پژوهش حاضر با هدف بررسی مشخصات دوام و مکانیکی روسازی های بتن غلتکی شامل: مقاومت فشاری، مدول گسیختگی، سایش، پوسته شدگی سطحی در اثر نمک های یخ زدا و نفوذ تحت فشار آب در بخش تکنولوژی بتن مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انجام شده است. نتایج مقاومت فشاری در سنین 7 و 28 روز نشانگر آن هستند که در 28 روز تمام مخلوط های مورد بررسی، مقاومت فشاری بالاتر از 35 مگاپاسکال داشته اند. نسبت بین مدول گسیختگی و مجذور مقاومت فشاری برابر 0.7 به دست آمده است. نتایج نفوذپذیری تحت فشار آب بیانگر آن است که با کاهش نسبت آب به سیمان از 0.38 به 0.33 در زمان ویبی برابر، مقدار نفوذ آب از 14 به 10 میلی متر کاهش یافته و مقدار نفوذ بسیار کم 5 میلی متری مخلوط های حاوی دوده ی سیلیسی و سیمان پوزولانی موید ریزساختار متراکم تر مخلوط های مذکور است. از نظر پوسته شدگی در سیکل های یخبندان و مجاورت نمک های یخ زدا، بیشتر مخلوط ها تورق بسیار شدید داشته اند. فقط مخلوط حاوی دوده ی سیلیسی با 600 گرم بر مترمربع پوسته شدگی در رده ی بتن های با پوسته شدگی متوسط قرار گرفته است.

بتن غلتکی کم سیمان یکی از انواع بتن های خاص است که به جهت کاهش حدود 2 برابری حرارت ناشی از واکنش هیدراته شدن، مقدار سیمان در نسبت مخلوط آن کم است. این موضوع باعث افزایش قابل توجه نفوذپذیری بتن غلتکی نسبت به بتن معمولی می شود. افزایش نفوذپذیری نیز ورود یون های مخرب (نظیر یون های کلراید، سدیم، پتاسیم و کلسیم) به بدنه بتنی سازه های حجیم را موجب می شود و در نهایت عدم پایداری این سازه ها را به دنبال دارد. پوزولان ها مانند زئولیت می توانند نفوذپذیری را کاهش دهند، از این رو در تحقیق حاضر، تأثیر جایگزینی بخشی از سیمان با زئولیت بر مقاومت فشاری و خصوصیات دوام نظیر نفوذ تسریع شده یون کلراید، عمق نفوذ آب، جذب آب، مقاومت الکتریکی و سرعت پالس اولتراسونیک بتن غلتکی بررسی شده است. ابتدا آنالیز شیمیایی و واکنش پوزولانی زئولیت بررسی شدند. سپس به منظور ارزیابی تأثیر زئولیت بر خواص بتن، نمونه های بتن غلتکی در چهار نسبت مخلوط با درصدهای جایگزینی %0، %15، %30 و 40% سیمان با زئولیت ساخته شدند و تحت آزمایش های مقاومت فشاری، عمق نفوذ آب، جذب آب، نفوذ تسریع شده یون کلراید (RCPT)، مقاومت الکتریکی، سرعت پالس اولتراسونیک (UPV) قرار گرفتند. کارایی مخلوط های بتن غلتکی نیز از طریق آزمایش میز وی بی تعیین شد. نتایج نشان دادند که بر طبق آزمایش های RCPT، عمق نفوذ آب و مقاومت الکتریکی، جایگزینی 15% وزن سیمان با زئولیت باعث کاهش نفوذپذیری و بهبود چشمگیر خصوصیات دوامی می شود. همچنین افزایش درصد زئولیت، مقاومت فشاری نمونه ها را کاهش می دهد. مقایسه با تعداد 96 نمونه مکعبی 15 سانتی متری صورت گرفته است. بر اساس نتایج مقاومت فشاری 7 روزه، جایگزینی سیمان با 15%، 30% و 40% زئولیت به ترتیب باعث کاهش 45/7%، 56% و 61/7% مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد شده است. این مقادیر کاهش برای مقاومت فشاری 28 روزه به ترتیب 24/7%، 39/5% و 51/6%، برای نتایج 56 روزه به ترتیب 27%، 3/34% و 46/1% و برای نتایج 91 روزه نیز، به ترتیب 21/2%، 35/3% و 45/3% می باشد.

