بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین عوامل موثر در طراحی و ساخت مسیر هایی که از زمینهای سست عبور می کنند ، تقویت و تثبیت بستر راه - Subgrade - می باشد که در صورت عدم دسترسی به بستر مناسب - Pavement - نیز به تدریج از بین خواهد رفت. بدین منظور می توان از شبکه های در حدفاصل بستر - Subgrade - و زیر اساس - Subbase - استفاده نمود که بدلیل مشخصات فنی مناسب این شبکه ها ، توزیع بارهای ترافیکی بر روی بستر بهتر صورت پذیرفته و موجب جلوگیری از نشستهای موضعی و نامتقارن می گردد .
در این مقاله سعی شده به معرفی کامل این شبکه ها - ژئوگریدها - خواص و کاربردها و روش اجرا صحیح آنها در عملیات راهسازی بخصوص در تحکیم بستر سست راه ها بیان شود . آشنایی با این تکنولوژی نوین که امروزه به طور وسیعی در پروژه های عمرانی روز دنیا استفاده می شود برای مهندسان ایرانی ضروری است. البته کاربرد هر مصالح و روشی منوط به آشنایی کامل با خصوصیات، روش طراحی و اجرا و زمینه های کاربرد آن ، مزایا و معایب آن در مقایسه با سایرگزینه های قابل اجرا می باشد
.1 مقدمه
خاک یکی از اولین مصالح ساختمانی مورد استفاده بشر بوده و با گذشت قرون و اعصار هنوز جایگزینی برای آن بخصوص در زمینه راهسازی یافت نشده است .فراوان ترین مصالح موجود در طبیعت خاک و سنگ است و در دسترس بودن این مصالح بزرگترین مزیت در امور عمرانی بوده است.
در بخش زیرساخت های شبکه ارتباطی هرکشور که شامل راه ها و خطوط راه آهن می باشند ، استفاده از خاک و مصالح سنگی دانه ای به عنوان لایه های زیرسازی و روسازی امری اجتناب ناپذیر است .استفاده از مصالح مرغوب و تقویت لایه های خاکریز بخصوص در مناطق با بسترضعیف ، یکی از عوامل بسیار مهم در پایداری و دستیابی به طول عمر مفید این نوع تاسیسات عمرانی است.
چون خاک مقاومت کششی نداشته و مقاومت برشی محدودی دارد لذا همانطور که برای جبران کمبود مقاومت کششی بتن از آرماتور استفاده شد و بتن مسلح ابداع گردید؛ برای جبران کمبود مقاومت کششی خاک و بهبود سایر خواص آن نظیر توان باربری ، نفوذ پذیری و ... نیز مصالحی نظیر مواد ژئوسنتتیک و تسمه های فلزی طراحی گردیده است .
مصالح ژئوسنتتیک شامل انواع ژئوتکستایل ، ژئوگرید ، ژئونت ، ژئوممبرین، ژئوپایپ و ژئوکامپوزیت می گردند .امروزه در خاک های مسلح جایگزینی ژئوگریدها بجای تسمه های فلزی بطور فزاینده ای ادامه دارد که یکی از علل آن مشکل خوردگی تسمه های فلزی در خاک و هزینه بیشتر آنها در مقایسه با ژئوگریدها می باشد.
هدف از ارائه این مقاله درچارچوب تحقیقات انجام شده در زمینه تقویت لایه های خاکریز راه ها ازطریق کاربرد شبکه های پلیمری - ژئوگریدها - ، به منظور افزایش عمر راه ها، کاهش میزان نشست و افزایش قابلیت باربری خاک می باشد.
