دانلود مقاله مهمترین عوامل موثر در خرابی و خسارت راه ها و سطوح آسفالتی

بخشی از مقاله

مهمترین عوامل موثر در خرابی و خسارت راه ها و سطوح آسفالتی
عبارتند از:
نوع خاک محل احداث راه – حجم ترافیک – شرایط جوی و محیطی از نطر میزان بارندگی و تغییرات درجه حرارت – نوع وسایل نقلیه عبوری – نحوه ساخت راه و اجرای اصولی و فنی تمام مراحل ساختمان لایه های راه شامل: خاکبرداری های اولیه خاکهای کم مقاومت و تراکم زمین طبیعی، اجرای لایه های زیر اساس (Sub base)، اساس(Base ) و در بعضی موارد بلک بیس(Black base )، لایه رویی(Surface ) و در نهایت لایه های آسفالتی سطح راه یعنی بیندر (Binder ) و توپکا(Topeka ).

– رعایت نشدن اصول مراقبت و حفاظت از راه و ترمیم نشدن آسیب های جزیی و اولیه راه و به اصطلاح به فراموشی سپرده شدن راهداری چه قبل و چه بعد از آسیب دیدگی آن. چرا که برای هر نوع عیب و خرابی، که در سطح راه آسفالته ایجاد می شود، روشی خاصی جهت مراقبت و مرمت آن وجود دارد.

– شیب بندی طولی و عرضی نامناسب راه و در نتیجه باقی ماندن آب بر سطح آسفالت راه در شیب های کمتر از حد استاندارد، باعث تخریب آن می گردد. البته عکس این قضیه نیز صادق است، به این معنی که هر چه شیب راه خصوصاً شیب عرضی از حد مجاز بیشتر باشد، این امر باعث جاری شدن تند آبها بر سطح مسیر می شود که در نهایت با گذر زمان، باعث شسته شدن و خرابی راه می شود. عایق کاری نا مناسب راه و نفوذ آب به داخل ساختمان راه و لایه های زیرین آن و در نهایت تخریب آسفالت و کل راه.
– استفاده از قیر های غیر استاندارد و با ویسکوزیته(گرانروی) نا مناسب و کمتر یا زیادتر بودن قیر مصرفی از حد مجاز.

– استفاده خودروها خصوصاً وسایل نقیله سنگین مجهز به لاستیکهای یخ شکن و میخدار در ایام بدون یخبندان و حتی در زمان برفباری های جزیی و نرم در طول سال، همه و همه از عواملی هستند که باعث آسیب دیدگی و در صورت عدم رسیدگی باعث انهدام و از کاربری خارج شدن راه می شوند.
انواع معایب و آسیب دیدگی های راه های آسفالته:

در یک تقسیم بندی خرابی ها را به دو نوع بنیادی(سازه ای) و خرابیهای سطحی(کارکردی) تقسیم بندی می کنند. نوع بنیادی زمانی رخ میدهد که روسازی بعلت نداشتن قدرت باربری کافی در اثر بارهای وارده و صدمه دیدن، دیگر قادر به تحمل بارگذاری بیشتر بدون افزایش خرابی نباشد. در حالی که در خرابی های سطحی، سیستم روسازی قدرت باربری دارد ولی بعلت ناهموار شدن سطح روسازی امکان بهره برداری از آن به سختی امکانپذیر است.

در تقسیم بندی دیگر این خرابی ها به دسته عمده تقسیم بندی می شوند:
ترکها – تغییر شکل ها – اضمحلال

ترکهایی که در اثر عوامل بر شمرده فوق در سطح راه های آسفالته بوجود می آیند
عبارتند از:
1- ترکهای پوست سوسماری( موزاییکی): این ترکها که بصورت بلوکهای کوچکی که نحوه قرار گیری آنها در کنار هم به صورتی است که شبیه پوست سوسمار است، در اثر زیر سازی های نادرست و نامتراکم، اشباع شدن قشر خاک ریزدانه و روسازی و نیز خستگی بیش از حد حد رویه در اثر بارگذاری بیش از حد و روسازی بر روی خاک کم مقاومت بوجود می آیند.
2- ترکهای تیغه ای(برشی): ترکهای طولی هستند که به فاصله حدود سی تا چهل سانتی متر از لبه بیرونی راه ایجاد می شوند. علت ایجاد این قبیل ترکها نبود استحکام کافی در شانه راه، نفوذ آب به روسازی، اشباع شدن قشر های زیرین راه، فقدان پایداری برشی خاک و مصالح و تراکم ناکافی آسفالت و دیگر لایه های راه می باشد.

