مهندسی زیرساخت های حمل و نقل
سال:1395 | دوره:2 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

مخلوط های آسفالتی نیمه گرم، در قیاس با مخلوط های آسفالتی متداول، دارای مزایا و معایبی می باشند. بیشتر مزایای مخلوط های آسفالتی نیمه گرم به دمای کم تولید، ملاحظات زیست محیطی، پیرشدگی کمتر قیر، کاهش مصرف سوخت و افزایش مدت زمان امکان اجرای آسفالت در طول سال مربوط می شود. در مورد معایب این نوع مخلوط آسفالتی نیز می توان به عملکرد ضعیف این آسفالت در مورد مساله حساسیت رطوبتی اشاره داشت. در این تحقیق، اثر آهک هیدراته، که نوعی ماده اصلاح کننده در موارد مشابه به حساب می آید، بر اصلاح این خاصیت بررسی شده است. همچنین، بهبود سایر خواص عملکردی نظیر مقاومت شیارشدگی، مدول برجهندگی و مقاومت خزشی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در انتخاب ماده اصلاح کننده سعی بر آن شد تا مساله هزینه و قابلیت دسترسی برای تولید تا حد امکان مورد توجه قرار داده شود تا مزیت عمده آسفالت نیمه گرم، که کاهش هزینه های تولید مخلوط مذکور می باشد، به قوت خود باقی بماند. بدین منظور، مقادیر مختلف آهک هیدراته (صفر، 1، 2، 3 و 4 درصد وزن کل مصالح سنگی) به عنوان فیلر به مخلوط آسفالتی نیمه گرم اضافه شد و آزمایش های خزش، حساسیت رطوبتی، مدول ارتجاعی و شیارشدگی انجام شد. از نتایج به دست آمده این گونه نتیجه گیری شد که آهک هیدراته می تواند به عنوان یک اصلاح کننده ضد عریان شدگی و مقاوم در برابر حساسیت رطوبتی در مخلوط های آسفالتی نیمه گرم مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این ماده به عنوان جایگزین بخشی از فیلر در مخلوط های آسفالتی نیمه گرم به میزان 2% وزن مصالح سنگی توصیه می شود.

در این مقاله، با استفاده از روش اجزای مرزی نیم صفحه، محیط های لایه ای خاک شامل تونل های سطحی مورد تحلیل قرار گرفته اند. در استفاده از روش مذکور، وجه میانی لایه ها و پیرامون تونل نیاز به مش بندی دارند. بنابراین، از جمله مهمترین مسائل موجود در مطالعات پیشین مبتنی بر اجزای مرزی محیط کامل که نیاز به گسسته سازی سطح صاف زمین و مرزهای بریده شده مفروض در دوردست است، به خوبی برطرف شده است. ضمن تحلیل چند مثال و صحه گذاری نتایج حاصل با برخی پاسخ های تحلیلی در دسترس، طی یک مطالعه عددی، فرمول بندی این روش برای یک محیط دولایه خاک با تونل دایره ای زیرزمینی توسعه داده شده و اثر پارامترهایی نظیر عمق احداث تونل و خروج از مرکزیت بار سطحی بر الگوی تنشی محیط خاک مطالعه شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که روش اجزای مرزی نیم صفحه در مدل سازی محیط های لایه ای از قابلیت بالایی برخوردار است. روش پیشنهاد شده می تواند جایگزین مناسبی برای روش های پیشین اجزای مرزی، به ویژه در مدل سازی مسائل مختلف در حوزه مهندسی ژئوتکنیک، باشد.

