تحقیق مقاله راهسازی

تعاریف و مفاهیم فنی راهسازی

ه نوعی آسفالت حفاظتی با ضخامت کم اطلاق می گردد که به منظور بهبود راهآسفالته(اعم از آسفالت گرم یا آسفالت سطحی یا انواع دیگر آسفالت) و نیز غیر قابلنفوذ نمودن آن در مقابل نزولات جوی نظیر برف و باران و غیره بکار برده می شود. سیککت شامل پخش یک لایه قیر مخلوط با امولسیون قیر توأم با مصالح و با بدون پخش مصالحباشد.

پریمکت :

اندود نفوذی به منظور آماده نمودن سطح راه شنی جهت بخش قشر آسفالت آنجام می گرددقیر پریمکت که در سطح راه شنی پخش می گردد در داخل خلل و فرج آن نفوذ نموده و علاوهبر تحکیم سطح راه شنی سبب تسهیل چسبندگی قشر آسفالت به بدنه راه می گردد.

تک کت:

پخش یک لایه بسیار نازک امولسیون قیر روی سطح آسفالتی یا بتنیبهمنظور آغشته نمودن سطوح مزبور و ایجاد و چسبندگی با قشرآسفالتی که متعاقباً روی آن پخش می شود اندود سطحی و یا تک کت نامیده می شوند.

لکه گیری :

هر گاه در راهها بر اثر فشار ترافیکی و خرابی جسم راه آسفالت سطح راه خراب شده وبا به شکل موزائیکی درآمده باشد بوسله دستگاه کاتر آسفالتهای خراب شده را بصورتشکلهای منظم خارج نموده و چنانچه زیرسازی نیز دچار آسیب دیدگی شده بود نسبت بهاصلاح آن نیز اقدام می کنیم سپس سک لایه تک کت ریخته و با آسفالت مرغوب رویه رامرمت می نمائیم.

حریم راه:

با توجه ببه نوع راهی که طراحی و احداث گردد حریم در نظر گرفته می شود. منظور ازحریم مقدار زمینی است که از دو طرف راه برای مقاصد خاصی اختصاص می یابد این مقاصدرا می توان بطور خلاصه بشرح ذیل ذکر نمود:

1-ایجاد میدان دید وسیعتر برای رانندگان

2-ایجاد تسهیلات جهت تعریض راه در آینده با توجه به افزایش ترافیک

3-جلوگیری یا کاهش خطرات ناشی از انحراف خودروها از جاده ((با جلوگیری از احداثساختمان با هر گونه بنا در حریم))

گاردریل :

نوعی جدا کننده که از جنس ورق گالوانیزه برای حفاظ در راهها استفاده می شود کهدر اتوبانها، نقاط پرتگاه، گردنه ها و قوسها نصب می شود تا از تصادفات و اتفاقاتناگوار در هنگام رانندگی جلوگیری شده یا عوارض آنها کمتر شود.

نیوجرسی:

نوعی جدا کننده بتنی می باشد که در ارتفاع مختفل از قبیل یک یا دو متری ساخته میشود که در بزرگراه ها جهت جلوگیری از دور زدنها و خلاف رانندگان متخلف و ایجادامنیت و جلوگیری از اتفاقات ناگوار و تصادفات و در بعضی موارد ورود و خروج و هدایتترافیک و جلوگیری از نور چراغهای روبرو ایجاد می شود.

چشم گربه ای:

همانگونه که خط کشی در هنگام روز و شب راننده را در مسیر حرکت رتهنمایی نموده وبه او در انتخاب خط مسیر ایمن کمک می کند، چشم گربه ای نیز که در انواع مختلفیساخته می شود وظیفه هدایت راننده را در خطوط مختلف ترافیکی ((لاینهای ترافیکی)) رادر شب بعهده دارد. چشم گربه ایها خصوصاً در قوسها، محل پیاده روها و جاده های دارایچند خط ترافیکی کاربرد گسترده ای دارند.چشم گربه ایها با بازتابش نور چراغهای خودرو در شب رؤیت شده و راننده را در مسیرایمن هدایت میکنند.

