مقاله نگهداری و مدیریت راههای و جاده ها

اختصاصی از یارا فایل مقاله نگهداری و مدیریت راههای و جاده ها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:120

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                           صفحه
چکیده :    1
فصل اول :    3
معرفی انواع قیرها وکاربردآنها در    3
آسفالتهای حفاظتی    3
1ـ1ـانواع قیرها :    4
1ـ2 ـقیرهای امولسیونی    6
1ـ2ـ1ـ تاریخچه کاربرد امولسیونهای قیری    6
1ـ 3ـ طبقه بندی وساختار امولسیون های قیری    8
1ـ 3ـ 1ـ تعریف امولسیون قیری :    9
1ـ 4 ـ انواع امولسیونهای قیری    10
1ـ 4ـ 1ـ 1ـ امولسیونهای قیری تند شکن ( ناپایدار )    10
1ـ4ـ1ـ2ـ امولسیونهای قیری کند شکن ( نیمه پایدار )    11
1ـ4ـ1ـ3ـ امولسیونهای قیری دیر شکن (پایدار ):    11
1ـ 4ـ2ـ رده بندی امولسیونهای قیری از نظربار الکتریکی    12
1ـ4ـ2ـ1ـ امولسیونهای قیری کاتیونیک    12
1ـ4ـ2ـ2ـ امولسیونهای قیری آنیونیک    13
1-5 موارد کاربرد امولسیونهای قیری    15
1-6-  اجزای تشکیل دهنده امولسیون های قیری    16
1-6-1- قیر    16
1-6-2- آب    17
عنوان                                                                                           صفحه
1-6-3- امولسیون ساز    17
1-6-4- پایدار کننده ها    19
1-7- خواص امولسیون قیری    20
1-7-1-کند روانی    20
1-7-2- نشست    20
1-7-3- لخته شدن    22
1-7-4- انعقاد    23
1-7-5- شکست    23
1-7-6- چسبندگی    28
فصل دوم :    30
معرفی انواع روشهای نگهداری    30
1-2- مقدمه    31
2-3-1- دوغاب آببندی Slurry Seal ) )    34
2-3-2- آسفالت نازک سطحی (Micro Surfacing )    34
2-3-3- اندود آببندی سنگدانه ای (Chip Seal )    35
2-3-4- اندود آببندی بدون سنگدانه (Fog Seal )    35
فصل سوم :    36
آسفالت های حفاظتی از نوع دوغاب آببندی (Slurry Seal )    36
3-1- مشخصات    37
3-2- مصالح    37
3-2-2- سنگدانه ها    38
3-2-2-1- تست های کیفیت    39
عنوان                                                                                           صفحه
3-2-2-2- دانه بندی    39
3-2-2-3- فیلرهای معدنی    41
3-2-2-5- افزودنیها    41
3-3 ارزیای های  آزمایشگاهی    42
3-3-1- طرح مخلوط    42
3-3-2- سرعت کاربرد    44
3-3-3- نوسانات:    45
3-4- تجهیزات    46
3-4-1- تجهیزات اختلاط    46
3-4-2- وسایل تنظیم نسبت    47
3-4-3- تجهیزات پخش    47
3-5- تنظیمات    48
3-6- محدودیتهای آب و هوایی    49
3-7- کنترل ترافیک    49
3-8- آماده سازی سطحی    50
3-8-1- تک کت:    50
3-8-2- ترک ها:    51
3-9- کاربرد:    51
3-9-1- درزها    52
3-9-2- پایداری مخلوط    52
3-9-3- وسایل دستی    52
3-9-4- خطوط    53
3-9-5- غلطک زنی    53
3-10- کنترل کیفیت    53
3-10-2- قیر امولسیونی    54
3-10-3- دانه بندی    54
3-10-4- فیلرهای معدنی    56
فصل چهارم:    59
آسفالت های حفاظتی از نوع آسفالت    59
نازک سطحی (Micro Surfacing)    59
4-1 معرفی    60
4-2 مشخصات کاربردی    61
4-3- مصالح مصرفی    61
4-3-2- سنگدانهها    63
4-3-3- فیلر های معدنی    66
4-4- ارزیابی های آزمایشگاهی    67
4-4-2- سرعت کاربرد    70
4-5- تجهیزات:    72
4-5-1- تجهیزات اختلاط    72
4-5-2- دستگاههای نسبت بندی    73
4-5-3- دستگاههای پاشش    73
4-6- کالیبراسیون    75
4-7- محدودیت‌های آب و هوایی:    75
4-8- آماده ساختن سطوح    76
4-9- کاربردها    77
4-10- آزمایشات طرح اختلاط    79
4-10-2- آزمایش شیار خیس    80
فصل پنجم:    82
آسفالت‌های حفاظتی از نوع اندود آببندی سنگدانه‌ای (Chip Seal)    82
5-1- مقدمه    83
اهداف:    83
5-2- فاکتورهایی که به طراحی و عملکرد آسفالت سطحی تأثیر می گذارند    84
5-2-1- حجم ترافیک و سرعت    84
5-2-2- شرایط و سختی سطح موجود راه    84
5-2-3- اندازه و سایر مشخصات سنگدانه ها    85
5-2-4- بافت سطفحی و مقاومت سایشی    88
5-2-5- نوع قیر    90
5-2-5-1- دلایل استفاده از قیرهای پلیمری در UK    90
خصوصیات قیر کاتیونیک K1-70 (تندشکن):    91
5-2-5-2- مقایسه قیرهای محلول و امولسیون    92
فصل ششم:    109
خلاصه و نتیجه گیری    109
مراجع    113
واژه نامه:    114

