پایداری آسفالت بر روی سطح شیبدار – عمران

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی عمران
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:194
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

پایداری آسفالت بر روی سطح شیبدار – عمران

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چكيده 1
فصل اول تعريف مساله 2
1-1 مقدمه 3
1-2 هدف پژوهش 4
1-3 ضرورت انجام پژوهش 5
فصل دوم كاوش در متون 6
2-1 مقدمه 7
2-2 مطالعات N.P.Khosla ، Y.R.Kim و N.Kim در رابطه با خصوصيات مخلوط آسفالتي 8
2-3 مطالعات ويتچك در رابطه با عمر خستگي روس ازيهاي آسفالتي با توجه به معيار ديناميكي 11
2-3-1 مقدمه 11
2-3-2 سرعت و اثر آن بر روي عكس العمل روسازي 13
2-3-3 تنش ، كرنش ، تغيير شكل ناشي از سرعت 15
2-3-4 تابع خستگي معرفي شده توسط آشتو 22
2-3-5 نتيجه گيري از مدل ديناميكي آزمايشات آشتو 26
2-4 مطالعات ياندلز در رابطه با تأثير تنشها وكرنشهاي پس ماند در خستگي روسازي آسفالتي 27
2-4-1 پلاستيسيته نسبي 29
2-4-2 نتيجه گيري از مدل ارائه شده توسط تئوري Mechano – Latticص 36
2-5 مطالعات انجام شده توسط دفتر راهسازي ايالت ايلي نويز در رابطه با عوامل موثر در ايجاد تركهاي ناشي از 38 خستگي و روش جلوگيري از آنها
2-5-1 ضخامت لايه آسفالتي 38
2-5-2 خصوصيات مخلوط آسفالتي 40
2-5-2-1 قير 40
2-5-2-2 تخلخل 41
2-5-2-3 درجه حرارت ( حساسيت حرارتي قير ) 43
2-5-2-4 دانه بندي مصالح 43
2-5-3 اثر شيب در وقوع و تشديد خرابي خستگي 43
2-6 كارهاي اجرائي در ممالك مختلف در رابطه با روسازيهاي واقع در شيبهاي تند 45
2-6-1 استفاده از رويه اي متشكل از بلوكهاي بتني در سطوح شيبدار 45
2-6-1-1 تير مهاري 45
2-6-1-2 فاصله و موقعيت تيرهاي مهاري 46
2-6-1-3 ساخت تير مهاري 47
2-6-1-4 زهكشي ساب بيس 47
2-6-1-5 زهكشي سطحي 48
2-6-1-6 نگهداري لبه بالائي 49
2-6-1-7 نمونه اجرا شده در Cape Townص 49
2-7 اثر استفاده از شبكه هاي فولادي در روسازي و افزايش دوام و مقاومت روسازي در شرايط مختلف 54
فصل سوم روش تحقيق 57
3-1 مقدمه 58
3-2 تنش برشي طولي 58
3-3 نيروهاي برشي موثر در شيب 59
3-4 تنش برشي ماكزيمم به عنوان معيار مقايسه 62
3-5 عوامل موثر در ايجاد خرابي 63
3-5-1 اثر وزن 64
3-5-2 اثر فشار تاير 68
3-5-3 تعداد دفعات بارگذاري 70
3-6 تئوريهاي برشي آسفالت 71
3-6-1 تئوري برشي موهر – كولمب 71
3-6-2 تئوري برشي پيشرفته 74
3-7 بررسي تأثير شرايط فصل مشترك بر روي توزيع تنش بر اساس تئوري ارتجاعي 75
3-8 شرايط چسبندگي در فصل مشترك بر روي ظرفيت باربري آسفالت 81
3-9 فشار سطح تماس 85
3-9-1 فشار برشي طولي 87
3-9-2 فشار برشي عرضي 88
3-9-3 فشار عمودي 89
3-10 اثر فشار لاستيك بر روسازي انعطاف پذير 90
3-11 نيروهاي وارده بر روسازي در شيب 92
3-12 بررسي مدلهاي رفتاري آسفالت 93
3-12-1 مدل رفتاري ارتجاعي 94
3-12-2 مدل رفتاري چسبنده ارتجاعي ( ويسكوالاستيك ) 95
3-12-2-1 مدل ماكسول 96
3-12-2-2 مئل كلوين – وويت 97
3-12-2-3 مدل برگر 98
3-12-2-4 مدل تعميم يافته 99
3-13 روشهاي طرح ضخامت روسازي 100
3-14 روشهاي نظري طرح ضخامت روسازي 102
3-15 طرح مخلوط آسفالتي 103
3-16 روشهاي طرح مخلوط آسفالتي 104
فصل چهارم . تحليل روسازي و استفاده از تنش برشي ماكزيمم به عنوان معيار مقايسه 107
4-1 مقدمه 108
4-2 تأثير ضريب ارتجاعي لايه رويه آسفالتي بر روي تنش برشي ماكزيمم 108
