرح برای مسئولان راه و استفادهکنندگان
در صورت استفاده از روکش آسفالتی بر روی روسازی بتنی موجود، بخش عمده باربری از طریق لایه بتنی انجام میشود. ازاینرو میتوان برای طراحی لایه بتنی از تئوری صفحات استفاده کرد. اگر بتوان از تئوری صفحات بهمنظور تعیین تنش خمشی دال بتنی بهره جست درصورتیکه محل بار چرخ در نزدیکی لبه یا درزها وارد شود، میتوان از تئوری لایهها و یا صفحات طراحی استفاده نمود. روسازی میتواند به صورت بتن غیر درزدار و یا بتن پیوسته باشد
علاوه بر انواع فوق، روسازی های مرکب میتواند شامل روسازیهای آسفالتی با اساس تثبیتشده یا تثبیت نشده نیز باشد. برای روسازی آسفالتی با اساس بتنی - شکل - 1، دو مقطع متفاوت که در بیشتر کشورها بهعنوان مقطع متداول اجرا میشود را نشان میدهد درصورتیکه مانند مقطع - الف - از یکلایه آسفالتی با دانهبندی باز مابین لایهی آسفالتی و بتنی استفاده گردد میتوان تر ک های انعکاسی را کاهش داد. مقطع - ب - روش متداول دیگری را نشان میدهد که در آن برای جلوگیری از انعکاس ترکها از یکلایه ضخیم از مصالح دانهبندی شده میان دولایه آسفالتی و بتنی استفادهشده است. در صورت اجرای این روش میتوان لایه را در دو بخش آسفالت سطحی به صفحات 40 میلیمتر و لایه 50 میلیمتر اجرا نمود.
همانطور که ذکر گردید یکی از مسائل مهم روسازیهای بتنی باروکش های آسفالتی، انتقال ترک و یا درزهای دال بتنی به لایهی آسفالتی است که پس از انتقال ترک موجب نفوذ آب به درون سازه راه میشود. ازاینرو روشهای متعددی توصیه میشود تا انتقال ترکهای انعکاسی به روکش آسفالتی به حداقل برسد:
1. روکشهای آسفالتی ضخیم تر
2. تقسیم دال بتنی دارای ترک به مقاطع کوچکتر
3. استفاده از لایه رها کننده ترک با امکانات زهکشی
4. اجرای درز و پر کردن آن در لایه آسفالتی
5. بهکارگیری از لایه جذب تنش بهعنوان لایه میانی روکش
6. بهکارگیری لایه پارچه گونه بهعنوان لایه میانی روکش .[10-7 ]
2. دلایل اجرای روسازی مرکب
روسازی مرکب بسیاری از مشکلات سازه ای و کاربردی را که روسازیهای صلب و انعطافپذیر دارند را مانند ترک های ناشی از خستگی، تغییر شکل زیراساس، خوردگی بتن و کمبود اصطکاک سطح بتنیکاهش میدهد. درعینحال روسازی مرکب مستعد برخی مشکلات نیز هست که البته با در نظر گرفتن تمهیدات خاصی مانند نظارت و نگهداری و البته طراحی صحیح این مشکلات برطرف خواهند شد.
1. روسازیهای بتنی
2. کاهش نفوذ آب و درنتیجه بهتر شدن رفتار بلندمدت سازه ای
3. پشتیبانی بسیار محکم از لایه آسفالتی به وسیله لایه بتنی
4. به دست آمدن اصطکاک کافی روسازی
5. کاهش گرادیان حرارتی در لایه بتنی به دلیل ایزوله شدن آن توسط لایه آسفالتی
یکی دیگر از فواید روسازی مرکب، جابجا شدن تار خنثی در لایه روسازی و افزایش مدول خمشی مقطع آن میباشد - شکل . - 1 درواقع زمانی که لایه آسفالتیکاملاً به لایه بتنی بچسبد، تشکیل یکلایه یکدست با عمق بیشتر را میدهد که نتیجه آن افزایش مدول خمشی افزایش مقاومت روسازی میباشد. ازجمله فواید روسازی مرکب میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کم شدن صدای چرخ وسیله نقلیه در کنار بهبود مشخصات سطح
- به حداقل رساندن تعمیر و نگهداری درز آببند
شکل -1 عوض شدن وضعیت تار خنثی
.3 طراحی روسازی انعطافپذیر
برای انجام این طراحی به یک سری مشخصات از قبیل ترافیک عبوری و CBR و جنس خاک و ... موردنیاز استکه از شهرداری قزوین و اداره حمل و نقل استان قزوین بهدستآمده است. با توجه به اینکه اطلاعات دریافتی از جدول دریافتی تمام اطلاعات ترافیکی لازم را نمیدهد، بنابراین از اطلاعات موجود در مقاله مقایسه روسازی بتنی و آسفالتی آزادراه زنجان- قزوین که به روش شمارش مستقیم در چند روز و تعمیم آن بهدستآمده است استفادهشده است
جدول -1 ترافیک روزانه عبوری آزادراه کرج-قزوین