زهکشی و درواسیون:

نفوذ آب به لایه های زیر سازی موجب تخریب راه می گردد بنابراین همواره تلاش میشود تا از نفوذ آبهای سطحی به زیرسازی جلوگیری شود برای تحقق این امر روشهای مختلفیوجود دارد که به کمک آنها آب را از لایه دفع یا از نزدیک شدن آبهای جاری به راهجلوگیری می کنند زهکشی و درواسیون از جمله این روشهاست.

آسفالت رودمیکس :

از اختلاط مصالح سنگی با قیر مایع در سطح آماده شده را بدون گرم کردن مصالح سنگیساخته می شود از مزایای این نوع مخلوط استفاده از مصالح سنگی در کنار راه ریسه یادر نزدیکی های انبار شده می باشد مصالح سنگی آسفالت مخلوط باید از سنگ یا شن شکستهیا شن و ماسه رودخانه ای و یا مخلوطی از آن دو تهیه شده باشد این مصالح بایستی سخت،مقاوم و تمیزباشند که بوسیله مخلوط کننده ای نظیر گریدر و یا لودر و یا هر وسیلهمناسب دیگر در کنار راه تهیه می شود.

آسفالت گرم :

عبارت است از مخلوطهای مصالح سنگی با قیر خالص که در کارخانه آسفالت با درجهحرارت معین طبق مشخصات تهیه و با توجه به فاصله حمل مشخص که مجاز می باشد آماده شدهو بوسیله فینیشر بر روی سطح راه پخش و کوبیده می شود.

بیندر:

بیندر بتن آسفالتی می باشد که با سنگ شکسته از مصالح رودخانه ای یا کوهی تهیه میشود و مصالح سنگی آن دارای دانه بندی 25-0 میلی متر و 19-0 میلی متر می باشد بیندربصورت یک لایه طبق ابعاد و ضخامت هایی که در نقشه مشخص شده بر روی سطوح آماده شدهراه پخش می گردد البته در مواردی که ضخامت قشر آسفالت زیاد باشد با توجه به دانهبندی انتخاب شده ممکن است در یک لایه یا بیشتر اجرا شود.ضمناً لایه بیندر بر اساسطراحی روسازی جاده محاسبه و مشخص می گردد.

توپکا:

بتن آسفالتی است که از مصالح رودخانه ای یا مصالح سنگ کوهی تهیه می شود و مصالحسنگی آن دارای دانه بندی 19-0 میلی متر می باشد و جهت پوشش لایه نهائی بتن آسفالتبکار می رود که به آن اصطلاحاً رویه می گویند و ضخامت این لایه را بر اساس طراحیروسازی جاده محاسبه و مشخص می گردد.

بیس:

بیس قشری است که مصالح سنگی و یا مخلوطی از مصالح سگی و مواد چسبیده با مشخصاتفنی معین و به ضخامت محاسبه شده می باشدکهبر روی بستر 50-0 میلی متر و 38-0 میلی متر و 25-0 میلی متر می باشدکهحداقل 50% مصالح ماندهروی الک شماره 4 باید شکسته و ارزشماسه ای آن بیشتر از 35 باشد این قشر بایدقابلیتتحمل بارمحوری و همچنین زهکشی راه را داشته باشد.

ساب بیس:

ساب بیس قشری از مصالح سنگی با مشخصات فنی معین و به ضخامت محاسبه شده می باشدکه بر روی بستر روسازی راه بمنظور تحمل بارهای وارده از جانب قشر اساس قرار می گیرداین قشر معمولاً ااولینلایه از ساختمان روسازی را تشکیلمی دهد.

و ضخامت آن نیز بر اساس طراحی روسازی راه محاسبه و تعیین می گردد.مصالحآن دارای دانه بندی 50-0 میلی متر و 48-0 میلی متر و 25-0 میلی متر می باشد.