4-3 تأثير ضخامت لايه رويه آسفالتي بر روي تنش برشي ماكزيمم 117
4-4 تأثير تنش تماسي بين لاستيك و روسازي در تنش برشي ماكزيمم 121
4-5 تأثير نيروي برشي در تنشهاي برشي ماكزيمم 123
4-6 تأثير نحوه توزيع نيروهاي افقي بر روي تنش برشي ماكزيمم 127
4-7 تأثير چسبندگي لايه رويه با لايه زير اساس در تنش برشي ماكزيمم 130
فصل پنجم . روسازي مناسب سطوح شيبدار و نحوه مرمت روسازي آسفالتي ساخته شده در اين مناطق 137
5-1 مقدمه 138
5-2 روكش بتني بر روي روسازي آسفالتي موجود 139
5-3 Whitetopping كلاسيك و غير چسبيده 139
140 چسبيده نازك Whitetopping 4-5
141 خيلي نازك Whitetopping 5-5
5-6 اثرات مقطع UTW چسبيده به لايه زيرين آسفالتي 141
5-7 اثرات ضخامت آسفالت 143
5-8 ديگر تجربيات استفاده از UTW 143
5-9 استفاده از UTW براي آسفالتي كه داراي گود افتادگي مسير چرخها ست 143
5-10 خواص مخلوط بتني 145
5-11 Whitetopping نازك مركب براي شاهراههاي اصلي 145
146 مركب نازك Whitetoppingص 12-5
146 مركب نازك Whitetoppingص 13-5
5-14 نتيجه گيري 146
5-15 روش ساخت 147
5-15-1 قالببندي دستي با قالبهاي ثابت 147
5-15-2 ماشين روكش كننده با قالب لغزنده 149
5-16 پخش يكنواخت بتن 151
5-17 كاهش زبري سطح با يكنواخت نگهداشتن سطح 152
5-18 سبدهاي ميلگرد اتصال 152
5-19 جايگذاري Dowel Bar با استفاده از ماشينهاي خودكار 153
5-20 محافظت در برابر بارندگي 154
5-21 نتيجه گيري 155
فصل ششم نتيجه گيري و ارائه پيشنهادها 156
6-1 نتيجه گيري 157
6-2 پيشنهادها 160
منابع و ماخذ 161

چكيده
چون اكثر روسازيهاي واقع در سطوح شيبـــدار در مناطق كوهستاني قرار دارند لذا بايستي اثرات تنشهاي پس ماند ناشي از بارش نزولات جوي در طراحي روسازي مورد نظر باشند و سيستم روسازي از يــك سيستم زهـ كشي مناسب برخوردار باشد. بعلاوه چون در سطوح شيبدار و در جهت سربالائي كه سرعت وسايل نقليه بخصوص وسايل نقليه سنگين افت زيادي پيدا مي كند خرابي خستگي بسيار سريعتر از آنچه مورد انتظار است بوقوع مي پيوندد، در اينحالت عمر خستگي تا كاهش مي يابد ،لــذا حتــما بايستـي تغييرات ســرعت و عكس العمل آن بر روي روسازي و همچنين تنشها و كرنشهاي ناشي از آن مد نظر قرار گيرد.
به دليل شرايط قرار گيري روسازي در روي سطوح شيبدار و شدت نيروي افقي اعمال شده به آن به دليل نيروي ترمز شديد در سرپائيني ها و گردنه ها و همچنــين نيــروي موتور زياد در سربالائيها ، نمي توان از نيروي افقي اعمال شده به روسازي در طراحي ها صرفنظر كرد. براي اينكه اين نيروي برشي سبب خرابي زودرس روسازي نشود بايستي در طراحي انجام شده بر اساس روشهاي اجزاء محدود و برنامه هاي رايانه اي از توزيع شبه سينوسي نيروها كه بسيار شبيه به حالت واقعي اعمال نيروها است ، استفاده شود. همچنين بايستي از لايه اساس قويتري در زير لايه رويه استفاده شود ،تا تنشهاي كمتري در لايه رويه رخ دهد ،زيرا هر چقدر نسبت ضريب ارتجاعي سطح رويه نسبت به ضريب ارتجاعي لايه اساس كمتر باشد تنشهاي كوچكتري در لايه رويه ايجاد خواهند شد. در روسازيهاي واقع در سطوح شيبدار بايستي سعي شود تا زمان اجرائي بين دو لايه غير آسفالتي اساس و لايه آسفالتي رويه داراي كمترين مقدار باشد ، تا در حد امكان مقدار چسبندگي بين لايه رويه و اساس را بيشتر كرد چون كه حتي چسبندگي 85% نيز ايجاد كننده با لغزندگي در فصل مشترك بين لايه ها است.
