بخشی از مقاله
چکیده
متولیان امور راهسازی همواره به دنبال روسازیهایی بوده اند که ضمن داشتن طول عمر زیاد از حداقل میزان تعمیر و نگهداری برخوردار باشند. روسازی مرکب به روسازیی اطلاق میشود که در آن لایه دو رویه از جنس بتن و آسفالت تشکیل شدهباشد. بسته به اینکه لایه بتنی بالاتر قرارگیرد یا لایه اسفالتی نوع طراحی و اجرای روسازی مرکب متفاوت با کیفیت خواهد بود ولی در متداولترین نوع روسازی مرکب لایه آسفالتی بالاتر از لایه بتنی قرار میگیرد. در این حالت عموما یک لایه روسازی آسفالتی با کیفیت روی روسازی بتنی قدیمی اجرا میشود و هدف ارتقای کیفیت سطح راه میباشد.
قبل از اجرای روسازی آسفالتی جدید اقداماتی روی دال بتنی انجام میشود چرا که جابهجایی و تغییر شکلهای دال بتنی در اثر حرارت و تغییرات دما میتواند باعث ترکخوردگی لایه آسفالتی گردد. چند روش برای طراحی روسازیهای مرکب وجود دارد. اما انچه که امروز بیشتر مد نظر گرفته شود استفاده از مدلهای سازه ای و روشهای مکانیستیک برای تعیین رفتار و عکس العمل های سازهای است. استفاده از این روشها دید مناسبتری از رفتار روسازی را در اختیار پژوهشگران قرار میدهد.
بررسیهای میدانی در کشورهای اروپایی و آمریکا نشان میدهد که روسازیهای مرکب دارای خصوصیت گفته شده هستند. در این مقاله به مروری کلی بر مزایا و معایب و روشهای طراحی ضخامت روسازی مرکب - دارای رویه آسفالتی - از جمله آشتو، روش انگلستان، روش دانمارک و روش مکانیستیک پرداخته میشود و بخش پایانی تجارب برخی کشورها از جمله آمریکا، آلمان، انگلستان و اسپانیا در زمینه استفاده از این نوع روسازیها را بیان میکند.
.1 مقدمه
روسازیهایی که ترکیبی از دو نوع روسازی سخت و قابلانعطاف باشد، روسازیهای مرکب نامیده میشود - شکل . - 1 لایه انعطافپذیر میتواند شامل هر یک از انواع بتن آسفالتی گرم - 1 آسفالت با دانهبندی پیوسته، آسفالت با استخوانبندی مصالح سنگی2 و آسفالت متخلخل - 3 و لایه سخت نیز میتواند هر یک از انواع روسازی بتنی را شامل شود. از آنجا که تعریف واحدی برای روسازی مرکب وجود ندارد، اساس تثبیت شده با سیمان - CSB4 - و بتن مگر5 به همراه لایهای از آسفالت گرم نیز روسازی مرکب درنظر گرفته شده است
استفاده از مصالح بتنی به عنوان لایه زیرین و در نقش لایه اساس و مصالح اسفالتی به عنوان رویه ترکیب متداولی است که ویژگی هایی همچون مقاومت و سطح هموار را ارئه کرده و بهره برداری از یک لایه روسازی ایده را ممکن میسازد استفاده از مصالح بتنی در نقش لایه ی رو یه و مصالح اسفالتی در نقش لایه اساس گزینه ای است که در صورت خرابی کامل لایه اسفالتی مقرون به صرفه است
با توجه به هزینه اولیه بالای اجرای این نوع از روسازی ها ساخت انها به طور محدود صورت گرفته وبیشتر ربای معایب رو سازی بتنی موجود و به منظور ارتقای کیفیت سطح راه و تامین سرویس به صورت روکش اسفالتی بر روی روسازی های موجود به کار میروند...در متون مختلف برای روسازی مرکب از عبارات متنوعی استفاده شده است که در این ارتباط میتوان به روسازی نیمه سخت6، روسازی مرکب با کیفیت بالا - مرغوب - 7، روسازی با طول عمر زیاد8، روسازی مرکب انعطافپذیر9، روسازی بینیاز از نگهداری10 اشاره نمود
شکل -1 دو تیپ مختلف از روسازیهای مرکب - الف- روسازی مرکب با رویه بتنی، ب- روسازی مرکب با رویه آسفالتی -
اگر هدف از اجرای روسازی مرکب صرفاً برآورده نمودن بعضی از خصوصیات وظیفهای - نه سازهای - روسازی باشد - مانند بهبود اصطکاک و زیری سطح روسازی - ، استفاده از حداقل مقادیر ضخامت رویه آسفالتی کفایت میکند. ولی چنانچه برای لایه آسفالتی سهمی از تحمل بار ترافیکی درنظر گرفته میشود، باید متناسب با مقدار این سهم، ضخامت آن تعیین شود
سابقه استفاده از روسازیهای مرکب به دهه 1950 میرسد. در این زمان در ایالات مختلف آمریکا و کانادا، از یک اساس سیمانی با یک رویه آسفالتی استفاده میشد
با توجه به اینکه در این دوره انواع مختلفی از روسازیها به عنوان روسازی مرکب درنظر گرفته میشد، هیئت تحقیقات راه آمریکا11، کمیته طراحی روسازی مرکب را موظف کرد تا تعریفی دقیق از روسازی مرکب ارایه نماید. بر اساس این تعریف، روسازی مرکب عبارت است از: سازهای مرکب از لایههای با مصالح مختلف و بعضاً با ترکیب ناهمگن بطوری که در دو یا چند لایه مورد استفاده، از مواد چسباننده متفاوتی استفاده شده باشد .