چکیده :

نگهداری و مدیریت راههای و جاده­ها یکی ازمهمترین وبنیادی ترین اصول زیربنایی کشورهاست .نوع وکاربرد انواع اقدامات پیش گیرانه برای نگه­داری روسازیهای آسفالتی وبتنی طی سالهای متمادی تحت بررسی وتحقیق قرارگرفته است. کاهش هزینه ها واقدامات کاهش دهند هزمان ترمیم راهها از جمله نکاتی است که با استفاده از آسفالتهای حفاظتی تحقق می­یابد. تحقیقات نشان داده­ است که صرف مقدار ناچیزی ازکل هزینه ها به اقدامات نگهداری باعث کاهش بسیار زیادی ازهزینه­های تعمیرات وترمیم روسازیها خواهد شد .بنابراین اهمیت توجه­ به­ زمینه اقدامات نگهداری ومدیریتی به وضوح روشن می­گردد.

دراین مقاله ضمن معرفی وشناسایی اقدامات نگهداری پیش گیرانه بویژه آسفالتهای حفاظتی ، راهکارهای علمی آزمایشگاهی وعلمی درزمینه تهیه واجرای انواع آسفالت‌های حفاظتی ارائه میگردد. آسفالتهای حفاظتی ازجمله موارد نگهداری پیش گیرانه محسوب میشوند . آسفالتهای نازک سطحی ،اندودهای سنگدانهای، دوغاب آببندی واندودآببندی بدون سنگدانه ودرزگیرها ازجمله آسفالتهای حفاظتی بشمار می­روند .هدف ازاین تحقیق معرفی انواع مختلف آسقالتهای حفاظتی ونحوه طراحی واجرا وانتخاب نوع وزمان استفاده ازهریک وانتخاب راهکار مناسب جهت شرایط موجود می­باشدتا گامی درراستای افزایش ایمنی وکارایی راههای کشور برداشته شود .

فصل اول : معرفی انواع قیرها وکاربردآنها در آسفالتهای حفاظتی
1ـ1ـانواع قیرها :

قیرهاازلحاظ کلی به سه دسته کلی تقسم میشوند.

ـ قیرهای خالص

ـ قیرهای محلول

ـ قیرهای امولسیونی

قیرهای خالص ازتقطیر وپالایش نفت سیاه بدست می­آیند . انواع دیگری ازاین قیرها به صورت طبیعی ودرمحدوده نواحی نفت خیز بدست می­آیند . این نوع قیراساس سایر قیرها بشمار می­روند .درکشورهای نفت خیز بویژه کشور عزیزمان بعلت قیمت ارزان آن ازاین نوع قرها استفاده گسترده ای صورت می­گیرد. این گونه قیرها درساخت مخلوطهای آسفالتی گرم بویژ درکارهای آسفالتی حجیم ،استفا ده گستردهای دارند .