ردایلینگ:

به نوعی قیر پاشی سطح راههای شنی اطلاق می گردد که بمنظور تحکیم و تثبیت سطح شنیراه و نیز غبار نشانی بکار برده می شود راههای شنی که به این روش قیر پاشی می شوندپس از مدتی سطح شنی آنها مبدل به یک سطح پایدار گردیده که در برابر نفوذ آب مقاوممی باشد قیرهای مورد مصرف آن عبارتند از 70-mc و 250-mc و 70-sc و 250-sc.

سیستم کامپیوتری رهیابی ماشین آلات راهسازی    

امروزه صنعت عمران در حال عبور از یک گذرگاه تکاملی است. دیدگاه این صنعت اکنون بر فرایندهای اصلی متمرکز شده است. هدف از این نوع نگرش این است که مشخص گردد در کدام فرایندهای عمرانی پیشرفتهای مطلوبی تحقق یافته و در کدام حوزه ها نیاز به بهبود و تقویت از دو دیدگاه فناوری و فرایندها احساس می گردد.

در حال حاضر پس از عبور این صنعت از یک فرایند گام به گام با عنوان «بهبود مستمر فرایندها‌» می توان اذعان نمود که:

- ماشین آلات عمرانی کنونی از سرعت، امنیت، کارایی و آسایش افزونتری برخوردار هستند.

- ابزارهای نقشه برداری امروزی دقت بالاتری نسبت به ابزارهای قدیمی دارند.

- اکثر نقشه ها و طراحی های مهندسین به کمک رایانه انجام می گیرد.

اما متأسفانه بسیاری از روشهای اجرایی کنونی همچنان وابسته به فرایندهای سنتی بوده و از کاربردهای وسیع فن آوری درعصر اطلاعات بی بهره هستند.

به عنوان مثال در اکثر پروژه های عمرانی فرایندها همچنان وا بسته به نقشه برداری دستی و فرایندهای پیکه گذاری سایت هستند. از آنجا که چیدن پیکه های عملیات تسطیح در سایت، ساعاتی از عملیات عمرانی را به خود اختصاص می دهد و همچنین به دلیل بالابودن احتمال وجود خطا و اشتباه و دوباره کاری در این نوع روشهای اجرایی، اتلاف زمانی، افزایش هزینه ها و کاهش راندمان تولید معمول است.

در یک فرایند آماده سازی و تسطیح اراضی در حالت عادی فعالیتهایی که صورت می گیرد عبارتند از: نقشه برداری، طراحی، برآورد، جانمایی، تسطیح و عملیات روکش و آسفالت.

در روش سنتی پس از اجرای عملیات نقشه برداری، اطلاعات بدست آمده از سایت مورد بررسی و تجزیه و تحلیل گرفته سپس سایت توسط پیکه ها شبکه بندی می شود. گاهی اوقات عملیات شبکه بندی چندین بار باید تکرار و اصلاح گردد. در این مرحله اپراتور باید ماشین را بین پیکه ها حرکت داده و تراز را حدس بزند. در بسیاری از موارد پیکه ها بین 8 تا 10 متراز هم فاصله دارند و هرچه مهارت اپراتور کمتر باشد، تعداد رفت و برگشتهای بیشتری برای اتمام کار نیاز است. عملیات تراز نهایی به روش سنتی کار بسیار دشواری بوده و نیازمند اپراتور بسیار ماهر است. در این روشها همچنین مجبور به بکارگیری حداکثر توان فیزیکی نیروهای کاری هستیم.

اما مسلماً روش بهتری برای انجام این عملیات وجود دارد. بکارگیری فن آوری اطلاعات(IT) در این صنعت تحول چشمگیری را برای بهبود روشهای اجرایی، افزایش راندمان تولید و کاهش هزینه ها ایجاد نموده است.

استفاده از سیستم CAES به عنوان یکی از انواع موقعیت یاب های جهانی(GPS[2]) برروی ماشین آلات راهسازی، موجب تسهیل و تسریع در اجرای عملیات عمرانی گردیده است.

