مهندسی زیرساخت های حمل و نقل
سال:1394 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

در این تحقیق، در راستای اصلاح روش شبه استاتیک بر مبنای عملکرد لرزه ای سیستم مرکب سری به عنوان یک سیستم نوظهور، سعی شده تا ضریب شبه استاتیک به عنوان تابعی از پارامترهای اصلی زلزله نظیر پریود غالب، شتاب بیشینه و سرعت مطلق تجمعی، ویژگی های ژئوتکنیک در قالب شرایط ساختگاهی و سطوح عملکرد سیستم معرفی گردد. به این منظور، با تکیه بر نتایج مطالعات عددی در قالب سطوح عملکرد سیستم مرکب در شرایط لرزه ای و ژئوتکنیک مختلف و تعیین ضریب شبه استاتیک معادل هر یک از مدل های عددی مورد مطالعه با استفاده از آنالیزهای تعادل حدی، به ارائه ضریب شبه استاتیک معادل با سطوح عملکرد پرداخته شده است. نتایج حاصل در قالب تقسیمات ساختگاهی و لرزه ای مطابق با آیین نامه 2800 ایران و به صورت مجزا ارائه شده است که بیانگر تاثیر چشمگیر نوع ساختگاه و شرایط لرزه ای بر انتخاب ضریب شبه استاتیک معادل با سطوح عملکرد می باشد.

همه ساله بخش عظیمی از بودجه کشورهای مختلف صرف مرمت و بازسازی روسازی راه ها و فرودگاه ها می گردد. مقاومت کم روسازی ها در برابر بارهای دینامیک و عمر کوتاه سرویس دهی آنها از عمده ترین مشکلات موجود در حفاظت و نگهداری راه ها به شمار می آید. پدیده شیارشدگی یکی از عمده ترین این خرابی ها است که به علت رفتار ویسکو الاستیک و ویسکو الاستو پلاستیک مخلوط های آسفالتی در دماهای زیاد به وقوع می پیوندد. تاکنون تحقیقات آزمایشگاهی زیادی به منظور ارزیابی اثر افزودن خرده شیشه ضایعاتی بر رفتار مخلوط های آسفالتی در برابر بارهای دینامیک وسایل نقلیه و همچنین شرایط محیطی صورت گرفته است. هدف از این پژوهش، ارزیابی عددی تاثیر خرده شیشه ضایعاتی بر عملکرد مخلوط های آسفالتی و پیش بینی پدیده شیارشدگی در آنها می باشد. بدین منظور از نرم افزار آباکوس استفاده گردیده است. به منظور اعتبارسنجی نتایج مدل ارائه شده، از نتایج آزمایش ویل تراک استفاده گردیده است. نتایج نشان می دهد که مدل ارائه شده در این تحقیق به خوبی قادر است شیارشدگی مخلوط های آسفالت شیشه ای و معمولی را پیش بینی نماید. همچنین، ارزیابی نتایج مدل ارائه شده بیانگر تاثیر بالای شیشه در بهبود عملکرد ویسکو الاستیک و ویسکو الاستو پلاستیک مخلوط های آسفالتی می باشد.

به منظور بررسی دقیق تر رفتار پایه پل های تقویت شده با کامپوزیت های FRP، دو نمونه پایه پل با مقاطع مستطیلی و دایره ای شکل با شرایط مختلف بارگذاری و تنوع در نحوه دورپیچ کردن کامپوزیت ها مورد مطالعه قرار گرفته و به روش اجزای محدود تحلیل شده است. برای مدل سازی بتن از المان سه بعدی هشت گره ای با قابلیت در نظر گرفتن ترک خوردگی در کشش و خرد شدن در فشار و برای مدل کردن آرماتورهای طولی از المان دو گرهی فشاری- کششی تک محوره استفاده شده است. آرماتورهای عرضی به صورت درصد حجمی در المان بتنی منظور شده است و برای مدل کردن مصالح کامپوزیت از المان سه بعدی هشت گره ای که دارای خاصیت لایه ای می باشد استفاده شده است. نتایج حاصل حاکی از آن است که با دورپیچ کردن تمام پایه پل، میزان شکل پذیری و مقاومت در هر دو نوع پایه پل افزایش یافته، ولی افزایش شکل پذیری در پایه پل مستطیلی و مقاومت در پایه پل دایره ای نسبت به نوع دیگر بیشتر بوده است.