امروزه سعی شده است تا ازاین ماده­­­­­ بصورت محدودتر یا استفاده شود . استفاده ازاین نوع قیرها علاوه برهزینه بالای ساخت واجراباعث آلودگی محیط زیست محیط زیست نیز میگردد. کاربرداین گونه مخلوطها درکارهای کوچک مقرون بصرفه نیست . حرارت بالایی که کاربرد اینگونه قیرها درآسفالتهای گرم می­طلبد، باعث ایجاد هزینه های بالای مصرف انرژی می­شود علاوه براین دمای بالای مخلوط حین اجرا باعث می­گردد که کاربا این نوع مخلوط‌هامشکل شود .

محدودیتهای شرایط آب وهوایی نیز براجرای این مخلوطها تاثیر گذار است .این روش درنواحی کوهستانی امکان فراهم ساختن کارخانه آسفالت ، اختلاط ،حمل وکوبش درمحل میسر نمی­باشد. تمام این مشکلات ونواقص موجود باعث شد تا استفاده از قیرهای امولسیونی ومخلوطهای آسفالتی سرد متداول گردد.

قیرهای محلول :این قیرها بیشتردرآسفالتهای سرد کاربرد دارند .ازاین نوع مخلوطها بشتر درساخت آسفالتهای سطحی استفاده می­شود. این قیرها ازانحلال قیرهای خالص درمواد نفتی مانند نفت سیاه، گازوئیل وبنزین بدست می­آید .نوع ماده حلال مصرفی سرعت گیرش این نوع قیرها رامشخص می­سازد. این نوع قیرها به سه دسته دیرگیر (sc)،کند گیر (mc)وتندگیر(Rc) تقسیم می­شوند. آلودگی محیط زیست ،خطرات ناشی ازاستفاده این مخلوطها مانند آتش سوزی ،وهزینه بالای استفاده ازمحلولهای نفتی .استفاده ازاین نوع مخلوطها رامحدودکرده است لذا استفاده ازقیر های امولسیونیدرکاربرد های نه چندان حجیم رواج یافته است.

1ـ2 ـقیرهای امولسیونی 1ـ2ـ1ـ تاریخچه کاربرد امولسیونهای قیری

استفاده ازامولسیونهای قیری برای ساخت ونگهداری راه ،روش تازه­ای نیست .نخستین باردر اوایل قرن بیستم ازاین قیرها استفادهشدهاست .گرچه تا قبل ازسالهای 1920 امولسیونهایی که امروزه می­شناسیم هنوز تولیدنشده بودند و کاربردهای آن فقط به قیر پاشی وتثبیت گرد وغبار درراههای شنی وخاکی محدود میشد .کمبود اطلاعات وعدم تولید انواع مختلف امولسیونهای قیری، استفاده ازآنها رامحدود کرده بود.تولید امولسیونهای قیری ودرجه بندی آنها به همراه پیشرفت وسایل ساخت واجرا،موجبات استفاده وسیع ازآن رادرعملیات راهسازی فراهم نموده است ازسالهای 1953کاربرد امولسیونهای قیری افزایش گستردهای یافتهاست .درحال حاظر بیشترین مصرف این قیرها درساخت آزاد راها وبزرگراهها ،راه­های اصلی،فرعی وروستایی به روش آسفالت سرد، انواع آسفالتهای حفاظتی ،اندود سطحی ،لکه گیری ونگهداری وبهسازی راه­ها ،تثبیت خاک وفرو نشاند گرد وغبار می­باشد. یکی ازمزایای امولسیون قیری نسبت به قیرهای محلول امکان استفاده آنها برروی سطوح مرطوب میباشد کهبدونازدستدادن چسبندگی ،لایه نازکی از قیر رابرروی مصالح سنگی یا سطوح روسازی برجای می­گذارد .