معرفی سیستم CAES

CAES (سیستم ماهواره ای رهیابی ماشین آلات راهسازی)، یکی از انواع موقعیت یابهای جهانی (GPS) است. این ابزار بطور اخص در صنایع معدن و دفن زباله و بطور عام در فرایند تسطیح مربوط به پروژه های مختلف عمرانی ازجمله ساخت جاده و بزرگراه، خطوط راه آهن، باند فرودگاه، ساختمان سازی و ... مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم CAES برروی دوزرها، موتورگریدرها، اسکریپرها و بیل های مکانیکی قابل نصب است.

توسط این سیستم امکان اندازه گیری میزان تراکم درعملیات دفن زباله همچنین تشخیص تفاوت بین ماده معدنی و کانی فراهم می گردد.

CAES ابزاری الکترونیکی برای بهبود فرایند تولید است. این ابزار به ماشین این قابلیت را داده تا در هنگام جابجایی مواد، به دقت از محل نقشه برداری نموده و در کلیه مراحل عملیاتی، میزان تراز و شیب مناسب را کنترل نماید. همچنین این سیستم اپراتور را قادر می سازد تا به سهولت تشخیص دهد برای دستیابی به شیب و تراز مطلوب، چه قسمتی از زمین باید برداشته و چه قسمتی باید پر شود و به چه میزان.

از طریق این سیستم اپراتور می تواند به سرعت پیشرفت عملیات را پیگیری نموده و با مقایسه آن با نقشه مورد نظر، تغییرات لازم را اعمال نماید.

با بکارگیری این ابزار، دیگر نیازی به پیکه های تراز درنقشه برداری محل نبوده، همچنین دوباره کاری ها کاهش یافته و ضرورت حضور نقشه برداران در حوزه حرکت ماشین حذف می گردد.

صفحه نمایش بزرگ و کیفیت مناسب نمایش این سیستم، همچنین امکان فعال نمودن صفحه از طریق تماس دست و استفاده از رنگهای کد بندی شده در صفحه نمایش، کاربرد آن را آسان نموده بطوریکه اپراتور به سهولت قادر به کنترل عملیات تسطیح و شیب بندی در هر شرایط آب و هوایی و هر زمان از شبانه روز خواهد گردید.

در صفحه نمایش داخل کابین همچنین موانع موجود در سایت کاری و مرحله پیشرفت عملیاتی قابل نمایش هستند. سپس نتایج عملیاتی از طریق امواج رادیویی با پهنای باند وسیع به دفتر سایت ارسال می گردند و در آنجا این نتایج به گزارشات مطلوبی برای کنترل میزان تولید بر اساس پارامترهای نوع ماشین، نوع عملیات، شیفت کاری و اپراتور تبدیل می گردند.

سهولت اپراتوری سیستم

انتقال و ظهور سریع و به هنگام بر روی صفحه نمایش قابل تنظیم، امکان تطبیق سریع میزان پیشرفت با نقشه مورد نظر را فراهم می نماید. از دیگر فواید این روش آن است که تفسیر نقشه های الکترونیکی سهل تر از برآورد از طریق پیکه ها و پرچمهای تراز سایت بوده همچنین میزان دقت عملکرد با تغییر شرایط دید کاهش نمی یابد.

در صورت ایجاب هرگونه تغییر در طرح ضمن کار، اپراتور می تواند بدون حدس و گمان و یا هرگونه کمک خارجی، شیب و تراز جدید را انتخاب نماید. این سیستم موجب بهبود کارایی اپراتورها با هر سطح مهارتی خواهد شد.

شبکه اطلاعاتی

در سیستم CAES اطلاعات به هنگام عملیات تولید در یک شبکه اطلاعاتی شامل ماشینها، اپراتورها، مهندسان و مدیریت پروژه مبادله می گردد. مهندسین می توانند بطور لحظه ای از طریق یک نرم افزار تحت Windows از پیشرفت کار مطلع گردیده و لحظه به لحظه پیشرفت اپراتور را با نقشه مورد نظر مقایسه نمایند. این نرم افزار همچنین امکان گزارش گیری بر مبنای فاکتورهای کلیدی عملیاتی از قبیل میزان کارایی هر اپراتور، حجم ماده جابجا شده، زمان هر سیکل کاری و ... را برای مهندسان فراهم می نماید.