با وجود رعايت ملاحظات عنوان شده در بالا، روسازي آسفالتي در شيبهاي تند بسرعت خراب مي شوند لذا بايستي از روسازي مركب كه توان باربري بالائي دارند و مناسب مناطق شيبدار مي باشند استفاده نمود . همچنين توصيه مي شود براي مرمت روسازيهاي آسفالتي ساخته شده روش Whitetopping استفاده شود.

مقدمه
در راههائي كه درمناطق كوهستاني و شيبهاي تند قرار دارند به ناچار در دو خط كنار همديگر ( يك خط در جهت سربالائي و ديگري در جهت سرپائيني ) شاهد تغييرات زياد سرعت هستيم. در گردنه ها و پيچها و همچنين درسرازيريها كه سرعت وسيله نقليه زياد مي شود ، بايستي براي كنترل وسيله نقليه از نيروي ترمز بيشتري از حالت معمولي استفاده كرد كه در همين حين و در خط سربالائي براي شتابگيري به ناچار بايستي از نيروي موتور بيشتري در قياس با حالت معمولي استفاده شود كه همين كار سبب مي شود تغييرات سرعت را در كنار همديگر داشته باشيم. لذا بايستي تاثير سرعت بر روي عكس العمل روسازي و همچنين تنش ، كرنش و تغيير شكل ناشي از سرعت مورد بررسي قرار گيرد. بنابراين در هنگام طراحي بايستي مولفه افقي نيروهاي وارده به روسازي حتما مورد توجه قرار گيرد.
همچنين از آنجائيكه بيشتر راههائي كه در شيبهاي تند قرار دارند از مناطق كوهستاني عبور مي كنند ، شاهد نزولات جوي زيادي در اين مناطق هستيم ،لذا به علت بارش برف و باران در مناطق كوهستاني ، بايستي تنشها و كرنشهاي پس ماند مورد ارزيابي قرار گيرند ، تا بر اساس آنها بتوان پلاستيسيته خاك را مورد ارزيابي قرار داد و روسازي پايدارتري طراحي كرد.
با توجه به اينكه شناخت نوع خرابي ، باعث مي شود كه بتوانيم روسازيهاي مناسب با شرايط منطقه ، طراحي كنيم ، لذا به بررسي انواع خرابيها در روسازيهاي واقع در شيب پرداخته و روشهاي مقابله با آنها و در نتيجه افزايش پايداري آسفالت مي پردازيم. در روسازيهاي واقع در شيب نيز ، تمام خرابيها به وقوع مي پيوندند ، اما چون خرابي مربوط به خستگي و همچنين موج برداشتن رويه بيشتر از بقيه خرابيها مشهود است ، لذا به بررسي اين دو نوع خرابي پرداخته و راههاي افزايش پايداري روسازي مورد ارزيابي قرار مي گيرد.
شنـاخت نوع خرابيهـا و روش طرح ضخـامت روسـازي و همچنين تحليل نيروهاي وارده بر روسازي باعـث مي گردد كه در روسازيهاي واقع در شيبهاي تند ، بتوانيم عملكرد بهتري داشته و با طرح روسازي مقاومتر ، باعث افزايش پايداري آسفالت در شيبهاي تند گرديم.
از لحاظ وضعيت هندسي جاده ،در روسازيهاي واقع در شيب كه در آنها عمدتا ترمز شديد ،شتابگيري و يا تغيير ناگهاني سرعت اتفاق مي افتد ، خرابي از نوع موجي شدن روسازي به وقوع مي پيوندد.

نتيجه گيري
بطور خلاصه مجموعه كارهاي انجام شده در اين پژوهش شامل دو قسمت مطالعلات كتابخانه اي و تحليل رايانه اي مي باشد. در بخش اول مجموعه اي از مطالعات محققين مختلف در رابطه با موضوعات مرتبط با روسازيهاي واقع در شيب و راههاي افزايش پايداري رويه آسفالتي بررسي و ارزيابي گرديد. در بخش دوم و براي تحليل از نرم افزارهاي KENLAYER و FLEXPASS كه مبتني بر روش المان محدود مي باشند استفاده شده است.
به دليل شرايط خاص مسيرهاي واقع در شيبهاي تند ، بايستي مخلوط آسفالتي مورد استفاده داراي كيفيت بالائي باشد چراكه هم از لحاظ شرايط محيطي و هم از لحاظ مقدار و نوع نيروهاي وارده ، روسازي واقع در شيب شرايط حادتري نسبت به روسازيهاي ديگر دارد.
