بخشی از مقاله
مقایسه فنی و اقتصادی روسازی بتن غلتكی و آسفالتی در راهسازی و محوطه سازی
چكيده
روسازی بتن غلتکی اقتصادیترین و بادوامترین نوع روسهازی اسهت کهه در سهطح گسهتردهای در روسازیهای با باربری باال مورد استفاده قرار میگیرد. ویژگی اصلی روسهازی بهتن غلتکهی، کیفیهت و خواص بسیار بهتر آن نسبت به رویه آسفالتی و صرفهجوییهای اقتصادیای میباشدکه دراثر استفاده از آن ایجاد میشود. بعالوه، RCCP1 نیازی به قالب بندی و پرداخت ندارد و مهیتهوان در آن از میلگهرد اتصال، میل مهارها و آرماتورگذاری استفاده نکرد. امروزه عالوه بر اهداف اقتصادی و فنی، جنبهه ههای زیست محیطی و ملزومات توسعه پایدار نیز به طور فزاینده در طراحی، ساخت و نگهداری روسازیها و پروژههای زیر ساختاری دیگر در نظر گرفته میشود. به دلیهل عمهر طهوالنی، روسهازی بتنهی از نظهر اقتصادی مقرون به صرفه و سودمند است و به حداقل مصرف مواد، انرژی و سایر منابع برای سهاخت و ساز، نگهداری و بازسازی در طول عمر نیاز دارد. روسازیهای بتنی با طول عمر باال، کمتر نیاز به ترمیم و بازسازی مکرر دارند و به ایمنی بزرگراه و کاهش ازدحام کمک میکنند. در کشور ما نیز با توجه بهه افزایش قابل مالحظه قیمت قیر در سال های اخیر و در پی آن افزایش قیمت روسازیهای آسهفالتی و در راستای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و همچنین کاهش مسائل زیست محیطی و سهرمایه گذاری، بعالوه فواید تکنیکی و فنی متعدد، باید استفاده از روسازیهای بتنی برای جاده ها و بزرگراه ها مورد توجه قرار گیرد و بستری مناسب برای رقابت روسازیهای بتنی با روسازیهای آسهفالتی فهراهم گردد. با توجه به این نیاز، در این پژوهش به مقایسۀ روسازی بهتن غلتکهی و آسهفالتی از منظهر فنهی،
اقتصادی و زیست محیطی پرداخته شده است.
کلمات کلیدی
روسازی، بتن غلتکی، آسفالتی، فنی-اقتصادی، زیست محیطی
.3 مقدمه:
روسازی بتن غلتکی (RCCP) اقتصادیترین و بادوامترین نوع روسازی است که در سطح گستردهای در روسازیهای با باربری باال و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. افزایش بسیار زیاد قیمت قیر و به دنبال آن قیمت آسفالت در اواخر سال 33 و مشکالت زیاد روسازی آسفالتی در بسیاری از نقاط کشور، ضرورت استفاده از روسازی بتنی به خوبی آشکار شده است. به همین دلیل روسازی بتنی جایگزین مناسبی برای روسازی آسفالتی به شمار میرود. از سوی دیگر روسازی بتن غلتکی به عنوان یکی از انواع روسازیهای بتنی، به دلیل هزینه ساخت کم و اجرای سریع و آسان آن، مورد مقبولیت بسیاری قرار گرفته است. [3] اجرای بتن غلتکی 34 تا % 97 صرفه اقتصادی دارد که به روسازی بتن آسفالتی و حتی بتن معمولی با قالب بندی ثابت و لغزنده ترجیح داده میشود. از موارد استفاده از بتن غلتکی میتوان به اجرای روسازی جادههای نظامی، کفهایی که بر روی آن قطعات و تجهیزات سنگین وزن قرار میگیرد، ساخت بنادر و پایانه های حمل و نقل چند وجهی )جرثقیل، قطار، کامیون(، توقفگاههای بزرگراهی، روسازی باند فرودگاه و اجرای بدنه سد اشاره نمود. [2 ] طراحی روسازی روشهای مختلفی دارد ولی برای انتخاب نوع روسازی یک فرد باید فاکتورهایی از قبیل حجم ترافیک، نوع خاک، شرایط آب و هوایی، مواد و مصالح، مالحظات ساخت و ساز، نگهداری و مسائل زیست محیطی را در نظر بگیرد. برآوردهای مقایسه هزینه میتواند در انتخاب طرحهای مختلف روسازی و تصمیم گیری در این خصوص، تعیین کننده باشد.
