دانلود تحقیق روسازی راه

تاریخچه روسازی راهها
راهسازان از زمان های قدیم بر لزوم و اهمیت روسازی راهها واقف بودند و بر حسب مورد از انواع روسازیها استفاده می کردند.

روسازی راهها در مناطقی که دارای زمین‌های سست و آب و هوائی مرطوب بود و برای حمل و نقل کالا و مسافرین از ارابه استفاده می شد بیشتر توسعه یافت.

از سروسازیعای قدیمی که هنوز هم آثاری از آنجا بجا مانده میتوان خیابانهای بابل و روسازی راههای رومیان را نام برد.

در بابل برای ساختن خیابانها و محافظت آنها در برابر طغیان رودخانه دجله از آجر و ملات قیر معدنی استفاده می کردند.

روسازی کف خیابانها و دیوارهای دو طرف آن با آجر و ملات قیر معدنی ساخته می شد و سپس کف خیابان با استفاده از سنگ فرش می گردید.

روسازی راههای رومیان از چند لایه تشکیل می شد که از پائین به بالا عبارت بودند از یک لایه 30 سانتی لاشه سنگ و ملات, یک لایه 20 سانتی متری پارع سنگ و قلوه سنگ, یک لایه 25 سانتی متری شن و خرده سنک و ملات و یک لیه 20 سانتی متری شن و ماسه خاکدار.

روسازی راههای رومیان که صدها کیلومتر از آن به این روش ساخته شد و قسمتی از آن هنوز هم باقی مانده است, در خندقی که از کندن زمین مسیر راه به عمقی حدود یک متر بدست می آمد ساخته می شد.

در مناطقی نظیر ایران راهها معمولاً بدون روسازی ساخته می شد زیرا آب و هوای این مناطق گرم و خشک بود, آبادی ها از یکدیگر فاصله زیادی داشتند و برای حل و نقل کالا و رفت و آمد مسافرین از چهارپایان استفاده می شد.

از روسازی فقط در مواردی که راه از زمینهای سست, نمکزار, آب گیر و یا لجنی عبور میکرد استفاده می شد.

هدف از روسازی
هدف از روسازی راه و یا فرودگاه احداث یک سطح صاف و هموار و در عین حال با ایمنی کافی برای استفاده کنندگان از راه یا فرودگاه است.

روسازی باید طوری طرح و ساخته شود که بتواند وزن وسائل نقلیه را تحمل کند و در هر شرایط جوی قابل استفاده باشد.

زمین در حالت طبیعی معمولاً مقاومت کافی برای تحمل بارهای وارد از چرخهای وسایل نقیه سنگین نظیر کامیونها و هواپیماها را ندارد و بارگذاری این گونه خاکها موجب شکست برشی خاک و بوجود آمدن تغییر شکل های بیش از اندازه در آن می شود.

برای جلوگی از شکست برشی خاک و بوجود آمدن تغییر شکلهای دائم بیش از اندازه در آن, باید از شدت تنشهای فشاری قائم بر روی خاک کاسته شود.

این عمل با قرار دادن لایه ای از مصلح مرغوب و با مقاومت زیاد بر روی خاک انجام می شود.

جنس و ضخامت ین لایه که به روسازی موسوم است باید طوری باشد که ضمن آنکه میتواند شدت تنشهای فشاری قائم را بمیزان قابل تحمل خاک بستر روسازی کاهش دهد, خود نیز قادر به تحمل بارهای وارد به آن باشد.

لایه های روسازی
روسازی ها معمولاٌ از چندین لایه تشکیل میشوند.

تعداد, ضخامت و جنس این لایه ها تابعی از مقاومت خاک و بستر روسازی, خصوصیات آمد و شد وسائل نقیه, شرایط جوی منطقه, مصالح موجود در محل و شرایط اقتصادی است.

روسازی راههای با آمد و شد زیاد و فرودگاهها معمولاٌ از سه لایه متمایز رویه, اساس و زیر اساس که بر روی لایه متارکم شده خاک بستر روسازی قرار می گیرند تشکیل می شود.

لایه متراکم شده خاک بستر
لایه متراکم شده خاک بستر روسازی, لایه است ز اک زمین طبیعی که از مواد آلی و مواد مضره پاک شده و کوبیده شده باشد.

در خاکریزها این لایه آخرین لایه خاکی است که ریخته شده و کوبیده می شود.

در برش ها, این لایه, لایه کوبیده شده و آماده شده خاک زمین طیعی است.

لایه زیراساس
لایه زیراساس لایه ای است از مصالح نسبتاً مرغوب که بین لایه اساس و خاک بستر روسازی قرار می گیرد.

لایه زیر اساس در راههائی که آمد و شد وسائل نقیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک بستر روسازی کم است بکار می رود.

لایه زیراساس معمولاً از مصالح سنگ شکسته و یا شن و ماسه ساخته می شود.

لایه اساس
لایه اساس لایه ای است از مصالح مرغوب که بین لایه های رویه و زیر اساس یا بین لایه رویه و خاک بستر روسازی قرار م گیرد.