شیارشدگی یکی از مهمترین انواع خرابی های روسازی انعطاف پذیر است که سالیانه بخش عمده ای از هزینه های تعمیر و نگهداری راه ها، صرف ترمیم آن می گردد. افزایش میزان تغییر شکل های ماندگار که خود منجر به افزایش عمق شیار می گردد، می تواند مشکلات جبران ناپذیری را در روسازی ایجاد کند. از سوی دیگر، در روش مارشال، که به عنوان اصلی ترین روش طرح اختلاط آسفالت در کشور شناخته می شود، فقدان یک آزمایش ساده برای تعیین مقاومت نمونه ها در مقابل تغییر شکل دائم کاملا محسوس است. اگرچه امروزه دستگاه های متعددی برای سنجش شیارشدگی استفاده می شوند، اما هیچ یک قابلیت استفاده وسیع در سطح کارگاهی را ندارند. از طرفی، روش های موجود ارزیابی پتانسیل شیارشدگی مخلوط های آسفالتی اغلب پرهزینه و زمان بر می باشند. مجموع موارد ذکرشده، لزوم ارائه روشی ساده که ضمن دارا بودن دقت لازم، بتواند در مدت زمان کوتاه و با هزینه اندک، وضعیت نمونه ها را از نظر شیارشدگی در آزمایشگاه مشخص نماید، آشکار می سازد. در این مقاله، با ساخت نمونه های آسفالتی مارشال با استفاده از سنگدانه های آهکی، دو نوع قیر، فیلر پودر سنگ و سه درصد قیر مختلف، یک مدل ریاضی جهت تخمین عمق شیار ناشی از ویل تراک ارائه شده است. مدل ارائه شده، مقاومت شیارشدگی مخلوط های آسفالتی را با استفاده از ترکیب نتایج آزمایش مقاومت کششی غیرمستقیم و پارامترهای مارشال مشخص می کند. اعتبار مدل حاصل با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با درصد اطمینان مناسبی تایید شده است. این مدل می تواند همزمان با ارائه طرح اختلاط آسفالت در آزمایشگاه، بدون صرف زمان و هزینه اضافی، مقاومت شیارشدگی آسفالت را پیش بینی نماید. بدین ترتیب از تولید آسفالت با پتانسیل بالای شیارشدگی در مرحله آزمایشگاهی و پیش از تولید کارخانه ای، جلوگیری می گردد.

یکی از خرابی های اصلی و مهم که در روسازی های آسفالتی اتفاق می افتد ترک های ناشی از خستگی می باشد، که در بخش پایینی مقطع آسفالتی پدید می آیند و سپس با تکرار بار به سمت بالا گسترش می یابند. پیدایش این نوع ترک ها در مقاطع آسفالتی با ضخامت کم، رایج است. در این پژوهش، برای شناخت بهتر و درک بیشتر نحوه گسترش ترک های روبه بالا و پارامترهای موثر در آن، از روش مکانیک شکست استفاده شده و پدیده ترک و نحوه پیشروی آن در روسازی در سه دمای کم، متوسط و زیاد تحلیل نظری گردید. نتایج نشان داد که مقدار ضریب شدت تنش ارتباط مستقیمی با فاصله مرکز بارگذاری از ترک دارد. همچنین، مشاهده شد که در حالت اساس دانه ای مقدار ضریب شدت تنش در حالتی که بار در نزدیکی ترک قرار دارد افزایش بیشتری را نسبت به حالت اساس سیمانی نشان می دهد. این مساله، تاثیر زیاد نوع اساس، بخصوص اساس دانه ای، را بر تغییرات ضریب شدت تنش نشان می دهد.

بتن متخلخل نوع خاصی از بتن با تخلخل بالاست که سازگار با محیط زیست بوده و از آن به عنوان رویه در روسازی های با حجم ترافیک کم استفاده می شود. به دلیل حفره های موجود در این نوع روسازی، حجم رواناب در سطح راه کاهش یافته و همچنین سروصدای ناشی از ترافیک به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. با توجه به اینکه امروزه جمع آوری پوسته برنج در زمین های کشاورزی مساله ساز بوده و عموما در فضای باز سوزانده می شود، این عامل سبب آلودگی محیط زیست می گردد. بازیافت اجزای مواد زائد، از جمله پوسته برنج، موجب صرفه جویی انرژی در تولید سیمان و حفظ منابع طبیعی و حفاظت از محیط زیست می گردد. در مقاله حاضر، ترکیب جدیدی برای ساخت روسازی بتنی به کار رفته که از ماسه و همچنین پوزولان خاکستر پوسته برنج به منظور تقویت خمیر سیمان و همچنین از الیاف پلی فنیلن سولفاید (PPS) به منظور بهبود خصوصیات مقاومتی بتن متخلخل استفاده شده است. بدین منظور، نمونه های بتنی با مقادیر نسبت آب به سیمان مختلف ساخته شده و خصوصیات مکانیکی بتن متخلخل طی آزمایش هایی تعیین گردید. نتایج آزمایش های خصوصیات مکانیکی بتن های حاوی ماسه نشان می دهد که ماسه به تنهایی تاثیر کمی بر خصوصیات مکانیکی بتن متخلخل داشته، این در حالی است که ترکیب ماسه، خاکستر پوسته برنج و الیاف تاثیر قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی بتن متخلخل داشته است.

انباشت روزافزون مواد زائد حاصل از تولیدات کارخانجات صنعتی و زندگی روزمره به یکی از معضلات اساسی در شهرهای بزرگ تبدیل شده است. از جمله راه حل هایی که برای این مشکل اندیشیده شده است، استفاده از این مواد در زیرساخت های راه می باشد. با توجه به اینکه تایرهای مستعمل و شیشه ضایعاتی از جمله موادی هستند که حجم قابل ملاحظه ای از مواد زائد را به خود اختصاص می دهند، در این تحقیق، اثر افزودنی های خرده لاستیک و خرده شیشه بر ویژگی های عملکردی مخلوط های آسفالتی با استخوان بندی سنگ دانه ای در دمای زیاد (مقاومت در برابر شیارافتادگی) مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور از مصالح سنگی با دانه بندی باز، قیر خالص 70-60 و دو نوع ماده افزودنی (خرده لاستیک و خرده شیشه) با درصدهای مختلف استفاده شده است. نتایج حاصل از انجام آزمایش خزش دینامیک روی نمونه های آسفالتی با استخوان بندی سنگ دانه ای نشان می دهد مواد افزودنی مذکور باعث افزایش مقاومت مخلوط های آسفالتی با استخوان بندی سنگ دانه ای در برابر شیار افتادگی جای چرخ می شوند.