روسازی های بتن غلتکی، زیر مجموعه ای از روسازی های صلب هستند. از مهم ترین ویژگی های این روسازی ها می توان به کسب مقاومت بالا در سنین پایین، سرعت اجرای زیاد و هزینه ی ساخت کم اشاره کرد. یکی از نقاط ضعف این نوع بتن، عدم امکان استفاده از آرماتور به عنوان مسلح کننده در آن ها می باشد. این ضعف منجر به شکل پذیری و مقاومت خمشی پایین این روسازی ها می گردد. تا به حال محققین راه حل های مختلفی را برای بر طرف کردن این نواقص ارایه کرده اند که از آن جمله استفاده از الیاف است. بنابراین هدف اصلی از این پژوهش بررسی تاثیر الیاف پلی اولفین-آرامید بر مقاومت شکست بتن غلتکی در مودهای مختلف بارگذاری (مودهای کشش خالص، برش خالص و مودهای ترکیبی) می باشد. بدین منظور با استفاده از اصول مکانیک شکست الاستیک خطی به بررسی مقاومت شکست بتن غلتکی حاوی الیاف پلی اولفین-آرامید به طول 20 میلیمتر به درصدهای 1/0، 3/0 و 5/0 (درصد وزن بتن غلتکی) پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد با انتقال از مود کشش خالص به برش خالص، مقاومت شکست بتن غلتکی حاوی الیاف و بدون الیاف کاهش می یابد. یعنی بیشترین مقدار مقاومت شکست در مود کشش خالص (I) و کمترین مقدار در برش خالص (II) اتفاق می افتد. همچنین مقدار بهینه الیاف بدست آمده برای بهترین حالت مقاومت شکست بتن غلتکی در مودهای مختلف بارگذاری 0. 3 درصد کل وزن بتن غلتکی است.

ساخت سدها به شیوه بتن غلتکی فن آوری نسبتا جدیدی است که در چند ساله اخیر توسعه روزافزونی یافته است. با توجه به تعدد درزهای اجرایی افقی در بدنه سدهای بتن غلتکی و به منظور افزایش ضریب اطمینان در طراحی، تحقیقی آزمایشگاهی مبتنی بر بهبود مقاومت لایه بندی با بکارگیری دوغاب سیمانی بین لایه ای انجام گردید. نمونه های بتن غلتکی در دو لایه با حداکثر اندازه سنگدانه 25 mm، سیمان تیپ I کارخانه اصفهان و پوزولان خاش ساخته شدند. بطور کلی در شرایط مختلف استفاده از دوغاب با نسبت های آب به سیمان 1, 0.75, 0.5 و نیز حالت بدون دوغاب، مرحله اول آزمایش های مقاومت لایه بندی در مقادیر فشار نرمال 15 kg/cm2) و (0, 5, 10  با بکارگیری دستگاه طراحی شده در این پژوهش و مرحله دوم آزمایش ها در مقادیر فشار نرمال 40 kg/cm2) و (20, 25, 30, 35 با استفاده از دستگاه برش مستقیم سنگ شکل گرفت. از مجموع 250 نمونه ساخته شده، نتایج مقاومت لایه بندی و مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 90 روزه در مرحله اول و نتایج مقاومت لایه بندی حداکثر و ماندگار در سن 28 روزه در مرحله دوم حاصل گردید. بر اساس نتایج بدست آمده، پارامترهای مقاومت لایه بندی (c,j) محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که معیار موهر کلمب به خوبی روند صعودی مقاومت لایه بندی را با افزایش مقادیر فشار نرمال برازش می کند و با افزایش مقادیر فشار نرمال از مرحله اول به مرحله دوم، میزان چسبندگی بین لایه ای کاهش یافته و زاویه اصطکاک بین لایه ای افزایش می یابد. همچنین استفاده از دوغاب بین لایه ای زمینه ساز افزایش مقاومت لایه بندی نسبت به حالت بدون دوغاب بوده، که در این مورد تغییرات پارامتر چسبندگی (c) از تغییرات مقاومت لایه بندی پیروی کرده، درصورتی که تاثیر محسوس تغییرات شرایط بین لایه ای برروی زاویه اصطکاک (j) مشهود نیست.

