بخشی از مقاله
خلاصه
علیرغم وجود منابع نفتی و قیر فراوان در ایران و در نتیجه هزینه ی پایین روسازی آسفالتی، لیکن با توجه به اصل توسعه پایدار، مسایل زیست محیطی را نیز باید در کنار عوامل دیگر در انتخاب نوع روسازی دخیل دانست. امروزه عوامل زیست محیطی، اقتصادی، ایمنی و نگاه های توسعه پایدار ملی ما را به طراحی های بهینه روسازی سوق می دهد که در این میان استفاده از روسازی های بتنی و بتن الیافی با نگرش به مزیت ها و جمع بندی مطالعات پیشین، گزینه های مناسب در مقایسه با روسازی های قیری است.
1. مقدمه
در ایران، روسازی راه های ساخته شده،اکثراً از نوع آسفالت قیری گرم یا روسازی سیاه می باشد که استفاده از این نوع روسازی، ضمن اینکه موجب مصرف سرمایه ملی - نفت - می گردد، کشور را با مخاطرات زیست محیطی فراوانی روبرو می سازد؛ علاوه بر این لازم به ذکر است که یکی از مشکلات اساسی معابر سواره رو، خیابانها و شبکه های بزرگراهی و محوطه های صنعتی در کشور ما، تخریب و تعویض های متوالی آسفالت می باشد که این امر به دلیل ماهیت و خصوصیات آسفالت قیری - انعطاف پذیر بودن بتن آسفالت قیری، ناپایدار بودن در برابر تغییرات جوی، گرما و سیکل های یخبندان، کم بودن مقاومت در مقابل فشارهای فیزیکی - اجتناب ناپذیر است که در کنار تحمیل خسارات فراوان به اقتصاد ملی، ضریب ایمنی جاده ها و خیابان های کشور را نیز به شدت کاهش داده است و البته خسارات فراوانی به سیستم حمل و نقل جاده ها نیز وارد نموده است.
از طرفی تولید سیمان در کشور - در سال - 92 از حدود 70 میلیون تن گذشت، وازنظر تولید سیمان کشور ایران در جایگاه بسیار خوبی قراردارد. پس با این پتانسیل، مشکلی در تامین سیمان پروژه ها و طرح های عمرانی کشور وجود ندارد، لذا افزایش سرانه مصرف سیمان با کاربردهای جدیدی از قبیل استفاده در راهسازی به صرفه و صلاح کشور می باشد. بررسی های انجام شده در کشورهای توسعه یافته نشان از رواج بهره گیری از رویه های بتنی در ساخت راه ها - تعمیر روسازی ها - دارد. در حالیکه در ایران استفاده از روسازی های بتنی چندان رواج پیدا نکرده است.
از جمله دلایل عمده در عدم توسعه روسازی های بتنی در ایران را - علیرغم دسترسی به مصالح کافی و مناسب برای ساخت بتن، عمر طولانی تر روسازیهای بتنی نسبت به سایر روسازی ها بخصوص روسازی با آسفالت قیری و همچنین اقتصادی تر بودن قیمت تمام شده آن - ارزانی قیمت قیر در سال های گذشته، نبود دانش فنی و ماشین آلات مورد نیاز و عدم شناخت کافی ازروسازی های بتنی بین کارشناسان و مجریان عمرانی باید دانست.[1]
از مزایای رویه های بتنی در مقایسه با آسفالتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:[2]
1. رویه های بتنی در نواحی با مقاومت بستر کم و ترافیک سنگین نسبت به روسازی آسفالتی ارجحیت دارد.
2. هزینه های تعمیر و نگهداری روسازی بتنی در مقایسه با آسفالتی کمتر است.
3. عمر مفید رویه های بتنی بیشتر از روسازی های آسفالتی است 40 - تا 50 سال در مقایسه با 15 تا 20 سال - .
4. بدلیل فراهم ساختن دید بیشتر در شب برای استفاده کنندگان، روسازی بتنی از نظر ایمنی نسبت به آسفالتی ارجح تر است.