3- ترک لبه ای: ترکهای لبه ای در فصل مشترک لبه آسفالت و شانه راه و نفوذ آب در شانه راه و تر و خشک شدنهای متوالی بوجود می آیند.

4- ترکهای دوبندی(بین دو خط): این قبیل ترکها، در فصل مشترک دو باند راه آسفالت شده و دربین دو باند و در مجاورت محور طولی راه دیده می شوند. که معمولاً در اثر پخش و کوبیدگی نامناسب و تراکم ناکافی آسفالت و اجرای غیر همزمان رویه های آسفالتی خطوط کنار هم بوجود می آیند.

5- ترکهای انعکاسی: در واقع این ترکها انعکاس یا بعبارتی تصویر ترکهای لایه های زیرین در سطح راه هستند. این گروه ترکها می توانند بصورت طولی و عرضی یا بلوکی باشند. و بیشتر در اثر حرکات عمودی و افقی قشرهای زیرین آسفالت و نیز تغییرات درجه حرارت و رطوبت محیط و نیز عبور وسایل نقلیه سنگین پدید می آیند.
6- ترکهای چروکی(انقباضی): این ترکها بصورت بلوکهای بزرگ بهم چسبیده البته با زوایای تند و حاده می باشند که بدلیل تعییر حجم قشر آسفالت یا لایه اساس و زیر اساس و بستر راه و نیز استفاده از قیر با درجه نفوذ پایین که برای منطقه مورد نظر سفت تر از حد مجاز است، پدید می آیند.

7- ترکهای لغزشی( هلالی): این دسته ترکها، اغلب بصورت هلالی شکل که هلال به طرف محل اثر چرخ است، دیده می شوند. نبود چسبندگی کافی بین لایه های زیرین و لایه های رویی، تراکم ناکافی آسفالت و نیز وجود گرد و خاک و روغنهای نفتی و آب در سطح راه قبل از اجرای آسفالت، از مهمترین دلایل ایجاد این ترکها هستند.
8- ترکهای تعریضی: در واقع نوعی ترک طولی انعکاسی هستند که در اثر حرکت لایه های زیرین آسفالت بوجود می آیند.

تغییر شکلها:
1 - تورم در راه های آسفالتی:نوعی تغییر شکل در سطح راه که در آن سطح راه از پروفیل خاص خود خارج شده و بالا می آید. که عموماً از متورم شدن لایه های زیرین و فشار رو به بیرون به لایه های روسازی ناشی می شود. که از جمله دلایل تورم می تواند وجود رطوبت و آب در این لایه ها و یخ زدن این آبها و در نتیجه افزایش حجم آنها باشد.
پیدایش چاله در راه های آسفالتی: این چاله ها عموماً دارای اشکال دوار با اندازه های متفاوت هستند که در اثر کم قیر بودن آسفالت، ضخامت غیر استاندارد (کم) آسفالت، مقدار پایین ریز دانه ها در آسفالت پدید می آیند.

2 – فرسایش و گر شدن: این واژه ها به روند جدا شدن ریزدانه ها و بدنبال آن درشت دانه ها از سطح آسفالت اطلاق می شوند. از مهمترین عوامل فرسایش و گر شدن روسازی راه ها می توان موارد زیر را نام برد: _ انجام کار آسفالت در شرایط نا مساعد محیطی خصوصاً در هوای سرد و دارای رطوبت نسبتاً بالا _ تراکم نا کافی آسفالت و کم قیر بودن آن _ استفاده از مواد کثیف و آغشته به موادی مثل خاک و روغنها _ باقی ماندن برف و یخ به مدت طولانی بر رو سطح آسفالت تاخیر در پخش مصالح سنگی پس از قیر پاشی، باز کردن راه برای استفاده وسایل نقلیه خصوصاً ماشینهای تندرو قبل از سفت شدن قیر، وجود سطح متخلخل و غیر مکنده در زیر رویه آسفالتی، بکارگیری مواد آلوده یا نمناک در آسفالت، تاخیر در غلطک زنی مصالح سنگی پس از پخش آنها بوجود می آید.