با مصرف امولسیونهای قیری، تعمیر، نگهداری وبهسازی راهها درمناطق دور افتاده که از محل کارخانه آسفالت فاصله زیادی دارند با استاندارد بالا قابل اجرا می با شد. البته امولسیون های قیری بر حسب مورد مصرف باید خصوصیات ویژه ای داشته باشند. مثلا مشخصات امولسیون های قیری که برای ایجاد لایه چسبنده بین دو لایه آسفالتی بکار می روند با امولسیون قیری که برای تهیه مخلوط آسفالتی گرم بکار می رود، متفاوت است. لذا به صرف تهیه امولسیون قیری وبدون در نظر گرفتن کیفیت لازم نمی توان آن را مصرف نمود.

بطور کلی استفاده از امولسیون قیری موجب ایمنی بیشتر، صرفه جویی در هزینه، تنوع کاربرد، صرفه جویی در انرژی وایجاد آلودگی کمتر میگردد. با توجه به اینکه در جریان استفاده از امولسیون های قیری نیازی به حرارت دادن زیاد وخشک کردن مصالح سنگی نمی باشد وبا مصالح سنگی مرطوب نیز قابل مصرف می باشد لذا مصرف آنها از نظر ایمنی واقتصادی نسبت به قیرهای معمولی برتری دارد. استفاده از امولسیون قیری بر روی بستر مرطوب شنی وآسفالتی راه نیز میسر است وازآنجا که بر خلاف قیرهای محلول، فقط آب تبخیر می شود از نظر زیست محیطی واقتصادی مطلوب تر است. استفاده از امولسیون قیری بویژه در مناطق شهری برای حفظ محیط زیست وجلوگیری از آلودگی هوا مناسب است. مصرف امولسیون قیری بدون استفاده از گرم کردن ویا حرارت دادن آنها به مقدار کم در مرحله نگهداری واختلاط با مصالح سنگی هزینه های انرژی را به حداقل می رساند.

1ـ 3ـ طبقه بندی وساختار امولسیون های قیری

امولسیون، مخلوطی از دو مایع غیر امتزاج است که یکی از این مایعات به صورت ذرات ریز در مایع دیگر معلق می باشد. مایع معلق شده ( فاز داخلی یا فاز پیوسته ) مایعی است که یکی بصورت ذرات بسیار ریز در داخل مایع دیگر که فاز خارجی ( پیوسته ) نامیده می شود، شناور شده است. امولسیون ها به لحاظ نوع فاز معلق به دو دسته آب در روغن و روغن درآب تقسیم می شوند. در امولسیونها به روشهای مختلف می توان مشخص نمود که کدام فاز پیوسته وکدام فاز غیر پیوسته است. به عنوان مثال در امولسیون روغن در آب، روغن فاز غیر پیوسته وآب فاز پیوسته است.

جهت تعادل دو فاز داخلی وخارجی در امولسیون ویا به عبارت دیگر برای ساخت امولسیون وحفظ ثبات این دو فاز به صورت معلق، موادی به مخلوط دو مایع افزوده می گردد که امولسیون ساز نامیده می شود. در بعضی موارد لازم است که پایداری امولسیون را افزایش داد، به این منظور ماده دیگری بنام پایدار کننده به امولسیون افزوده می شود. قطر ذرات قیردر امولسیون قیری معمولاً از1 0/0تا 1 00/0 میلیمتر متغییر است که بزرگتر از قطر ذرات محلولهای حقیقی وکلوئیدی است.

1ـ 3ـ 1ـ تعریف امولسیون قیری :

امولسیون قیری مخلوطی از قیر وآب است که به کمک ماده امولسیون ساز ساخته می شود. در این مخلوط، قیر در آب حل نشده بلکه به صورت گلبولهای بسیار ریز در آب شناور است. در بعضی موارد ممکن است همراه با ماده امولسیون ساز، ماده پایدار کننده نیز استفاده گردد. رنگ امولسیون قیری قبل ازمصرف قهوه ای است وبعد از شکستن به رنگ سیاه قیر تبدیل می شود.