این فاکتورها تصویری واقعی از میزان تولید ایجاد نموده و فرصتی را برای بهبود مداوم عملیات فراهم می آورند.

اجزاء سیستم

این سیستم متشکل از بخشهای ذیل است:

1. یک مجموعه سخت افزاری که بر روی ماشین نصب می شود شامل:

I. گیرنده فرستنده رادیویی

II. آنتن

III. پردازشگر

2. یک مجموعه نرم افزاری شامل:

I. نرم افزار METS manager که در محیط Windows NT اجرا شده و مدیریت شبکه رادیویی را انجام می دهد. این نرم افزار می تواند اطلاعات خروجی از یک نرم افزار مهندسی را به عنوان داده های ورودی دریافت نموده وپردازش کند. همچنین انتقال اطلاعات بین سایت و دفتر از طریق این نرم افزار صورت می گیرد.

II. نرم افزار CAES office: این نرم افزار لحظه به لحظه عملیات ماشین را پایش نموده و با نقشه مرجع مقایسه می کند.

3. شبکه بی سیم: اطلاعات به صورت سیگنال از طریق آنتن GPS در یک شبکه ماهواره ای انتقال می یابد. فرکانس امواج 450 و یا 900 مگاهرتز با پهنای باند وسیع بوده و سرعت انتقال اطلاعات بسیار بالا است.

4. ایستگاه مرجع GPS: به منظور سنجش مختصات هر نقطه از زمین توسط موقعیت یاب جهانی، ایستگاهی به عنوان مرجع انتخاب و مختصات نقاط نسبت به آن سنجیده می شود.

مزایای کاربرد CAES

* دقت و یکنواختی عملیات:

به دلیل کنترل تراز توسط ماشین در کل اجرای عملیات، کار طاقت فرسای تخمین توسط اپراتور در فاصله بین پیکه های تراز که احتمال خطا و دوباره کاری در آنها بالا بوده حذف گردیده و درصد دقت و یکنواختی تراز در کل سطح عملیاتی افزایش می یابد.

* افزایش راندمان تولید:

راندمان تولید و سود حاصله در شرایط استفاده از این سیستم به دلایل متعدد افزایش می یابد. صرفه جویی در زمان به دلیل حذف زمان بیکاری ماشین در هنگام کنترل تراز توسط تیم نقشه برداری، یکی از علل مهم افزایش تولید است.

* کاهش مواد جابجاشده:

مزیت مهم دیگر، جابجایی حجم صحیحی از ماده در مرتبه اول است که باعث صرفه جویی در هزینه می شود.

* ایمنی بیشتر:

به دلیل عدم نیاز به نیروی انسانی برای کنترل تراز در کنار ماشین، ایمنی در سایت کاری افزایش می یابد.

* کاهش نیروی انسانی مورد نیاز

* اجرای عملیات در شب

* کاربرد بهینه ماشین و کاهش هزینه ها

به طور کلی کاربرد این سیستم در حدود 90 درصد کاهش هزینه ها را در نقشه برداری و هزینه های پیکه گذاری، 66 درصد در کنترل تراز و 30 الی 50 درصد کاهش هزینه را به دلیل بهبود تولید به دنبال خواهد داشت.

اقدامات صورت گرفته جهت ایمنی راه در آمریکا

ادارات راه وترابری با بهره گیری از نرم افزارهای جدید قادر خواهند بود تا با خطر بروز تصادف در حاشیه راهها به مقابله پرداخته واز نتایج وآثار منفی آن بکاهند.