3 - روزدن قیر در راه های آسفالته(Bleeding ): در این حالت بدلایلی از جمله دمای بالای تهیه و ریختن آسفالت، مصرف بیش از اندازه قیر در آسفالت، ریختن لایه آسفالت بعدی قبل از عمل آمدن مناسب لایه پریمکت ، قیر به سطح رویی آسفالت آمده و یک لایه قیر در سطح آسفالت تشکیل می شود. که این مساله باعث لغزندگی بیش از حد سطح راه خصوصاً در هنگام بارندگی می گردد. این عیب با سوزاندن قیر روزده به کمک نفت یا گازوییل طی مدت زمان مناسب در حدود پانزده دقیقه یا با تراشیدن آن توسط دستگاه Heater Planer تا حدود زیادی مرتفع می شود.
4 – نشست در راههای آسفالته: پایین رفتن سطح راه از سطح تراز اولیه و استاندارد آن که در بعضی نقاط به حدود 15تا20 سانتی متر هم می رسد را نشست می نامیم، که در نتیجه آن چاله های کوچک و بزرگ ایجاد شده که جمع شدن آب در این چاله ها در نهایت هم منجر به یخ زدگی سطح راه و ایجاد خطر برای رانندگان می شود و هم تخریب و اضمحلال آسفالت را در پی دارد.از مهمترین عوامل ایجاد نشست در راه، ترافیک سنگین تر از ترافیک طرح راه، تراکم نا کافی لایه های زیرین و در نتیجه نشست آنها و در نهایت ساخت غیر اصولی و غیر فنی راه را می توان نام برد.
5 – کنار رفتگی و موجدار شدن سطح آسفالت: این خرابی از نوع تغیر شکلهای پلاستیک یا خمیری هستند. که این خرابی ها در سر پیچهای تند، سر ایستگاهای اتوبوس، تقاطع ها و به طور کلی در محل توقف و حرکت وسایل نقلیه که نیروهای برشی شدیدی به روسازی راه وارد می شوند، تولید می شوند. مصرف بیش از حد قیر، مقدار بالای مصالح گرد گوشه در آسفالت، مصرف بیش از حد مصالح ریز دانه در مخلوط آسفالت و بکار بردن قیر با نرمی زیادتر از حد استاندارد، از مهمترین عوامل ایجاد این گونه خرابی ها هستند.
یکی از مهمترین عوامل خرابی در سطح راه های آسفالته که متاسفانه کمتر به آن دقت می شود، استفاده از زنجیر چرخها و لاستیکهای یخشکن و میخدار در ایام بدون یخبندان یا با یخبندان های سبک سال، خصوصاً برای وسایل نقلیه سنگین است. استفاده از این وسایل باعث پدید آمدن شیارهای طولی و فرورفتگی های ممتدبه موازات طول جاده در سطح آن می شود که این مساله علاوه بر تسریع در استهلاک وسیله نقلیه، باعث جمع شدن آبهای سطحی بر روی جاده شده که هم خرابی آسفالت و هم عدم تعادل وسیله نقلیه را در پی دارد.و از طرف دیگر در شبها دقیقاً شبیه آینه عمل کرده و باعث انعکاس نور چراغهای اتومبیلهای مقابل در دیدگان راننده وسیله نقلیه می شود که عواقب زیانبار این پدیده کاملاً روشن است. البته ذکر این نکته لازم است که طرح راه آسفالته ای که بر روی ان از این قبیل لاستیکها و وسایل ایمنی استفاده می شود، دارای ویژگی های خاصی است. از جمله تراکم حداقل 98 درصدی آسفالت، دانه بندی مناسب و تناسب مواد ریزدانه و مخلوط خمیری آسفالت، مصرف قیر مناسب خصوصاً با درجه نفوذ بین 80تا 100، محدودیت در قطر سنگدانه های آسفالت و ... .
بر اساس توضیحات فوق، مشخص می شود که دلایل عمده و اصلی خرابیهادر راهسازی ها خصوصاً راههای آسفالته، یا ریشه در ساخت اولیه راه و آسفالت و نحوه و میزان ترکیبات آن دارد. ویا اینکه مربوط به دوره بهره برداری از راه می شود که بدلیل نبود مراقبت و نگهداری صحیح و اصولی از راه و مرمت نشدن بموقع خرابی های جزیی برای جلوگیری از بوجود آمدن خرابی های عمده و جبران ناپذیر در راهها،پدید می آید.