برای تحلیل خستگی روسازی انعطافپذیر، کرنش کششی زیر لایه آسفالتی، مدنظر قرار میگیرد. در واقع ترک خستگی از این نقطه شروع به رشد کرده و به سمت بالا منتشر میشود. در روسازی مرکب این نقطه بحرانی به زیر لایه اساس سخت منتقل میشود. استفاده از اساس سخت باعث کاهش کرنشهای بحرانی در روسازی مرکب میشود
بطور کلی مزایا و معایب روسازیهای مرکب در مقایسه با روسازیهای انعطافپذیر و سخت عبارتند از:
-2 دلایل اجرای روسازی مرکب:
از آنجا که تاریخچه روسازیهای مرکب به سالهای اخیر باز میگردد، فقط برخی کشورها مزایای چنین طرحی را تجربه کردهاند. در حال حاضر، استفاده از روسازیهای مرکب به جادههای با ترافیک سنگین مانند بزرگراهها و شریانهای اصلی متمرکز شدهاست. عموما انتخاب روسازی مرکب تحت تاثیر یکی از عوامل زیر میباشد:
- ایجاد تکیهگاهی مقاوم برای لایه آسفالتی - توسط لایه اساس بتنی - ؛
- ایجاد سطحی صاف و آرام برای رانندگی؛
- ایجاد سطحی با مقاومت لغزشی مناسب؛
- حفظ استحکام سازهای اساس بتنی برای اطمینان از عمر زیاد سیستم روسازی - با اجرای نگهداری پیشگیرانه روی لایه آسفالتی - ؛
- جلوگیری از نفوذ آب سطحی و نمک موجود در عملیات یخزدایی به داخل اساس - به علت وجود لایه آسفالتی - ؛
- کاهش گرادیان حرارتی در لایه بتنی به دلیل وجود لایه آسفالتی در قسمت فوقانی؛
- کاهش هزینههای اضافی در طول طرح برای مسئولان نگهداری راه و استفادهکنندگان؛
- تعمیر یا ارتقای کیفیت سطح رو به زوال روسازی بتنی.
-3 معایب روسازیهای مرکب:
دلیل اینکه از روسازیهای مرکب کمتر استفاده میشود این است که این روسازیها، ترکیبی از معایب روسازیهای صلب - هزینه اولیه بالاتر - و روسازیهای انعطافپذیر - نیاز به نگهداری بیشتر - را داراست.
گاهی از لایههای انعطافپذیر نازک - روکشها - برای بهبود اصطکاک و کیفیت تردد لایه صلب استفاده میشود، از آنجا که اصطکاک و کیفیت تردد با خراشاندن سطح لایه صلب موجود نیز امکانپذیر است، باید مطالعات اقتصادی انجام شود تا روش کم هزینهتر و مناسب انتخاب شود، همچنین جزئیات زیاد طراحی؛هزینه زیاد؛ نیاز به تجهیزات بیشتر - در مقایسه با روسازی بتنی یا آسفالتی - از جمله معایب روسازیهای مرکب است.
-4 روشهای طراحی روسازیهای مرکب
-1-4 طراحی روسازی مرکب به روش آشتو
برای طراحی روسازی مرکب به روش آشتو، دو حالت زیر را میتوان درنظر گرفت:
-1 طراحی روسازی مرکب شامل اساس تثبیت شده با سیمان به همراه رویه آسفالت گرم؛