در سال های اخیر با توجه به افزایش شمار سدهای بتن غلتکی در سرتاسر دنیا و به علت توجیه فنی و اقتصادی و نیز به علت سرعت زیاد اجرا و همچنین با توجه به این نکته مهم که اجرا سدها جزء پرهزینه ترین سازه های عمرانی در هر کشور می باشد، هر روز پیشنهادات جدیدی در خصوص طراحی و اجرا و بررسی تنش های سازه ای و همچنین انتخاب جزئیات و مشخصات فنی مصالح با تنش ها، مطرح می شود. با توجه به این که تعداد زیاد درزه های افقی اجرائی در بدنه سد بتن غلتکی، تقریبا پنج تا هفت برابر بیشتر از سدهای بتن متعارف می باشد همچنین تنش برشی ناشی از بارهای استاتیکی و دینامیکی، یکی از مهم ترین تنش های ایجاد شده در این گونه سدها، در مناطق زلزله خیز می باشد و نیز هزینه به سازی درزه، تقریبا 10 درصد از هزینه کل بدنه سد می باشد، بنابراین در این پژوهش به ناحیه بندی بهسازی درزه در عرض مقطع سد و همچنین در ارتفاع سد، پرداخته می شود طوری که مقطع یک سد بتن غلتکی تحت اثر بارهای دینامیکی طرح، به روش تاریخچه زمانی به کمک نرم افزار اجزا محدود ANSYS آنالیز می شود و تنش های نرمال و برشی با در نظر گرفتن اندرکنش سد بتنی غلتکی با پی و مخزن در برابر زلزله بدست آورده می شود. با توجه به نتایج این تحلیل و نتایج آزمایشات مقاومت برشی درزه در آزمایش های آزمایشگاهی، ناحیه بندی به سازی درزه از لحاظ برشی در عرض مقطع سد و همچنین در ارتفاع سد، انجام می گردد. از نتایج قابل توجه در این تحقیق، عدم نیاز به به سازی در منطقه قابل ملاحظه ای از مقطع سد می باشد.

1مد شکست برشی عناصر سازه ای مانند تیرها و ستون ها از مدهای شکست ترد محسوب می شود. بر این اساس، آیین نامه های طراحی روابط محافظه کارانه ای را برای تعیین مقاومت برشی ارائه کرده اند تا از عدم وقوع این شکست ناگهانی اطمینان حاصل شود. در این راستا، آیین نامۀ AISC 360 روابطی را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن با درنظرگرفتن مقاومت برشی  فولاد به تنهایی، مقاومت برشی بخش بتن مسلح و مقاومت مقطع فولادی در ترکیب با میلگردهای عرضی ارائه کرده است. آیین نامۀ AISC 360 به طور محافظه کارانه ای استفاده از مجموع مقاومت برشی مقطع فولادی و بتن مسلح را برای تعیین مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن به دلیل تحقیقات ناکافی نادیده گرفته است. این مطالعه رفتار برشی ستون های مختلط محاط در بتن را به صورت مطالعات آزمایشگاهی و عددی بررسی می کند. در این پژوهش، ستون های مختلط محاط در بتن با طول کوتاه که رفتار آن ها توسط برش کنترل می شود، با درنظرگرفتن چندین پارامتر مهم طراحی، ازجمله مقاومت فشاری بتن، نسبت فولاد و شکل هستۀ فولادی، نسبت میلگردهای طولی، فاصلۀ میلگردهای عرضی و نسبت عملکرد مختلط مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مدهای شکست، الگوی گسترش ترک، پاسخ نیرو-تغییرشکل، مقاومت برشی اسمی ستون های مختلط محاط در بتن و اثرات متغیرهای کلیدی بر مقاومت برشی ستون های مختلط محاط در بتن ارائه و مورد بحث قرار گرفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که حذف بخش فولادی یا سهم بتن مسلح منجربه نادیده گرفتن بخش قابل توجهی از مقاومت برشی اعضای مختلط محاط در بتن می شود. از بین پارامترهای کلیدی طراحی درنظرگرفته شده، نسبت میلگرد عرضی، مقاومت فشاری بتن و نسبت هستۀ فولادی تأثیرگذارترین متغیرهایی هستند که بر رفتار برشی ستون های مختلط محاط در بتن تأثیر می گذارند.

یکی از پارامترهای تأثیرگذار در میزان عمر مفید روسازی های بتن غلتکی، مقاومت آن ها در برابر تنش های ناشی از نشست زمین وابسته به زمان است که در این رابطه اعمال تنش ناشی از نشست های زمین به علل زمین شناختی باعث خرابی شریان های حیاتی می شود که از جمله می توان به ایجاد شکست هایی در سطح روسازی راه ها می شود. در این راستا به بررسی تأثیر فناوری نانو در بتن غلتکی و تحمل تنش های ناشی از این گونه نشست ها می پردازیم. در این پژوهش سعی شده است که با استفاده از مهندسی نانو، درصدهای مختلف نانو کربنات کلسیم، جای گزین سیمان در بتن غلتکی شده و آزمایش های مقاومت فشاری و کششی بتن غلتکی در سنین مختلف انجام شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که باافزایش بهینه میزان پودر نانو کربنات کلسیم حرارت اولیه بتن غلتکی و مقاومت مکانیکی نمونه ها در سنین بالا به علت ریزدانه بودن و خاصیت پرکنندگی و سطح ویژه بالا افزایش چشم گیری می یابد. نتایج این تحقیق نشان میدهد استفاده بهینه از این مواد باعث بهبود برخی خواص بتن غلتکی از جمله مقاومت کششی و فشاری می شود که در برابر تنش های ناشی از پدیده فرو نشست مقاومت چشم گیری از خود نشان می دهد.