از طرفی همه ما کمابیش از هزینه های بسیار بالا و سرسام آور راهسازی در تمام مراحل آن از مطالعات و نقشه برداری های اولیه، طراحی مسیرو محاسبات آن گرفته تا زیر سازی، روسازی، آسفالت کاری، خط کشی و علامت گذاری و ...( ساخت اولیه راه) و نیز مخارج سنگین تعمیرات ونگهداری و مرمت و بهسازی راه شامل هزینه لکه گیری ها، پرکردن چاله ها، مرمت شانه ها، مرمت کانالها و آبروهای طرفین راه، روکش کردن راه به منظور افزایش قدرت باربری آن، وصله کردنهای سطحی و عمیق، خط کشی ها و علامت گذاری های مجدد و ... مطلع هستیم.

بنا براین لازم است که برای ممانعت از وارد آمدن این قبیل خسارات عمده به منابع مالی و اعتباری کشور و نیز برای احداث راه های مطمئن و کم خطر در سراسر کشور لازم است که در امر راه سازی کشور و خصوصاً در روسازی راه های آسفالته و پرتردد تجدید نظر کاملاً اصولی و در عین حال دقیق و فنی و مهندسی و منطبق بر قوانین ملی و بین المللی راه سازی

صورت گیرد. چراکه روسازی راه در واقع علاوه بر ایجاد یک سطح صاف و هموار برای عبور وسایل نقلیه، نقش محافظ لایه های زیرین راه را نیز بر عهده دارد. که اگر این لایه بدرستی و بر اساس تکنیکها و روشهای کاملاً فنی ساخته نشود، علاوه بر وارد آمدن هزینه های مستقیم ( هزینه احداث اولیه راه و مخارج تعمیر و بازسازی آن)، هزینه های غیر مستقیم دیگری را نیز بر پیکره اقتصادی کشور وارد می کند. که در واقع مخارج غیر مستقیم، هزینه هایی است که بدلیل بسته شدن راه، استفاده کنندگان از آن، بخاطر خرابی و بدی راه متحمل می شوند. مثل اتلاف وقت و در نتیجه مصرف سوخت بیشتر، افزایش تصادفات و استهلاک و خرابی وسایل نقلیه.

در پایان امیدواریم که از این پس، با همت و تلاش مجدانه و دلسوزانه مسولان، مهندسان و دست اندکاران امر راه سازی کشور شاهد اجرای آسفالتهای نامرغوب با عمر مفید چند ماهه! و یا چند هفته! در کشور نباشیم. تا بجای اینکه مبالغ هنگفتی از اعتبارات کشوری صرف تعمیر و یا بازسازی راه های کشور شود، این هزینه صرف احداث راه های مناسب و مطمئن به نقاط محروم و دور افتاده کشور گردد.

اثر ژئو سنتتيك ها بر عمر خستگي روسازي آسفالتي
ترک هاي خستگي يکي از مهم ترين خرابي هاي روسازي هاي آسفالتي هستند که به دليل افزايش بار و ترافيک در جاده هاي ارتباطي و فرودگاه هاي کشور به وجود مي آيند. ژئوسنتتيک ها مي توانند به عنوان تقويت کننده در روسازي هاي آسفالتي تا حد زيادي در افزايش طول عمر آنها و جلوگيري از ايجاد ترک هاي زودرس موثر باشند.کارآيي ژئوسنتتيک ها در روسازي آسفالتي به عوامل زيادي از جمله مخلوط آسفالتي، درجه حرارت، محل قرار گرفتن و ... بستگي دارد. اين مقاله، به بررسي عملکرد دو نوع ژئوسنتتيک (ژئوتکستايل و ژئوگريد) در عمر خستگي تيرچه هاي آسفالتي به ابعاد 50×63×381 ميليمتر مي پردازد. نمونه هاي مسلح نشده، مسلح شده با ژئوتکستايل و مسلح شده با ژئوگريد از دالهاي