امولسیون های قیری ازنظر نوع فاز معلق به دو دسته آب در روغن و روغن در آب تقسیم می شوند. که امولسیونهای قیری عمدتاً از نوع امولسیونهای روغن در آب هستند که قیر در فاز آب پراکنده می باشد. در این نوع امولسیون های قیری، مقدار قیر بستگی به کاربرد آن دارد که معمولاً در آئین نامه ها از حداقل 55 درصد تا حداکثر 65 درصد تغییر می کند. زمانی که مقدار قیر در امولسیون به حداکثر می رسد، ذرات قیر بیشتر به یکدیگر نزدیک می شوند، بدون اینکه تغییری درشکل ذرات بوجود آید. سپس ذرات قیر به نحوی به یکدیگر می چسبند که آب محبوس شده بین آنها بصورت گلبول در می آید که نتیجه این عمل، ایجاد امولسیون آب در روغن است. امولسیونهای آب در روغن، رفتار مشابهی با قیرهای با کند روانی زیاد دارند. مقدار قیر این نوع امولسیونها در محدوده بین 70 تا 80 درصدقرار دارد. این دو حالت را می توان در شکلهای ( 1ـ 1 و 1ـ 2 ) مشاهده نمود.

1ـ 4 ـ انواع امولسیونهای قیری

امولسیونهای قیری را از نظرسرعت شکسته شدن وبار الکتریکی ذرات معلق می توان رده بندی نمود.

1ـ 4ـ 1ـ رده بندی امولسیونهای قیری از نظر سرعت شکستن

بعد از مصرف امولسیون قیری آب موجود در مخلوط جدا وتبخیر شده وقیر به تدریج سطح راه ویا اطراف سنگدانه ها را اندود می کند که این فرایند شکست امولسیون نامیده می شود. امولسیونهای قیری بر اساس پایداریشان در مقابل شکستن به سه گروه اصلی تند شکن ( ناپایدار ) ، کند شکن ( نیمه پایدار ) ودیر شکن ( پایدار ) تقسیم می شوند که هر گروه اصلی زیر گروه های مختلفی دارند.

1ـ 4ـ 1ـ 1ـ امولسیونهای قیری تند شکن ( ناپایدار )

امولسیونهای قیری ناپایدار روی سطح مصالح بسیار سریع شکسته می شوند ویک لایه بسیار نازک قیر به جای می گذارند. مصرف عمده آنها در آببندی با مصالح سنگی، آببندی با ماسه، آسفالتهای سطحی وماکادام نفوذی می باشد. امولسیونهای قیری تند شکن برای آنکه در سطح جاری نشوند،از کند روانی بالایی برخوردار می باشد.

1ـ4ـ1ـ2ـ امولسیونهای قیری کند شکن ( نیمه پایدار )

این دسته شاملا امولسیونهای قیری است که نسبت به امولسیونهای تند شکن پایداری بیشتری داشته ومی توان آنها را با مصالح سنگی مخلوط نمود زیرا که بلا فاصله پس از تماس با سنگدانه ها شکسته نمی شوند ومخلوط آسفالتی برای چندین دقیقه کارایی خود را حفظ می کند. این امولسیونهای غالباً در کارخانه های آسفالت سیار تهیه شده ویا به شکل آسفالت مخلوط در محل استفاده می شوند. امولسیونهای قیری کند شکن پوشش بهتری به مصالح سنگی، در دمای بالای محیط می دهند.

1ـ4ـ1ـ3ـ امولسیونهای قیری دیر شکن (پایدار ):

این دسته شامل امولسیونهای قیری است که پس از تماس با مصالح سنگی پایداری زیادی دارند. این امولسیونهای را می توان با مصالح سنگی با دانه بندی پیوسته ومقادیر زیادی ریز دانه استفاده نمود. امولسیونهای قیری دیر شکن کندروانی کمی دارند که می توان با اضافه کردن آب، کند روانی آنها را بیشتر کاهش داد. این گروه وقتی رقیق گردند، می توانند برای اندود سطحی، اندود آب بندی بدون سنگدانه و فرونشادن گرد وغبار استفاده شوند. اگر سرعت شکست تندتری در مخلوط آسفالتی، مثلاً در دوغاب امولسیون قیری مورد نیاز باشد می توان به آن سیمان پرتلند یا آهک اضافه کرد.

1ـ 4ـ2ـ رده بندی امولسیونهای قیری از نظربار الکتریکی

امولسیونهای قیری از نظر بار الکتریکی ذرات معلق قیر به سه نوع کاتیونیک، آنیونیکوغیر یونی تقسیم می شوند که هر یک از آنها با امولسیون سازهای مختلف ساخته می شوند.