به علت افزایش قیمت قیر استفاده از روسازیهای بتنی در بیشتر کشورها رو به رشد است. از میان انواع روسازیهای بتنی، روسازی بتن غلتکی با توجه به اهمیت مسایل زیست محیطی به دلیل مصرف سیمان کمتر نسبت به سایر انواع روسازی بتنی متداول، عدم نیاز به تجهیزات خاص و امکان استفاده از مصالح سنگی با کیفیت پایین تر از استاندارد روسازی های بتنی معمولی، اکنون از جایگاه ویژه ای برخوردار است. ویژگیهای فوق، همچنین به کاهش هزینه ها و امکان اجرای آن در مناطق مختلف با توجه به مصالح موجود منجر می شود. در این مقاله دوده سیلیسی به عنوان ماده ای پوزولانی، به عنوان جایگزین سیمان در مخلوط بتن غلتکی معرفی و تاثیر آن بر نفوذپذیری و مقاومت فشاری بررسی می شود. بدین منظور هشت نوع مخلوط بتنی با درصدهای مختلف دوده سیلیس تحت آزمایش نفوذپذیری و مقاومت فشاری قرار گرفت. به طور کلی نتایج به دست آمده نشانگر کاهش نفوذپذیری و افزایش مقاومت فشاری نمونه های بتن غلتکی بر اثر جایگزینی دوده سیلیس به جای سیمان است.

در این مطالعه مدلی جدید برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای لاغر بتن آرمه با بتن مقاومت بالا و بدون آرماتور عرضی با استفاده از ترکیب سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات بر اساس تعداد قابل توجهی نمونه آزمایشگاهی ارایه شده است. پارامترهای موثر در مدل ارایه شده شامل: عمق موثر تیر، مقاومت فشاری بتن، درصد آرماتور طولی، نسبت دهانه برشی به ارتفاع موثر و بزرگترین بعد سنگدانه مصرفی در بتن می باشند. نتایج آزمایشگاهی مورد استفاده در این مطالعه بصورت تصادفی به دو بخش تقسیم شده که بخش اول برای فرآیند آموزش و مابقی برای ارزیابی صحت عملکرد مدل استفاده شده است. پس از ایجاد مدل، آنالیز حساسیت برای بررسی سهم پارامترهای موثر و به صورت تعیین حساسیت خروجی سیستم با توجه به تغییرات دو پارامتر ورودی انجام گرفته است. برای کنترل بیشتر دقت مدل پیشنهادی، نتایج آن با آیین نامه های ACI 318-14، Eurocode-2، CEB-FIP Model Code، AS 3600-2009 و JSCE Guidelines بصورت گرافیکی و همچنین با استفاده از شاخص های آماری R2، RMSE و MAPE مقایسه شده است. نتایج نشان داده که مدل ارایه شده در محدوده پایگاه داده ایجاد شده، دقت بیشتری از مدل های موجود در آیین نامه ها داشته و می تواند به عنوان ابزاری مناسب در تخمین ظرفیت برشی تیرهای لاغر مورد استفاده قرار گیرد.

هدف از این تحقیق، بررسی راهکارهای ارتقای مقاومت لغزندگی رویه بتن غلتکی است. با توجه به اینکه عمده ضعف رویه های بتن غلتکی نداشتن بافت درشت روسازی است، در این تحقیق سه نوع بافت دانه نشانی (در سه اندازه)، نقش اندازی(در دو اندازه) و شیارکشی (یک جهته و دو جهته) مورد توجه قرار گرفت. بنابراین هشت طرح مخلوط برای ساخت نمونه های بتن غلتکی انتخاب شد. مقاومت لغزندگی نمونه های عمل آوری شده به مدت 28 روز قبل و بعد از سایش توسط آزمون پاندول انگلیسی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که سایش سطح بتن، مقاومت لغزندگی نمونه های ساخته شده را حدود 10 درصد کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان داد تغییر طرح های مختلف مخلوط، تاثیر محسوسی بر مقاومت لغزندگی ندارد. از طرفی، مقاومت لغزندگی به نوع بافت، کاملا وابسته است به گونه ای که بافت شیارکشی، بیشترین و دانه نشانی، کمترین مقاومت لغزندگی را قبل و بعد از سایش نشان می دهند.