در آمریکا هر ساله بیش از شانزده هزار نفر به دلیل تصادفات خودرو در حاشیه یا کناره های راه کشته ویک میلیون نفر نیز زخمی می شوند. این نوع تصادفات معمولا" زمانی اتفاق می افتد که خودرو ها از راه اصلی خارج وبه سمت شانه ی جاده یا دور تر منحرف وبا مانع طبیعی یا موانع ساخت انسان مانند چراغ برق،  دیواره های پل،  ترانشه های خاکی،  گاردریل ها،  خودرو های پارک شده یا درختها برخورد می کنند.در سالهای اخیر تصادفات خودرو در حاشیه یا کناره های راه در آمریکا روند فزاینده ای داشته و33 درصد از کل تصادفات در سال 1995 میلادی و38درصد در سال 2000 میلادی را به خود اختصاص داده است.

بر اساس طرح راهبردی ملی سال 1998در اداره راههای فدرال آمریکا که به اختصار FHWA نامیده می شود سالیانه هزینه ای بالغ بر 80 میلیارد دلار به دلیل بروز تصادفات حاشیه راهها (به دلیل انحراف خودرو از راه اصلی) به جامعه آمریکا  تحمیل میشود .این مبلغ سه برابر میزان پولی است که توسط مؤسسات ذیربط وابسته به دولتهای محلی ،  ایالتی و فدرال سالیانه برای ترمیم ونگهداری راههای کشور هزینه می شود.

به گفته مسؤلان"برنامه ملی کمک به تحقیقات راه"که به اختصار NCHRP نام دارد هزینه های ناشی از حوادث حاشیه راهها برای خرید 350 گالن بنزین برای هر یک از خودروهای شماره کذاری شده در ایالات متحده کافی است. اداره راههای فدرال آمریکا در راستای دستیابی به یکی از اهداف راهبردی وبسیر مهم خود، کاهش 10 درصدی تصادفات در حاشیه راهها را تا سال 2007 میلادی مد نظر قرار داده است.رویکرد مقابله با حوادث ناشی از خودرو به دلیل ماهیت این گونه از حوادث، تصادفات درون راهها را نیز در بر می گیرد.در نتیجه برای پرداختن به هر دو مورد میتوان از رویکردی مشابه استفاده کرد.این سازمان برای دستیابی به این هدف، فعالیتهای پژوهشی ، تعریف راهبردهای مناسب ، اجرای راهبردهای تعریف شده وهماهنگی با دیگر سازمانها را در دستو کار خود قرار داده است.

2- پژوهش در زمینه ایمنی انحراف خودرو از جاده:

مسؤلان NCHRP معتقدند که طراحی سیستن راه باید به گونه ای باشد که رانندگان به ندرت از مسیر اصلی منحرف شوند اما در صورت انحراف خودرو به هر علت ، وضعیت فیزیکی وموانع موجود در حاشیه راهها وطراحی خودروها باید به گونه ای باشد که از سرنشینان خودرو وعابران پیاده حفاظت به عمل آید وآسیب جدی به آنها وارد نشود.

مطالعات انجام شده در زمینه تصادفات حاشیه راه(به دلیل وسعت شبکه جاده ای و گستردگی این گونه تصادفات) نشانگر چالشهای بسیار مهم و نگران کننده ایست . دو سوم تصادفات ناشی از انحراف خودرو در راههای برون شهری ، 80 درصد در راههای خشک و60 درصد در شب هنگام یا در راههای فاقد سیستم روشنایی مناسب به وقوع می پیوندد.

اداره راههای فدرال آمریکا در خصوص مشکل انحراف وسایل نقلیه از جاده،  مشغول تهیه یک الگو برای طراحی ایمنی راههای دو بانده می باشند. این الگو شامل مجموعهای از روشهای ارزیابی که در براورد وتعیین تأ ثیر طراحی هندسی برروی ایمنی مورد ایمنی قرار می گیرد .اداره راههای فدرال آمریکا همچنین در حال مطالعه و بررسی ارتباط هزینه تصادفات با مشخصات راه بوده ودر تلاش است تا ابزارهای مورد نیاز برای اطمینان از حداقل انعکاس نور ، در علایم راهنمایی ورانندگی را تهیه کرده وزمینه های لازم را برای بهبود قابلیت دید در شب فراهم کند.