لایه اساس از مصالح مرغوب نظیر سنگ شکسته, شن و ماسه شکسته, صلح تثبیت شده با قیر, آهک و سیمان ساخته می شود.

لایه اساس در راههائی که آمد و شد وسائل نقلیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک و بستر روسازی کم است از بتن آسفالتی کم قیر(اساس قیری) ساخته می شود.

لایه رویه لایه رویه لایه ای است از جنس یلی مرغوب و با مقاومت نسبتاً زیاد که بالاترین لایه روسازی است و مستقیاً در تماس با چرخهای وسائل نقیه قرار دارد.

لایه رویه در راههای با آمد و شد زیاد از مصالح مرغوب نظیر بتن آسفالتی یا بتن سیمانی ساخته می شود.

در راههای با آمد و شد متوسط گاهی از رویه های آسفالت مخلوط در محل و یا رویه های آسفالت سطحی استفاده می شود.

راههای با آمد و شد کم نظیر راههای روستائی و راههای فرعی ممکن است از رویه های شنی که عمر چندانی ندارند ساخته شوند.

عوامل مؤثر در طرح روسازی ها روسازی ها معمولاً تحت تأثیر عوامل زیادی قرار دارند و از این نظیر طرح آنها در مقیسه با طرح پلها و ساختمانها و سایر ابنیه فنی از پیچیدگی یشتی برخوردار است.

یکی از اشکلات مهم در طرح روسازی متغیر بودن عواملی است که در طرح روسازی مؤثرند.

بعلت طول زیاد یک راه و با توجه به این امر که شرایط جوی, خصوصیات اک زین طیعی و نوع و تعداد وسایل نقلیه در طول راه متغیر است.

انواع روسازی ها روسازی ها دارای انواع مختلف هستند که از نقطه نظر نحوه گسترش تنش در آنها و نحوه تحمل بارهای وارد آنها را میتوان به دو دسته کلی روسازی های انعطاف پیر و روسازی های سخت تقسیم کرد.

روسازی های انعطاف پذیر که شامل انواع روسازیهای آسفالتی و شنی می باشند روسازی هایی هستند که در آنها از لایه های با سختی (ضریب ارتجاعی) کم استفاده می شود.

این نوع روسازی ها بارهای خارجی را بدون گسترش زیاد و در یک سطح نسبتاً کوچک به خاک بستر روسازی منتقل می کنند.

در مورد روسازی های قابل انعطاف, خاک بستر نقش فوق غلاده مهمی را در طرح روسازی بازی می کند و از این نظر بررسی و مطالعه خاک بستر روسازی باید با دقت بیشتری انجام شود.

خاک بستر مقدمه یکی از مهم ترین عواملی که در طرح روسازیها بخصوص روسازیهای انعطاف پذیر تأثیر دارد و باید دقیقاً مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد خصوصیات و مشخصات خاک بستر روسازی است و این امر از آن جهت اهمیت دارد که در حقیقت این خاک بستر روسازی است که نهایتاً باید تحمل کلیه بارهای وارد بر روسازی را بنماید.

خاک بستر روسازی باید از لحاظ مقاومت و قابلیت تراکم مورد بررسی قرار گیرد تا رفتار و عملکرد روسازی در کوتاه مدت و دراز مدت مشخص شود.

بررسی های ژئوتکنیکی و نمونه برداری خاک بررسی ها و مطالعات ژئوتکنیکی دارای اهمیت زیادی در طرح روسازی ها است.

هرگاه این بررسی ها بصورت اصولی و صحیح انجام نشود، حتی با انجام آزمایشات متعدد و دقیق آزمایشگاهی بر روی نمونه های خاک بدست آمده هم ممکن است که نتوان اطلاعات مورد نظر را در مورد خاک بستر روسازی بدست آورد.

این امر معمولاً منجر به طرح یک روسازی بیش طراحی شده و یا یک روسازی کم طراحی شده می شود.

اجزاء خاک تمام اجزاء تشکیل دهنده خاک دارای اندازه یکسانی نیستند و بر حسب اندازه دانه ها این اجزاء به نامهای قلوه سنگ، شن، ماسه، لای و رس نامگذاری می شوند.

در جدول 2-1 نام گذاری های متداول اجزاء خاک نشان داده شده است.

خاک هائی که مقادیر قابل توجه ای رس یا لای دارند بنام خاکهای رسی و یا لای دار موسوم هستند و مناسب برای عملیات راهسازی نمی باشند.

اینگونه خاکها در اثر تماس با آب مرطوب شده و مقدار قابل توجهی از مقاومت خود را از دست می دهند.

ضمناً خاکهای لای دار قابلیت تراکم خوبی ندارند و کوبیدن این نوع خاکها مشکلات زیادی را بهمراه دارد.

آزمایشهای ساده متعددی در کارگاه برای تشخیص لای از رس وجود دارد.

مقاومت لای خشک شده کم است و هرگاه نمونه ای از این خاک در داخل کف دست قرار گیرد براحتی در میان فشار انگشتان دست خرد می شود.