مساله اصلی در پل های راه آهن با قاب های صلب سازه های بتنی، عدم شکل پذیری کافی به دلیل کمبود آرماتور برشی در ناحیه اتصال و همچنین ناکافی بودن طول مهاری میلگردهای تیر در این ناحیه می باشد. به طوری که بررسی های صورت گرفته روی این سازه ها بر پایه ضوابط آیین نامه های کنونی، عدم کارایی مناسب آنها را در برابر زلزله های شدید ثابت نموده است. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار لرزه ای اتصالات تیر به ستون خارجی بتنی معیوب پل ها قبل و پس از بهسازی با پانل های کامپوزیت سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) پیش ساخته می باشد. در بخش اول پژوهش، مشخصات رفتاری پانل های HPFRCC با درصدهای مختلف الیاف پلی پروپیلن و الیاف فولادی با انتهای قلاب شکل، توسط آزمایش های فشاری و خمشی چهارنقطه ای در آزمایشگاه تعیین گردیده است. در بخش دوم پژوهش، از نتایج بخش اول جهت مدل سازی رفتار پانل های HPFRCC در مقاوم سازی اتصال تیر- ستون پل ها استفاده شده است. پس از صحت سنجی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود، به بررسی رفتار غیرخطی اتصالات تیر- ستون بتنی که بر اساس ضوابط طراحی سازه ای پل های راه آهن موجود طراحی شده است، پرداخته می شود. در این تحقیق، سه حالت اتصال تیر- ستون مدل سازی و بررسی گردید. نتایج بخش اول نشان می دهد که افزودن الیاف باعث افزایش محسوس مقاومت کششی نمونه ها می شود و همچنین مکانیزم های چقرمگی مانند پل زدگی الیاف باعث استهلاک انرژی و کاهش گسیختگی ترد می گردد. سطح زیر منحنی نیرو- تغییرمکان بعد از اعمال بار برای نمونه های کامپوزیت الیافی با عملکرد بالا افزایش می یابد. همچنین، نتایج بخش دوم نشان می دهد که رفتار اتصالات تیر- ستون خارجی بهسازی شده با پانل های HPFRCC سبب 93% افزایش شکل پذیری، 45% افزایش مقاومت جانبی و 102% افزایش تغییرمکان جانبی نسبت به اتصال مبنا، که تمام نواحی اتصال از بتن معمولی تشکیل شده، می گردد.

از جمله پارامترهای مهم در ارزیابی وضعیت روسازی آسفالتی راه ها، بررسی شرایط زهکشی لایه های اساس و زیراساس است. تکنیک غیرمخرب رادار نفوذی زمین (GPR) می تواند به عنوان ابزاری کاربردی در این راستا مورد استفاده قرار گیرد. در این پژوهش، ارتباط میان داده های به دست آمده از تصاویر ثبت شده توسط دستگاه GPR و درصد رطوبت سیستم روسازی آسفالتی مورد بررسی قرار گرفته است. تعداد 18 نمونه استوانه ای با قطر و ارتفاع 80 سانتی متر و متشکل از لایه های آسفالت، اساس، زیراساس، بستر متراکم و بستر طبیعی در سه درصد رطوبت مختلف تهیه و متراکم شدند. سپس، برداشت تصاویر از نمونه ها با کمک یک دستگاه GPR با آنتن 250 مگاهرتز صورت گرفته و تصاویر ثبت شده در نرم افزار Labview مورد تحلیل و پردازش آماری قرار گرفته اند. بررسی پارامترهای آماری به دست آمده از تصاویر نشان داد که توزیع پارامتر کشیدگی، علاوه بر برخورداری از توزیعی مشابه توزیع نرمال، روند تغییرات منظم و قابل تفسیری با درصد رطوبت داراست. بر این اساس، با برازش یک منحنی خطی میان پارامتر کشیدگی و درصد رطوبت رابطه ای به دست آمده است که به کمک آن می توان درصد رطوبت لایه های روسازی را با دقت مناسبی بر اساس خروجی آزمایش GPR تخمین زد.

چند سالیست که گرایش به استفاده از مواد اصلاح کننده در قیر و مخلوط های آسفالتی هدف اصلی بسیاری از پژوهش های صورت گرفته در حوزه روسازی های آسفالتی می باشد. تمامی تلاش های فوق به منظور افزایش کارایی و مقاومت مخلوط ها در برابر بارهای دینامیک وسایل نقلیه و همچنین شرایط محیطی مختلف می باشد. فناوری نانومواد نیز از جدیدترین این مواد افزودنی می باشد که با توجه به قابلیت های فراوان به عنوان یک ماده افزودنی مطلوب در اصلاح رفتار مخلوط ها مورد استفاده قرار گرفته است. تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی زیادی به منظور بهبود رفتار مخلوط های آسفالتی با دانه بندی پیوسته به وسیله نانومواد صورت پذیرفته است، اما استفاده از آن ها در ساخت مخلوط های آسفالت ماستیک درشت دانه به ندرت صورت پذیرفته است. هدف از این پژوهش، ارزیابی آزمایشگاهی رفتار خستگی و مدول سفتی مخلوط های آسفالت ماستیک درشت دانه بر اثر افزودن درصدهای مختلف نانواکسید آلومینیوم می باشد. درصدهای مختلف نانومواد به مخلوط های آسفالت ماستیک درشت دانه افزوده شده و تاثیر آن ها بر عملکرد این مخلوط ها به وسیله آزمایش های خستگی و مدول سفتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که مخلوط های آسفالت ماستیک درشت دانه حاوی 6.0% نانواکسید آلومینیوم بهترین نتایج را در آزمایش های مدول سفتی و عمر خستگی داشته اند.