.2 ژئوگریدها
ژئوگریدها محصولاتی پلیمری از جنس - پلی اتیلنPE، پلی پروپیلن pp و یا پلی استر PESو - PET هستند که معمولا به شکل شبکه های منظم در یک یا دو جهت ساخته می شوند و در اثر دو عامل مهم اصطکاک خاک با ژئوگرید و قفل شدگی ذرات خاک در چشمه های ژئوگرید، موجب افزایش مقاومت کششی خاک می گردند .عامل اصطکاک خاک و ژئوگرید بیشتر در خاک های ماسه ای و عامل قفل شدگی ذرات خاک درچشمه های ژئوگرید بیشتر در شن شکسته تعیین کننده می باشد
برای ساخت ژئوگریدها ، ابتدا در ورقه های پلیمری سوراخ هایی به ابعاد موردنظر 10 - تا 50 میلیمتر - ایجاد می گردد، سپس ورقه سوراخ شده در یک یا دو جهت متعامد کشیده می شود .کشیدن این ورقه ها موجب افزایش مقاومت ژئوگرید تولید شده در جهت مورد نظر می شود وموجب ایجاد فضاهای خالی با ابعاد مناسب جهت افزایش تاثیر احاطه کردن خاک و سنگ می گردد .اگر ورقه های پلیمری در یک جهت کشیده شوند به ژئوگرید یک محوره و اگر در دوجهت کشیده شوند به ژئوگرید دومحوره معروف هستند - شکل. - 1 ابعاد این فضاهای خالی یا چشمه ها از 10تا 100 میلیمتر متغیر است .
نوارهای بکار رفته در ساختمان ژئوگریدها در دو جهت اصلی به ترتیب " طولی "و" عرضی "نامیده می شوند
شکل :1 ژئوگرید یک محوره و دو محوره
ژئوگرید تک محوره برای تحمل تنش دریک جهت ساخته شده است.توانایی اصلی این شبکه ها دردیوارها و شیب هاست .کاربردهایی مانند دیوارحائل ، سیستم های دفن زباله ، پشته های خاک نرم ، و خاکریزهای شیبدار تند اضافی دارند.
ژئوگریدهای دومحوره برای تحمل تنش درهردوجهت و جهت متقابل ساخته شده است .کاربردهای این نوع ژئوگرید عبارتند از زیرسازی جاده ها ، پارکینگ ، راه آهن ، باند فرودگاه ، جاده های حمل و نقل ساخت وساز و جاده های با پوشش بدون آسفالت. تاکنون سه نسل ژئوگریددر دنیا تولید شده است که تفاوت اصلی آنها در نحوه اتصال تار و پود و در نتیجه مقاومت درازمدت آنها می باشد. نسل اول :ژئوگرید قالبی - Extruded - ، نسل دوم :ژئوگرید بافته شده - - Woven و نسل سوم:ژئوگریدجوشی - - Welded نام دارد
شکل :2 نسل های مختلف ژئوگرید
انواع ژئوگریدهای موجود در دنیا عبارتند از:
Tensarcorp -1 Tenaxcorp - 2 Paragrids - 3 Tiragrids - 4
Fortral - 5 Maxtrex -6 Stratagrid -7 Othergrids -8
از میان این ژئوگریدها نوع پنج در ایران موجود است .این نوع ژئوگریدها ساخت کشور آلمان می باشد و در دو نوع Fortrac وHatelit ساخته می شوند که نوع اول برای مسلح کردن خاک و نوع دوم برای مسلح کردن آسفالت بکار می رود.
هردو نوع ژئوگرید از الیاف تابیده شده پلی استر سخت بافته می شوند و در محل اتصال به هم وصل می شوند و یک پوششP.V.C یا مواد قیری در نهایت داده می شود .از کاربردهای این نوع ژئوگریدها در ایران می توان مسلح کردن آسفالت پل فولادی نصر را نام برد که از نوع Hatelit برای این کار استفاده شده است.
.3 مشخصات فنی ژئوگرید های مصرفی
به منظور اطمینان یافتن از کیفیت شبکه های ژئوگرید، لازم است پیش از بکارگیری آنها با انتخاب برخی نمونه های واجد شرایط، مشخصات شبکه های ژئوگرید را تعیین نموده و بامشخصات فنی عمومی وخصوصی ارائه شده توسط طراحان و مشاورین پروژه مقایسه وکنترل گردد .مهمترین این مشخصات در جدول - 1 - ارائه شده است.
جدول:1 خصوصیات فیزیکی، هندسی و مکانیکی شبکه های ژئوگرید