از طرف دیگرمقاومت رس در حالت خشک زیاد بوده و بسهولت با فشار انگشتان دست خرد نمی شود و فشار بیشتری برای خرد کردن آن لازم است.

تعیین دانه بندی خاک ها در آزمایشگاه با استفاده از الک و هیدرومتری انجام می شود.

منظور از دانه بندی خاک تعیین درشتی و ریزی درصد اجزاء تشکیل دهنده آن است.

برای تعیین دانه بندی قسمت درشت دانه خاک (معمولاً اجزاء بزرگتر از 075/0 میلی متر) از الک و برای تعیین دانه بندی قسمت زیردانه خاک از آزمایش هیدرومتری که بر اساس سرعت ته نشین شدن اجزاء خاک در آب (قانون استوکس) استوار است، استفاده می شود.

الک هائی که بمنظور دانه بندی خاک بکار می روند اندازه های مختلفی دارند که برحسب میلی متر و یا شماره الک مشخص می شوند.

در جدول 2-3 اندازه های متداول الک ها بر حسب میلی متر نشان داده شده است.

استاندارد بکار برده شده در این کتاب سیستم الک های آمریکائی است که در ایران متداول می باشد و در آن شماره یک الک معرف تعداد سوراخهای مربع شکل در هر 5/2 سانتی متر است.

رده بندی خاکها رده بندی خاکها معمولاً با استفاده از نتایج آزمایشات دانه بندی و حدود اتربرگ انجام می شود.

در برخی از روشهای رده بندی خاک ممکن است که از سایر مشخصات خاک نیز استفاده شود.

در روش اشتوو یونیفاید، رده بندی خاک بر اساس دانه بندی و خواص خمیری خاک انجام می شود.

در حالی که در روش BCEOM رده بندی خاک با استفاده از دانه بندی، حدود اتربرگ، هم ارز ماسه (ارزش ماسه ای)، تراکم، درصد رطوبت و درصد اشباع خاکصورت می گیرد.

تراکم خاک وروشهای کنترل آن خاکها اصولاً مصالح تراکم پذیری هستند و در اثر بارگذاری از حجم فضائی آنها کاسته می شود.

علت این کاهش حجم وجود فضائی است که توسط هوا در بین ذرات جامد خاک اشتغال شده است.

هرگاه روسازی راهی بر روی بستری ساخته شود که خاک آن تراکم پذیر است، این خاک در اثر آمد و شد وسایل نقلیه متراکم تر شده و موجب نشست و خرابی روسازی می شود.

برای اجتناب از این گونه خرابی ها باید خاک بستر روسازی کوبیده و متراکم شود.

کوبیدن و متراکم کردن خاکها توسط غلتک زدن انجام می شود.

غلتک ها و موارد استفاده آنها از غلتک ها برای کوبیدن و متراکم کردن خاکها استفاده می شود.

غلتک ها دارای انواع مختلف بوده و معمولاً برحسب نوع، وزن و فشار تماسشان مشخص می شوند.

غلتک ها را میتوان براساس نحوه کوبیدن خاک به چند دسته تقسیم کرد که عبارتند از: الف- غلتک های چرخ فولادی ب- غلتک های چرخ لاستیکی ج- غلتک های پاچه بزی د- غلتک های لرزنده هـ -صفحات و کفشک های لرزنده و- تخماق های دستی روشهای تعیین مقاومت خاک بستر روسازی آزمایشات مختلفی برای تعیین مقاومت خاک بستر روسازی وجود دارد که در این بخش سه روش متداول شرح داده شده است.

این روشها عبارتند از: آزمایش فشاری سه محوری، آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا و آزمایش صفحه بارگذاری.

آزمایش فشاری سه محوری این آزمایش برای اندازه گیری استقامت برشی خاکها بکار میرود.

در این آزمایش در حالی که نمونه استوانه ای شکل خاک از اطراف تحت فشار جانبی قرار میگیرد و مقدار آن در طول آزمایش ثابت نگه داشته می شود تحت فشار عمودی قرار می گیرد.

مقدار این فشار عمودی کم کم اضافه می شود تا این که نمونه خاک گسیخته شود.

فشار جانبی با قرار داد نمونه استوانه ای شکل خاک گسیخته شود.

فشار جانبی با قراردادن نمونه استوانه ای شکل خاک در داخل یک غشاء لاستیکی و سپس قرار دادن آن در داخل مایع تخت فشاری به نمونه وارد می شود.

آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) این روش که توسط شخصی بنام پورتر در سال 1926 بوجود آمد متداول ترین روش تعیین مقاومت نسبی خاکها برای راهسازی است.

این روش در سالهای بعد کاملتر شده تا اینکه در سالهای 1940 توسط گروه مهندسین و سپس در سال 1961 توسط انجمن آزمایش و مصالح آمریکا (ASTM) بعنوان یک روش استاندارد تعیین مقاومت خاکها مورد قبول قرار گرفت.

در حال حاضر این روش با وجود داشتن نقاط ضعف فراوان