عملکرد رنگ های خط کشی یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی آنها می باشد. عملکرد رنگ های خط کشی به عوامل متعددی وابسته می باشد که از مهمترین آنها می توان به نوع روسازی، نوع آماده سازی و نوع رنگ مصرفی اشاره نمود. در این پژوهش، عملکرد یکی از رنگ های دوجزئی پرمصرف در معابر شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته است. برای این کار، از دستگاه تست چسبندگی استفاده شده است. در این پژوهش، اهدافی چون: بهترین زمان اجرای رنگ خط کشی دوجزئی روی آسفالت تازه اجرا شده، نقش جنس مصالح آسفالت در اندرکنش رنگ با سطح روسازی، اصلاح پرایمر مورد استفاده در سطح آسفالت و بررسی نقش پرایمر در اندرکنش رنگ خط کشی دوجزئی با سطوح روسازی مختلف مد نظر بوده است. بر پایه نتایج حاصل از آزمون ها مشخص گردید که ماندگاری رنگ خط کشی دوجزئی در روسازی های آهکی بیشتر از روسازی های سیلیسی می باشد. همچنین، بهترین زمان اجرای رنگ خط کشی دوجزئی، 15 روز بعد از اجرای آسفالت تعیین شد. در ارزیابی ها، همچنین مشخص گردید که اجرای یک لایه پرایمر در روسازی های بتنی و سطح رنگ قبلی سبب افزایش مقاومت چسبندگی رنگ های خط کشی دوجزئی به سطوح یاد شده می گردد (در حدود 10%). بالعکس، اجرای پرایمر در روسازی آسفالتی تمیز و عاری از گرد و غبار سبب کاهش مقاومت چسبندگی رنگ خط کشی دوجزئی می گردد (در حدود 35%).

تقویت خاک های ضعیف و نامناسب جهت به کارگیری در عملیات عمرانی برای ایجاد خاکی با ویژگی های مهندسی دلخواه، تثبیت و تسلیح نامیده می شود. تثبیت خاک برای اهداف مختلفی به کار می رود که از آن جمله می توان به جلوگیری از فرسایش سطوح برای فعالیت های ساخت و ساز، بهبود شرایط خاک بسترهای ضعیف، کنترل شن های روان، بهسازی لایه های اساس و بازیافت راه های قدیمی اشاره کرد. امروزه، به دلیل ضعف هایی مانند مقاومت کم و زمان طولانی برای گیرش که خاک های تثبیت شده با انواع تثبیت کننده های رایج، از قبیل آهک و سیمان، دارند، گرایش برای یافتن مصالح جدید که این نواقص را رفع کنند افزایش یافته است. در این تحقیق، از خاک ماسه ای، یک ماده پتروشیمی به نام اپوکسی رزین به عنوان تثبیت کننده و همچنین از الیاف به عنوان تسلیح کننده خاک استفاده شده است تا تاثیر آنها بر پارامترهای مقاومتی خاک ارزیابی شود. رفتار نمونه های خاک تثبیت شده در این تحقیق در فشار و برش بررسی شده است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که مقاومت های فشاری و کششی خاک تثبیت شده با اپوکسی رزین افزایش چشمگیری دارد. در حالی که خاک ماسه ای مورد استفاده، مقاومت های فشاری و کششی بسیار ضعیفی دارد. با افزودن الیاف به نمونه ها، مقاومت فشاری خاک افزایش نمی یابد، اما باعث افزایش قابل توجهی در مقاومت کششی نمونه ها می شود. همچنین، نمونه های دارای الیاف، تغییرشکل بیشتری از خود نشان می دهند، یعنی تحت بارگذاری، انرژی بیشتری جذب می کنند تا به مرحله گسیختگی برسند.