سرعت وسايل نقليه در كاهش پايداري روسازيهاي واقع در شيب نقش مهمي را ارائه مي دهد چرا كه در باند راست و در سربالائيها كه وسائل نقليه سنگين افت سرعت پيدا مي كنند خرابي خستگي بسيار سريعتر از آنچه مورد انتظار است بوقوع مي پيندد. در حالتيكه وسايل نقليه سرعت كمتري داشته باشند عمر خستگي تا كاهش مي يابد لذا تا حد امكان بايستي از ايجاد شيبهاي تند جلوگيري نمود.
از آنجائيكه روسازيهاي واقع در شيب اكثرا از مناطق كوهستاني عبور مي كنند لذا شاهد بارش نزولات جوي در اين مناطق هستيــم كه اين عمل و نفوذ آب به خاك بستر باعـث افزايـش رطوبـت خاك بستر شده و سبب مي گردد پلاستيسيته نسبي خاك بستر و اساس از لايه رويه بيشتر شده و سبب جمع شدن تنشهاي پس ماند در زير لايه رويه شده و باعث افزايش خرابي ناشي از خستگي گردد كه نتيجه آن كاهش پايداري روسازي آسفالتي واقع در شيب مي باشد ، لذا بايستي از يك سيستم زهكشي بسيــار مناسب در اين مناطق استفاده نمود تا مانع از تشــكيل اين تنشهاي پس ماند گرديد.
به دليل افزايش شدت تنشهاي برشي در شيبهاي تند كه به دليل اصطكاك بين سطح روسازي و لاستيك وسيله نقليه به وجود مي آيد ، روسازي سريعتر خراب مي گردد لذا در روسازيهاي واقع در شيب ، نيروهاي افقي كه در اكثر روشهاي طراحي ناديده گرفته مي شوند حتما بايد مد نظر قرار گيرند و نمي توان در طراحي وجود آنها را ناديده گرفت.
پارامترهاي مختلفي چون مدول ارتجاعي رويه آسفالتي ، ضخامت لايه رويه آسفالتي ، فشار سطح تماس لاستيك و روسازي ، نيروي برشي وارد شده به روسازي ، مقدار چسبندگي بين لايه رويه و اساس و همچنين نحـوه توزيع نيروها بر روي تنش برشي ماگزيمم تحت شرايط اعمال نيروهاي افقي و قائم مورد بررسي قــرار گرفته اند كه نتايج زير حاصل شده است.
1. افزايش تنش تماسي بين لاستيك و رويه آسفالتي باعث افزايش تنشهاي برشي ماگزيمم شده كه با كنترل فشار باد لاستيك وسايل نقله مي توان آنرا در حد مطلوب نگهداشت.
2. تا حد امكان بايستي سعي شود كه از ساخت روسازيهاي واقع در شيبهاي تند جلوگيري نمود تا وسايل نقليه مجبور به استفاده از نيروي ترمز يا نيروي موتور بيشتري نسبت به شرايط معمولي نشوند چرا كه افزايش نيروهاي برشي سبب افزايش شديد تنشهاي برشي گرديده كه سبب خراب شدن سريعتر روسازي مي گردد
3. اگر در روشهاي طراحي و نرم افزارهاي المان محدود از توزيع شبه سينوسي نيروها استفاده شود نتايج بدست آمــده به واقعيت نزديك تر خواهد بود چرا كه توزيع شبه سينوسي نيروها ، بسيـار شبيه به شرايط اعمال واقعي نيروها مي باشد و در اين حالت داراي بيشترين تنشهاي برشي خواهيم بود.
4. از آنجائيكه هر چقدر نسبت مدول رويه به مدول لايه اساس بيشتر باشد ، تنشهاي برشي بيشتري ايجاد خواهند شد لذا توصيه مي شود كه در روسازيهاي واقع در شيب از لايه اساس قويتري استفاده نمود.
5. در محل شيبهاي تند حتما بايستي نحوه اجرا به دقت كنترل شده بوده و طوري باشد كه وقفه زماني بين اجرا حداقل گردد تا چسبندگي بين لايه رويه و لايه اساس را افزايش داد. همچنين بايستي از اندود نفوذي مناسبي استفاده شود تا بتوان چسبندگي بين اين دو لايه را افزايش داده و سبب كاهش تنشهاي برشي ماگزيمم گرديم.
6. از آنجائيكه روسازي آسفالتي در سطوح شيبدار به سرعت قابليت باربري خود را از دست مي دهد پيشنهاد مي گردد از روسازيهاي مركب استفاده شود.
7. براي مرمت روسازيهاي آسفالتي موجود از روش Whitetopping استفاده شود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت