پروژه دانشجویی مقاله روسازی و لایه سازی راه ها فایل ورد (word)
نوشته شده به وسیله ی ali در تاریخ 95/5/30:: 3:59 صبح
پروژه دانشجویی مقاله روسازی و لایه سازی راه ها فایل ورد (word) دارای 25 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی مقاله روسازی و لایه سازی راه ها فایل ورد (word) کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه دانشجویی مقاله روسازی و لایه سازی راه ها فایل ورد (word) ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه دانشجویی مقاله روسازی و لایه سازی راه ها فایل ورد (word) :
تاریخچه روسازی راهها
راهسازان از زمانهای قدیم بر لزومو اهمیت روسازی راهها واقف بودند و بر حسب مورد از انواع روسازیها استفاده میکردند. روسازی راهها در مناطق که دارای زمینهای سست و آب و هوایی مرطوب بودند و برای حمل و نقل کالا و مسافرین از ارابه استفاده میشد، بیشتر توسعه یافت. از روسازیهای قدیمی که هنوز هم آثاری از آنها بجای مانده است، میتوان روسازی خیابانهای بابل و روسازی راههای رومیان را نام برد.
در مناطقی نظیر ایران، راهها معمولاً بدون روسازی ساخته میشد، زیرا آب و هوای این مناطق گرم و خشک بود، آبادیها از یکدیگر فاصله زیادی داشتند و برای حمل و نقل کالا و رفت و آمد مسافرین از چهارپایان استفاده میشد. از روسازی فقط در مواردی که راه از زمینهای سست، نمکزار، آبگیر و یا لجنی عبور میکرد، استفاده میشد.
هدف از روسازی
هدف از روسازی راه، احداث یک سطح صاف و هموار و در عین حال با ایمنی کافی برای استفاده کنندگان از راه است. روسازی باید طوری طراحی و ساخته شود که بتوان وزن وسایل نقلیه را تحمل کند و در هر شرایط جوی قابل استفاده باشد. زمین در حالت طبیعی معمولاً مقاومت کافی برای تحمل بارهای وارده از چرخهای وسایل نقلیه سنگین نظیر کامیونها را ندارد و بارگذاری اینگونه خاکها موجب شکست برشی خاک و بوجود آمدن تغییر شکلهای بیش از اندازه در آن میشود.
برای جلوگیری 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 لایهای از مصالح مرغوب و با مقاومت زیاد بر روی خاک انجام میشود. جنس و ضخامت این لایه که به روسازی موسوم است، باید طوری باشد که ضمن آنکه بتواند شدت تنشهای فشاری قائم را به میزان قابل تحمل خاک بستر روسازی کاهش دهد، خود نیز قادر به تحمل بارهای وارد به آن باشد.
شدت تنشهای فشاری قائمی که در اثر بارگذاری در یک توده خاک بوجود میآید، در نقاط مختلف متفاوت است. شدت این تنشها در نقاط واقع در زیر سطح بارگذاری شده حداکثر است و با ازدیاد فاصله این نقاط از سطح بارگذاری شده از شدت تنشهای فشاری قائم نیز کاسته میشود.
با توجه به این اصل در مواردی که ضخامت روسازی زیاد است، میتوان به منظور اقتصادیتر نمودن ساختمان روسازی، آن را از چندین لایه با مقاومت و مرغوبیتهای متفاوت طرح و اجرا کرد. نحوه قرار گیری لایههای روسازی باید به ترتیبی باشد که لایههای با مصالح مقاومتر و مرغوبتر در لایههای بالاتر روسازی قرار گیرند، زیرا در این نقاط شدت تنشهای فشاری وارد بر روسازی بیشتر است و از مصالح با مرغوبیت و مقاومت کمتر در لایههای زیرین که میزان تنشها در آنجا کمتر است، استفاده شود. جنس و ضخامت هر یک از لایههای روسازی باید طوری انتخاب شود که ضمن آنکه هر یک از این لایهها بتواند در برابر تنشهای وارد به آن مقاومت کند، باید قادر باشد که شدت این تنشها را تا میزان تنش قابل تحمل برای لایهای که در زیر آن قرار گرفته است، کاهش دهد.
در راههای با آمد و شد زیاد، لایههای بالایی روسازیها و بخصوص لایه رویه از مصالح قیری و یا سیمانی ساخته میشوند. در اثر بارگذاری روسازی، این نوع رویه تغییر شکل داده و در آنها تنشهای کششی و فشاری افقی بوجود میآید. هرگاه شدت تنشهای کششی افقی در یک لایه روسازی از میان استقاومت کششی مصالح آن لایه بیشتر شود، موجب شکست و ترک خوردن آن لایه میشود. بنابراین جنس و ضخامت لایههای روسازی که از مصالح قیری و یا سیمانی ساخته میشوند، باید طوری انتخاب شوند که در برابر تنشهای کششی افقی بوجود آمده در آنها مقاومت کند و ترک نخورند.
لایههای روسازی
روسازیها معمولاً از چندین لایه تشکیل میشوند: تعداد، ضخامت و جنس این لایهها تابعی از مقاومت خاک بستر روسازی، خصوصیات آمد و شد وسایل نقلیه، شرایط جوی منطقه، مصالح موجود در محل و شرایط اقتصادی است. روسازی راهها با آمد و شد زیاد و فرودگاهها معمولاً از سه لایه متمایز رویه، اساس و زیراساس که بر روی لایه متراکم شده خاک بستر روسازی قرار میگیرند، تشکیل میشود.
لایه متراکم شده بستر
لایه متراکم شده بستر روسازی، لایهای است که از خاک زمین طبیعی که از مواد آلی و مواد مضر پاک شده و کوبیده شده باشد. در خاکریزهها این لایه آخرین لایه خاکی است که ریخته شده وکوبیده میشود. در برشها، این لایه، لایه کوبیده شده و آماس شده خاک زمین طبیعی است.
لایه زیراساس
لایه زیراساس، لایهای است که از مصالح نسبتاً مرغوب که بین لایه اساس و بستر روسازی قرار میگیرد. لایه زیراساس در راههایی که آمد و شد وسایل نقلیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک بستر روسازی کم است، بکار میرود. لایه زیراساس اغلب از مصالح سنگ شکسته و یا شن و ماسه ساخته میشود.
لایه اساس
لایه اساس، لایهای است که از مصالح مرغوب که بین لایههای رویه و زیراساس یا بین لایه رویه و بستر روسازی قرار میگیرد. لایه اساس از مصالح مرغوب نظیر سنگ شکسته شده، شن و ماسه شکسته، مصالح تثبیت شده با قیر، آهم و سیمان ساخته میشود. لایه اساس در راههایی که آمد و شد وسایل نقلیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک بستر روسازی کم است، از بتن آسفالتی کم قیر (اساس قیری) ساخته میشود.
لایه رویه
لایه رویه، لایهای است که از جنس خیلی مرغوب و با مقاومت نسبتاً زیاد که بالاترین لایه روسازی است و مستقیماً در تماس با چرخهای وسایل نقلیه قرار دارد. لایه رویه در راههای با آمد و شد زیاد از مصالح مرغوب نظیر بتن آسفالتی یا بتن سیمانی ساخته میشود. در راههای با آمد و شد زیاد متوسط، گاهی از رویههای آسفالت مخلوط در محل و یا رویههای آسفالت سطحی استفاده میشود. راههای با آمد و شد کم، نظیر راههای روستای ی و راههای فرعی، ممکن است از رویههای شنی که عمر چندانی ندارند، ساخته شوند.
در ایران به دلیل وجود مقادیر نسبتاً زیاد قیر که از پالایش نفت به دست میآید، روسازی راهها از مصالح آسفالتی ساخته میشود. رویههای آسفالتی با ضخامت بیش از حدود 5 سانتیمتر معمولاً در دو لایه ساخته میشوند. لایه زیرین که به لایه آستر مرسوم است، درصد قیر کمتری از لایه رویی که لایه رویه (توپکا) نامیده میشود، دارد. بین لایههای آستر و رویه بتن آسفالتی از یک لایه اندود قیری که به اندود سطحی موسوم است، استفاده میشود. هدف از بکار بردن اندود سطحی، ایجاد چسبندگی و پیوستگی بین دو لایه آسفالتی است. بین لایههای رویه آسفالتی و اساس غیرآسفالتی (شن و ماسه و یا سنگ شکسته) از یک لایه اندود قیری که به اندود نفوذی موسوم است، استفاده میشود. هدف از بکار بردن اندود نفوذی، ایجاد چسبندگی و پیوستگی بین یک لایه آسفالتی با یک بایه غیرآسفالتی است. مزیت دیگر استفاده از اندود نفوذی غیرقابل نفوذ کردن اساس غیرآسفالتی در برابر آب است.
عوامل موثر در طرح روسازیها
روسازیها معمولاً تحت تاثیر عوامل زیادی قرار دارند و از این نظر طرح آنها در مقایسه با طرح پلها و ساختمانها و سایر ابنیه فنی از پیچیدگی بیشتر برخوردار است. یکی از اشکالات مهم در طرح روسازیها، متغیر بودن عواملی است که در طرح روسازی موثرند. به علت طول زیاد یک راه و با توجه به این امر که شرایط جوی، خصوصیات خاک زمین طبیعی و نوع و تعداد وسایل نقلیه در طول راه متغیر است.
عوامل موثر در طرح روسازیها را میتوان به 6 گروه تقسیم کرد که عبارتند از:
1) خاک بستر روسازی (جنس، مقاومت، قابلیت جذب رطوبت، قابلیت تراکم و ;).
2) مصالح روسازی (جنس، مقاومت، داوم، نفوذپذیری و ;).
3) شرایط جوی (رطوبت، یخبندان، درجه حرارت و ;).
4) وسایل نقلیه (نوع، وزن، تعداد و ;).
5) مخارج (مصالح، ماشین آلات، نیروی انسانی، تعمیر و نگهداری، اتلاف وقت و ;).
6) سیستم موردنظر.
روش طرح روسازی معمولاً به این نحو است که ابتدا با بررسیهای ژئوتکنیکی خاک بستر روسازی، منابع مصالح، شرایط اقلیمی و جوی منطقه و آمد و شد احتمالی وسایل نقلیه چندین طرح که از نقطه نظر فنی قابل قبول هستند، انتخاب میشود. سپس با بررسی این طرحها، طرحی که از نقطه نظر اقتصادی بهترین طرح است، به عنوان طرح نهایی انتخاب میشود.
انواع روسازی
روسازیها 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 روسازیهای انعطافپذیر و روسازیهای سخت تقسیم کرد.
روسازیهای انعطافپذیر که شامل انواع روسازیهای آسفالتی و شنی میباشند، روسازیهایی هستند که در آنها از لایههای با سختی (ضریب ارتجاعی) کم استفاده میشود. این نوع روسازیها بارهای خارجی را بدون گسترش زیاد و در یک سطح نسبتاً کوچک به خاک بستر روسازی منتقل میکنند. در مورد روسازیهای قابل انعطاف، خاک بستر نقش فوقالعاده مهمی را در طرح روسازی بازی میکند و از این نظر بررسی و مطالعه خاک بستر روسازی باید با دقت بیشتر انجام شود.
روسازیهای سخت که شامل روسازیهای بتنی هستند، روسازیهایی میباشند که در آنها از یک یا چند لایه با سختی زیاد استفاده میشود. این نوع روسازیها بارهای خارجی را بدون تغییر شکل زیاد صفحه بتنی در یک سطح نسبتاً وسیع به خاک بستر روسازی منتقل مینمایند. روسازیهای بتنی خود انواع مختلفی به شرح زیر دارد:
1 روسازیهای بتنی با دال ساده (دال غیرمسطح)؛
2 روسازیهای بتنی با دال مسلح؛
3 روسازیهای بتنی با دال (فولاد) یکسره؛
4 روسازیهای بتنی پیش تنیده؛
5 روسازیهای بتنی با رشتههای فولادی.
با توجه به مطالب بالا و به منظور تحلیل تنشها و تغییر شکلهای نسبی در روسازیهای انعطافپذیر، در طرح و محاسبه این نوع روسازیها به صورت یک سیستم چند لایهای نیمه بینهایت درنظر گرفته شده و مورد بررسی قرار میگیرند، در حالی که روسازیهای سخت بر اساس فرضیات مربوط به خمش صفحات واقع بر روی پیهای ارتجاعی مورد بررسی قرار گرفته و تنشهای و تغییر شکلهای نسبی در آنها تعیین میشود.
در ایران به دلیل آنکه قیر به مقدار فراوان موجود بوده و سیمان به مقدار زیاد تولید نمیشود، برای روسازی راهها ار مصالح قیری استفاده میشود. در حال حاضر متجاوز از 15000 کیلومتر از راههای ایران دارای رویه آسفالتی بوده و متجاوز از 26000 کیلومتر از راهها غیرآسفالتی (شنی و خاکی) هستند.
اجزا خاک
تمام اجزا تشکیل دهنده خاک دارای اندازه یکسانی نیستند برحسب اندازه دانهها این اجزا به نامهای قلوه سنگ، شن، ماسه، لای و رس نامگذاری میشوند.
اجزا درشتتر از 075/0 م.م که با چشم غیرمسلح قابل تشخیص هستند، به درستدانهها و اجزا ریز از 075/0 م.م به ریزدانهها موسوم هستند. ریزدانهها شامل رس و لای هستند و اگرچه هر دو این اجزا ریزدانه محسوب میشوند، لیکن اختلاف عمدهای در مشخصات آنها موجود است. این اختلاف مربوط به خواص خمیری آنهاست. اصولاً لای در اثر هوازدگی مکانیکی بوجود آمده، بنابراین بسیاری از خواص اولیه را حفظ کرده است، در حالی که رس از هوازدگی مکانیکی و شیمیایی بوجود آمده و دارای اندازه کلوئیدی است. دانههای ذرات رس بسیار کوچک و به شکل سوزنی و یا صفحهای است که قابلیت جذب و نگهداری مقدار نسبتاً زیادی آب را دارد.
خاکهایی که مقادیر قابل توجهی رس بالایی دارند، به نام خاکهای رسی و یا لایدار موسوم هستند و مناسب برای عملیات راهسازی نمیباشند. اینگونه خاکها در اثر تماس با آب مرطوب شده و مقدار قابل توجهی از مقاومت خود را از دست میدهند. ضمناً خاکهای لایدار قابلیت تراکم خوبی ندارند و کوبیدن این نوع خاکها مشکلات زیادی را به همراه دارد.
مشخصات فنی اجزا درشتدانه خاکها بستگی به دانهبندی و تراکم خاک دارد، در صورتی که مشخصات فنی اجزاء ریزدانه خاکها تابعی از نیروهای سطحی و الکتریکی بین دانههاست. مشخصات فنی خاکها عبارتند از: قابلیت ارتجاعی، خواص خمیری، چسبندگی، مقاومت برشی، تراکمپذیری، تغییر حجم در اثر تغییر رطوبت، نفوذپذیری و تورم در اثر یخبندان.
این مشخصات به طور کلی تابعی هستند از: نوع کانیهای تشکیل دهنده خاک، وجود مواد آلی در خاک، نحوه حمل، محل و سن لایههای رسوبی تشکیل دهنده خاک، فشار وارد بر خاک، دانهبندی، تراکم و شکل ساختمانی دانههای خاک.
دانهبندی خاکها
تعیین دانهبندی خاکها در آزمایشگاه با استفاده از الک و هیدرومتری انجام میشود. منظور از دانهبندی خاک، تعیین درشتی و ریزی درصد اجزا تشکیل دهنده آن است. برای تعیین دانهبندی قسمت درشت دانه خاک از الک و برای تعیین دانهبندی قسمت ریزدانه خاک از آزمایش هیدرومتری که بر اساس سرعت تهنشین شدن اجزا خاک در آب (قانون استوکس) استوار است، استفاده میشود. الکهایی که به منظور دانهبندی خاک بکار میروند، اندازههای مختلفی دارند که بر حسب میلیمتر و یا شماره الک مشخص میشوند.
آمادهسازی نمونه خاک جهت انجام آزمایش دانهبندی ممکن است به روش خشک یا تر به عمل آید. طبق پیشنهاد FAA روش خشک باید برای خاکهای غیرچسبنده دانهای و تمیز بکار رفته و روش تر جهت خاکهای چسبنده و بینابین بکار گرفته شود. در موارد مشکوک بهتر است روش تر مورد استفاده واقع شود.
خاکهای خوب دانهبندی شده دارای اجزا با اندازههای مختلف بوده و دانههای این نوع خاکها بهتر در یکدیگر قفل و بست شده و معمولاً مقاومت و ظرفیت باربری آنها بیشتر و نفوذپذیری آنها کمتر از خاکهایی نظیر بددانهبندی شده است.
خواص خمیری خاکها
اگر خاکی با مقدار کافی آب مخلوط شده و سپس به تدریج خشک شود، حالتهای مختلفی به خود میگیرد. این حالتها به ترتیب: حالت روانی، حالت خمیری، حالت نیمهجامد و حالت جامد نامیده میشوند. درصد رطوبتی که خاک از حالت روانی به حالت خمیری میرسد، حد روانی خاک نامیده میشود. چون تعیین حد روانی خاکها بطور نظری دشوار است، لذا از آزمایش تعیین حد روانی که آزمایش استانداری است، استفاده میشود.
نحوه انجام این آزمایش به این ترتیب است که چند نمونه خاک در درصدهای مختلف رطوبت در جام وسیله آزمایش حد روانی قرار داده شده و با استفاده از وسیله شیارکش مخصوص، شیاری به شکل معین در خاک بوجود میآید، بطوری که نمونه به دو قسمت مساوی مجزا از یکدیگر تقسیم میشود. سپس با چرخاندن دسته مخصوص که جام را تا ارتفاع یک سانتیمتری بلند کرده و سپس آن را رها میکند، ضرباتی به نمونه خاک وارد میشود، سبب میگرد که شیار بوجود آمده در خاک در اثر روان شدن دو قسمت نمونه به هم آمده و بسته شود. تعداد ضربات لازم برای بسته شدن شیار در طولی برابر با 25/1 سانتیمتر اندازهگیری میشود. این آزمایش در درصد رطوبتهای مختلف تکرار میشود و هر بار تعداد ضربات اندازهگیری میگردد. با رسم منحنی نمایش تغییرات تعداد ضربات بر حسب درصد رطوبت، درصد رطوبتی که در آن شیار بوجود آمده، در نمونه خاک در اثر 25 ضربه بسته میشود، به دست میآید و به عنوان حد روانی نمونه خاک تعریف میشود.
درصد رطوبتی که خاک از حالت خمیری به حالت نیمه جامد میرسد، به حد خمیری موسوم است. درصد رطوبتی که خاک از حالت نیمه جامد به حالت جامد میرسد، به حد انقباض موسوم است. تفاضل بین مقادیر حد خمیری و حد روانی خاک به دامنه یا نشانه خمیری موسوم است.
خاکها را معمولاً بر حسب میزان حد روانی به 4 گروه تقسیم میکنند که عبارتند از:
خاکهای با حد روانی کم؛
خاکهای با حد روانی متوسط؛
خاکهای با حد روانی زیاد؛
خاکهای با حد روانی خیلی زیاد.
یکی از مهمترین مشخصات خاک، دامنه خمیری آن، یعنی میزان رطوبتی است که خاک حالت خمیری دارد، است. خاکها را معمولاً بر حسب میزان دامنه خمیری، به 4 گروه تقسیمبندی میکنند که عبارتند از:
خاکهای غیرخمیری؛
خاکهای با درجه خمیری متوسط؛
خاکهای خمیری؛
خاکهای با درجه خمیری زیاد.
ردهبندی خاکها
ردهبندی خاکها معمولاً با استفاده از نتایج آزمایشات دانهبندی و حدود اتربرگ انجام میشود. در برخی از روشهای ردهبندی خاک ممکن است که از سایر مشخصات خاک نیز استفاده شود که عباراتند از:
روش اشتو، روش یونیفاید و روش BCEOM
روش اشتو برای ردهبندی خاک
روش اشتو برای ردهبندی خاکها، یکی از متداولترین روشهای ردهبندی خاک است و صرفاً برای راهسازی بکار میرود. این روش بر اساس نتایج تجربی حاصل از تاثیر جنس خاکها بر عملکرد روسازی استوار است. در روش اشتو، خاکها به هشت گروه اصلی تقسیم میشوند. این تقسیمبندی بر اساس ظرفیت باربری و سایر مشخصات خاکها استوار است.
هشت گروه اصلی به اسامی: A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, A-7, A-8 نامگذاری شدهاند. در راهسازی خاکهای A-1 مرغوبترین خاکها هستند. با افزایش شماره رده خاک از مرغوبیت خاک کاسته میشود، بطوری که خاکهای A-8 نامناسبترین خاکها هستند و به هیچوجه نباید در راهسازی مورد استفاده قرار گیرند. در جدول زیر جنس خاکها بر حسب رده آنها آورده شده است:
A-1 قلوه سنگ و سن و ماسه
A-2 شن و ماسه لایدار یا رسدار
A-3 ماسه ریزدانه
A-4 خاک لایدار با حد روانی کم
A-5 خاک لایدار با حد روانی زیاد
A-6 رس با حد روانی کم
A-7 رس با حد روانی زیاد
A-8 خاکهای آلی
روش یونیفاید برای ردهبندی خاکها
روش یونیفاید برای ردهبندی خاکها بر اساس روشی استوار است که ابتدا توسط کاساگرانده ارائه شد. در ردهبندی خاکها در این روش با توجه به کیفیت و مرغوبیت خاک به عنوان خاک بستر روسازی راهها انجام میشود. مطالعه و بررسی زیادی توسط گاساگرانده بر روی انواع خاکها انجام شد و بالاخره این نتیجه مهم حاصل گردید که تنها دانهبندی خاک برای مشخص کردن رفتار آنها کافی نیست، لذا او اولین شخصی بود که پیشنهاد کرد که ردهبندی رفتاری خاکها باید با بررسی دانهبندی و خواص خمیری انجام شود.
ردهبندی خاکها با استفاده از روش یونیفاید با بکار بردن حروف سمبلیک انجام میشود و هر خاکی معمولاً با دو حرف مشخص میشود. حروف سمبلیک عبارتند از:
G برای شن، S برای ماسه، M برای لای، C برای رس، O برای خاکهای آلی، خاکهای که دارای دانهبندی خوبی هستند، با حرف w و خاکهای بد دانهبندی شده با حرف P مشخص میشوند. از حرف L برای مشخص کردن خاکهای با حد روانی کم و از حرف H برای مشخص کردن خاکهای با حد روانی زیاد استفاده میشود.
کلمات کلیدی :