شکل :1 کاربرد های مختلف روسازی بتن غلتکی
.2 روسازی بتن غلتكی چيست؟
علت نامگذاری بتن غلتکی (RCC) بدلیل غلتکهای فوالدی لرزنده بزرگ و غلتکهای چرخ الستیکی است که برای تراکم آنها استفاده میشود. خواص مقاومتی و اجزای اصلی بتن غلتکی )سنگدانههای خوب دانهبندی شده، مصالح سیمانی و آب( مشابه بتن معمولی است ولی طرح اختالط آن با بتن معمولی متفاوت است. بتن غلتکی تازه، خشکتر از بتن معمولی با اسالمپ صفر است. بتن غلتکی باید به حدی سفت و خشک باشد که بتواند وزن غلتکها را تحمل کند و به اندازهای مرطوب باشد که به خوبی مخلوط شود و خمیر آن بین سنگدانهها، به طور یکنواخت و بدون جداشدگی سنگدانهها پراکنده شود. بتن غلتکی معموال توسط دستگاههای متداول آسفالتی )فینیشر( پخش و پس از آن توسط غلتک ویبرهای کوبیده و متراکم میگردد. برخالف روسازی بتنی معمولی، روسازی بتن غلتکی بدون نیاز قالببندی ساخته میشود و میتوان در آن از میلگرد اتصال یا آرماتورهای مسلح کننده استفاده نکرد. روسازیهای بتن غلتکی ترکیبی از جنبههای مختلف مصالح روسازی بتنی به همراه برخی از وجوه ساخت و اجرای روسازیهای آسفالتی است .با وجود اینکه روش تراکم و دانهبندی سنگدانههای روسازیهای بتن غلتکی، مشابه روسازیهای آسفالتی است، ویژگیهای مصالح و عملکرد سازهای آن مشابه روسازی بتن معمولی است.
. 1 تاریخچه بتن غلتكی:
ساخت روسازی بتن غلتکی روشی نوین در راستای توسعه و تکامل مصالحی نظیر خاک تثبیت شده با سیمان می باشد که مدتهای مدیدی به عنوان زیر اساس و اساس در طراحی و ساخت روسازیها کاربرد داشته است. اینگونه کاربردهای اولیه بتن غلتکی در بسیاری از کشورها قبل از جنگ جهانی اول نیز صورت گرفته است. مهندسین کانادایی در ایالت بریتیش کلمبیا در سال 3376 به منظور ایجاد الیههای اساس با کیفیت باالتر کاریرد سنگدانه با مقدار باالتری از سیمان را آغاز کردند. گام بعدی در نظر گرفتن روسازی بتن غلتکی به عنوان روسازی کامل و بدون نیاز به الیه روکش بود. اولین کاربرد روسازی بتن غلتکی بدین شکل در ساخت محوطه ای برای کارخانجات چوب و الوار با بارگذاری سنگین در ونکوور در سال 3376 بود. عملکرد روسازی بتن غلتکی در این محوطه که تحت بارگذاری سنگین و همچنین ساب شدید بود بسیار موفقیت آمیز بود به نحوی که از آن زمان روسازی بتن غلتکی برای ساخت روسازی محوطه های صنعتی کاربرد وسیعی در کانادا داشته است .[1] اولین نمونه استفاده از روسازی بتن غلتکی در ایران سال 3193 شمسی در شهر صنعتی اراک، اجرا گردید که هم اکنون تحت شرایط جوی و محیطی پایدار و مقاوم باقی مانده است.
شکل :2 شیوه اجرای روسازی بتن غلتکی
.4 کاربردهای روسازی بتن غلتكی :
روسازی بتن غلتکی یک انتخاب اقتصادی به همراه امکان ساخت سریع برای بسیاری از کاربردها محسوب می شود. از موارد کاربرد آن میتوان به جاده های دسترسی به کارخانههای صنعتی و پارکینگها، محوطههای کشتیرانی، بندرگاه ها و محوطههای باراندازها، ترمینالهای کامیونها و باربریها، در قسمتهایی از مسیر راه یا باند فرودگاه که مقاومت بستر آن ضعیف است، محوطههای انبار اجسام سنگین، جادههای شهری با ترافیک کم و جادههای روستایی، محوطههای پارک هواپیماها، محوطههای نگهداری از وسایل نقلیه یا محوطههای زبالهها، پارکینگهای تجاری بزرگ، سوارهروهای پارکینگهای عمومی، شانههای بزرگراهها، خطوط عبور موقتی که باید سریع برای عبور و مرور وسایل نقلیه ساخته شوند و اتوبانها درصورت استفاده ترکیبی با الیه رویی آسفالتی اشاره کرد.