آسفالتي بريده شده، از مقطع آزمايشي ساخته شده در محل تهيه گرديدند. آزمايش خستگي با استفاده از آزمايش تير خمشي با بارگذاري 4 نقطه اي در حالت کرنش ثابت با موج نيمه سينوسي، بدون استراحت و فرکانس 10 هرتز، انجام شد. در پايان عمر خستگي نمونه ها، کاهش سختي به 50% سختي اوليه تعريف گرديد.نتايج نشان مي دهد که عمر خستگي نمونه هاي مسلح شده با ژئوتکستايل و ژئوگريد تا 50 و 56 درصد افزايش مي يابد. همچنين لايه مسطح کننده در نمونه هاي مسطح شده، باعث افزايش سختي اوليه و کاهش ترک در تيرهاي آسفالتي در مقايسه با حالت مسلح نشده، مي گردد.

سیستم مدیریت رو سازی
روسازی جاده ها جزء سرمایه های ملی كشور ها محسوب می‏شود و هر ساله بخشی از بودجه های عمرانی را به خود اختصاص می‏دهد كه صرف ترمیم، بهسازی، حفظ و نگهداری آنها شود. تأمین اعتبار كافی برای این منظور چالشی است كه مدیران عالی (تصمیم گیران) همواره با آن مواجه هستند. در گذشته فقط به نگهداری روسازی ها توجه می‏شد و مدیریت روسازی ها امری ناشناخته بود و عامل تعیین كننده در انتخاب روش ترمیم و نگهداری مناسب، تجربه مهندسین بوده است كه در عین حال توجه چندانی به هزینه های چرخه عمر و یا

به اولویت بندی بر اساس ضرورت در سطح شبكه معطوف نمی‏گردید.تحقیقات دامنه داری كه از اوایل سالهای 1970 میلادی در آزمایشگاه های ارتش آمریكا (USA CERL) آغاز گردید، منجر به ارائه یك سیستم مدیریت مهندسی (EMS) برای روسازی راهها، فرودگاهها و محوطه های پاركینگ شده‏اند كه به سیستم مدیریت روسازی(P.M.S) شهرت یافت. این روش سیستماتیك به كمك ارزیابی عمیق از وضعیت فعلی روسازی و پیش بینی وضعیت آ‎ن در آینده، امكان انتخاب اقتصادی ترین استراتژی ترمیم و نگهداری (بهترین گزینه و مناسب ترین زمان اجراء) را فراهم می‏آورد.

تعریف (P.M.S)
سیستم مدیریت روسازی P.M.S ابزاری است هدفمند برای مدیران كه به منظور افزایش كارایی در تصمیم گیری و یافتن استراتژی موثر و اقتصادی، جهت ارزیابی، ترمیم، تعمیر، حفظ و نگهداری روسازی‏ها در سطحی قابل قبول طراحی می‏شود.

این سیستم یك سیستم اطلاعاتی، تحلیلی، تكاملی است كه اطلاعات آن باید به طور مستمر با یك برنامه‏ای كه بر اساس علوم و فنون نوین مهندسی، ف‏ن آوریها و تحولات اقتصادی تنظیم گردیده است، بررسی و بهنگام شود تا امكان سنجی اقتصادی و استراتژی مهندسی انتخاب شده برای ترمیم، بهسازی، حفظ و نگهداری روسازی‏ها بهینه و بهنگام شود.

متأسفانه در حال حاضر سیستم مدیریت سنتی جهت حفظ و نگهداری 110 هزار كیلومتر طول جاده در كشور ما حاكم است در حالی كه در سالهای بین 2000-1999 سیستم مدیریت مدرن در زمان ریاست جمهوری كلینتون به معرض اجرا درآمد و این در حالی است كه كشور ایالات متحده آمریكا چیزی حدود 9 میلیون كیلومتر طول جاده را در خود جای داده است.