5. ضخامت روسازی بتنی در مقایسه با روسازی آسفالتی کمتر است و در نتیجه در نواحی که محدودیت ضخامت وجود دارد ارجحیت داشته و در عین حال در مصرف مصالح نیز صرفه جویی می گردد.
6. بدلیل صرفه جویی در بکارگیری مصالح در لایه های بتنی تخریب منابع طبیعی و محیط زیست کمتر صورت می گیرد.
7. در مناطق شیب دار و کوهستانی با تعداد زیاد وسایل نقلیه سنگین که روسازی آسفالتی جوابگو نمی باشد، روسازی بتنی می تواند به عنوان گزینه خوبی مد نظر قرار گیرد.
8. در شرایط محیطی با دمای زیاد عملکرد روسازی بتنی بهتر از آسفالتی است.
2. روش پژوهش
برای شناخت بیشتر روسازی های بتنی، در این پژوهش به بررسی رفتار مکانیکی دال بتن الیافی مورد استفاده در روسازی راه پرداخته شده است. در ادامه ویژگی های مصالح مورد استفاده، نحوه بارگذاری و ... ارائه می شود.
1-2 مصالح مصرفی
در این تحقیق از سیمان پرتلند تیپ 2 فیروزآباد به مقدار 345 کیلوگرم بر مترمکعب استفاده شده است. مصالح سنگی مورد استفاده شامل ماسه شسته با دانه بندی 5-0 میلیمتر و شن مخلوط نخودی و بادامی با دانه بندی 15-5 میلیمتر که به ترتیب با مقادیر 621 و 900 کیلوگرم بر مترمکعب در نمونه های بتن استفاده گردیده است. آب مصرفی در نمونه های بتنی آب آشامیدنی لوله کشی شده و با مقدار 190 کیلوگرم بر متر مکعب بوده است.
الیاف های مورد استفاده در این تحقیق الیاف فولادی و الیاف پلی پروپیلن بوده است. الیاف فولادی دارای قطر 1 میلی متر بوده و طول این الیاف 50 میلی متر انتخاب شده است. بنابراین نسبت طول به قطر الیاف - نسبت ظاهری - الیاف فولادی برابر با 50 بوده است. مقاومت کششی الیاف فولادی مصرفی در این تحقیق 809 نیوتن بر میلیمتر مربع بوده است. الیاف پلی پروپیلن مصرفی دارای قطر 0/2 میلی متر بوده و طول این الیاف 12 میلی متر انتخاب شده است. بنابراین نسبت طول به قطر الیاف - نسبت ظاهری - الیاف پلی پروپیلن برابر با 60 بوده است. محدوده ی مقاومت کششی الیاف پلی پروپیلن مصرفی در این تحقیق 773 - 562 نیوتن بر میلیمتر مربع بوده است.
2-2 سیستم بارگذاری
سیستم اعمال نیرو توسط یک جک هیدرولیکی می باشد که توانایی اعمال بار تا 30 تن را دارد. بارگذاری توسط سرجک ودر مرکز دال روسازی برای شبیه سازی بار تک چرخ در جاده، اعمال می شود. همچنین نوع دیگری از بارگذاری به شکل دونقطه ای نیز برای شبیه سازی حالتی که هردو چرخ روی دال قرار گیرد، انجام خواهد شد.[3] نحوه بارگذاری روسازی در شکل 1 و 2 به صورت شماتیک نشان داده شده است. نحوه ی اعمال بارگذاری به طور پیوسته می باشد و در حین بارگذاری تغییر شکل وسط دال روسازی بتنی و تغییرات همزمان نیرو ثبت می شود.
3. نمونه روسازی های بتنی ساخته شده
دال های روسازی های بتنی الیافی ساخته شده دارای ابعاد 1/5×1/5 متر و به ضخامت 8 سانتیمتر می باشند.
4. آزمایش های انجام شده
در این تحقیق 8 آزمایش مطابق روش بیان شده در قسمت 3 انجام شده است. مشخصات آزمایش های انجام شده مطابق با جدول 1 می باشد.