اصلیترین مزیت بتن غلتکی آن است که دارای قابلیت ساخت سریعتر و مقرون به صرفهتر از روسازیهای بتن معمولی و آسفالتی چند الیه است. صرفه جوییهای اقتصادی ای که دراثر استفاده از بتن غلتکی در مقایسه با رویه بتنی معمولی ایجاد میشودعمدتاً میتوان به کاهش درصد سیمان، کاهش هزینههای قالببندی و بتنریزی و کاهش زمان ساخت اشاره کرد. بعالوه، در بتن غلتکی میتوان از میلگرد اتصال، میلمهارها و آرماتورگذاری استفاده نکرد. همچنین درصد خمیر کمتر بتن غلتکی باعث جمع شدگی کمتر شده و ترک خوردگیهای ناشی از تنشهای جمع شدگی را کاهش میدهد. بعالوه، روسازی بتن غلتکی را میتوان طوری طراحی کرد که دارای مقاومتهای خمشی، فشاری و برشی بیشتری باشد که به آن امکان تحمل بارهای بزرگتر تکرار شونده را میدهد، بدون آنکه دچار گسیختگی گردد. همچنین بدلیل نفوذپذیری کم آن، روسازی بتن غلتکی دوام بسیار خوبی داشته و در برابر حمالت شیمیایی و محیطی مانند شرایط ذوب و انجماد مقاومت میکند. داشتن چنین ویژگیهایی باعث میگردد که روسازی بتن غلتکی در محوطههای صنعتی که در آنها بارگذاری نقطهای ناشی از پشتگیرهای تریلرها مدنظر میباشند، دارای مقاومت خوبی دربرابر چرخش باشد . مقاومت سایشی روسازی بتن غلتکی حتی تحت بارگذاریهای سنگین و حجم زیاد ترافیک مشابه روسازی بتن معمولی است. بدلیل رنگ روشن سطح روسازیهای بتن غلتکی، الزامات روشنی سطح پارکینگها و انبارها را تأمین میکند. وسایل نقلیهی سبک مانند ماشینها و کامیونهای سبک میتوانند با سرعت پایین روی روسازیهای بتن غلتکی به محض تمام شدن عملیات ساخت آن بدون ایجاد خرابی رفت و آمد کنند. بتن غلتکی حتی بدون استفاده از افزودنی حبابزا، دوام زیادی در برابر شرایط ذوب و انجماد دارد. [9]
5. مقایسه فنی و اقتصادی بتن غلتكی و بتن آسفالتی:
5.3. مقایسه اقتصادی:
یکی از عوامل موثر در ارزیابی پروژههای مهندسی، پارامترهای اقتصادی است. امروزه بسیاری از طراحان و سازمانهای تدوینکننده آییننامه، در جهت صرفهجویی در انرژی و هزینههای سرویسدهی
و در پی آن بهبود عمر مفید روسازی، روشهای موجود را مورد بازنگری قرار دادهاند. همچنین بسیاری از سازمانها عالوه بر هزینههای اولیه، هزینههای مصرف کننده از قبیل تاخیر در ترافیک هنگام تعمیر
و یا بهسازی، استهالک وسیله نقلیه و غیره را نیز به عنوان هزینههای موثر در طراحی در نظر میگیرند. در این مطلب، جهت آنالیز اقتصادی دو طرح روسازی آسفالتی و بتن غلتکی یک نمونه از روسازی
آسفالتی مربوط به یک پروژه آزادراهی جهت مقایسه طرح روسازی بتن غلتکی و رویه آسفالتی مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا میبایست جزئیات و ضخامت الیهها در هر طرح مشخص باشد. برای این مهم ابتدا بر اساس یکی از روشهای استاندارد طراحی روسازی (PCA)، ضخامت الیهها مشخص گردید. طرح اختالط بتن محاسبه شده و مورد استفاده در جدول )3( و مشخصات روسازی آسفالتی که
به طور معمول در جاده ها استفاده می شود و همچنین روسازی بتن غلتکی طراحی شده در جدول )2( نشان داده شده است.
جدول:1 طرح اختالط مورد نیاز جهت روسازی بتن غلتکی
مصالح واحد وزن واحد حجم نسبت حجمی در طرح اختالط وزن در طرح اختالط )کیلو گرم(
شن کیلوگرم 3366 6.93 313
ماسه کیلوگرم 2146 6.19 931
سیمان کیلوگرم 1346 6.33 190.4
آب کیلوگرم 3666 6.699 99
الزم به ذکر است، عدم انعطاف پذیری و همچنین عدم تجانس بتن با الستیک ماشین، نارضایتی نسبی در هنگام رانندگی بر روی رویههای بتن غلتکی، به دلیل انتقال صدا به اتاق ماشین را سبب میشود که این امر خصوصا در سرعت های باال محسوس میباشد. بدین لحاظ جهت استفاده از رویههای بتن غلتکی در آزادراهها و جادههای با سرعت تردد باال، اجرای یک الیه نازک از رویه آسفالت توصیه میشود. به همین خاطر در طرح بتن غلتکی جهت برآورد قیمت، یک الیه آسفالت حداقل لحاظ گردیده است.
جدول :2 مشخصات روسازی آسفالتی و بتن غلتکی
نوع روسازی نوع الیه ضخامت الیه )سانتیمتر(
روسازی
آسفالت رویه 4
مشخصات روسازی آسفالت آستر 9
آسفالتی اساس 34
زیر اساس 16
آسفالت رویه 4
مشخصات روسازی بتنی صفحه بتن 24
زیر اساس 34
مقادیر مصالح مورد نیاز برای روسازی های آسفالتی و بتنی طراحی شده بر اساس ضخامت الیههای درج شده در جدول )2( محاسبه شده است. محاسبات برای یک راه اصلی، به عرض 7.1 متر و طول یک کیلومتر در نظر گرفته شده است. بهای واحد آیتمهای استخراج شده از" فهرست بهای واحد پایه
