توضیحات

عنوان: کارایی طولانی مدت آسفالت Long term pavement performance

• مقدمه
•  برنامه عملکرد طولانی مدت روسازی LTPP
•  اهداف و حوزه برنامه LTPP
•  مطالعات عمومی روسازی GPS
•  مطالعات خاص روسازی SPS
•  جمع‌آوری و مدیریت داده‌ها
•  محصولات LTPP
•  مطالعات صندوق مشترک و تجزیه و تحلیل آن
•  آزمون بخش طرح‌بندی در عملیات روسازی
•  تحلیل و بررسی
•  مراجع

– مقدمه

در مدیریت و نگهداری روسازی، کیفیت روسازی از نظر میزان خرابی‌ها و رضایت رانندگان را باید بتوان این پارامتر را بصورت شاخص کمی بیان کرد. عواملی که معمولاً در ارزیابی روسازی بعنوان معیار برگزیده می‌شود، از قرار زیر است:

1- ناهمواری راه.

2- اصطکاک روسازی با لاستیک وسیله نقلیه.

3- کافی بون ظرفیت باربری روسازی.

4- خرابی‌های موجود در روسازی.

در سیستم مدیریت نگهداری روسازی برای بیان کیفیت روسازی در یک قالب از یک روش ارزیابی استفاده می‌شود؛ بدین صورت که یک سری پارامترهای مشخص بعنوان معیار‌های سنجش در کیفیت روسازی (مثلاً میزان ترک و یا ناهمواری سطح روسازی تعیین می‌شوند. سپس مدتی برای ترکیب این پارامتر ها و بدست آوردن یک و یا چند شاخص کمی ارائه می‌شود.

هرچه تعداد پارامتر‌های دخیل در تخمین شاخص بیشتر شود این شاخص با حساسیت بیشتری می‌تواند کیفیت روسازی را بیان کند. از سوی دیگر تعداد زیادی پارامتر مستلزم مدت زمان بیشتر در زمان ارزیابی بوده که خود باعث کاهش کارآیی سیستم می‌شود. بنابراین همیشه و در همه روش‌های ارزیابی این تقابل مشاهده می‌شود.

با رواج سیستم‌های کامپیوتری و بالارفتن میزان ذخیره در پردازش در بعضی موارد، خودکارشدن عملیات ارزیابی و برداشت اطلاعات روند تکامل روش‌های ارزیابی به سمت روش‌های دقیقتر و داخل کردن پارامتر‌های بیشتر در مقابل مدل‌ها گرایش پیدا کرده است.

در سال 1987 برنامه تحقیقات استراتژیک بزرگراه‌ها (SHRD) بزرگترین و جامع‌ترین آزمایش عملکرد روسازی را به نام برنامه LTPP بنا نهاد. در طول دوره 20 ساله این برنامه اداره‌هایی را در ایالات متحده امریکا و 15 کشور دیگر جهان اقدام به جمع‌آوری اطلاعات در مورد شرایط روسازی، آب و هوا، حجم ترافیک، و بارگذاری در بیش از 1000 قطعه منتخب روسازی کردند که جمع آوری اطلاعات کماکان ادامه دارد.

طبق این راهنما خرابی‌های روسازی آسفالتی به 5 دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1- ترک

2- فاصله

3- اعوجاج سطح روسازی

4- معایب سطح روسازی

5- خرابی‌های متفرقه

مؤسسات مختلف روش‌های گوناگون برای محاسبه شاخص وضعیت براساس ارزیابی به روش SHRP پیشنهاد کرده‌اند که یکی از این موسسات دپارتمان حمل ونقل ایالت ارگان است. در این روش به‌دست آوردن شاخص، ابتدا بازای هر خرابی و شدت خرابی یک شاخص محاسبه می‌شود؛ سپس این شاخص در چند مرحله با هم ترکیب می‌شوند و شاخص وضعیت روسازی به‌دست می‌آید. شاخص‌های فرعی در این روش اعداد بدون بعد هستند و به‌صورت ضرایب کاهنده، عمل می‌کنند. هر شاخص فرعی برحسب نوع، شدت، و مقدار خرابی در قالب توانی محاسبه می‌شود.

مقدار موجود خرابی با شدت S شاخص فرعی مربوط به خرابی X با شدت S بیشترین مقدار ممکن خرابی X با شدت S طبق تجربه و آمار A.B مقادیر ثابت که درجه اهمیت وحساسیت شاخص نسبت به مقدار موجود خرابی را مشخص می‌کند. ضریب A یک عدد بین 0و 1 است و درجه اهمیت نسبی خرابی را نسبت به دیگر خرابی‌ها و شدت‌ها مشخص می‌کند. عدد بزرگتر نشان دهنده اهمیت نسبی بیشتر است و ثابت B به‌صورت توان اثر می‌کند و درجه انحنای معادله را مشخص می‌کند؛ B نیز یک عدد بین 0 و 1 است که اگر برابر 1 فرض می‌شود معادله به شکل خط در می‌آید و در نتیجه شاخص محاسبه شده رابطه خطی مستقیم یا مقدار خرابی اندازه گیری پیدا خواهد کرد.

هرچه B کوچکتر شود، معادله حالت غیرخطی بیشتری پیدا می‌کند و دو مقادیر کم خرابی باعث کاهش بیشتر شاخص می‌شود و در واقع تعیین کننده حساسیت شاخص به مقدار خرابی است. بعد از به‌دست آوردن شاخص‌ها برای هر خرابی، هر شدت شاخص‌های مربوط به شدت‌های مختلف یکنوع خرابی به‌صورت فرضی میانگین‌گیری می‌شود تا شخص مربوط به هر خرابی محاسبه شود.

2- برنامه عملکرد طولانی مدت روسازی LTPP

این برنامه در سال 1987 به‌عنوان بخشی از برنامه تحقیقاتی راهبردی بزرگراه (SHRP) آغاز شد و توسط اداره بزرگراه فدرال (FHWA) مدیریت می‌شود. از سال 1992، برنامه بررسی عملکرد طولانی مدت روسازی (LTPP)، مطالعه آسفالت‌ها را بررسی می‌کند. این هدف اصلی برنامه LTPP این است که بداند چطور و چگونه باید آسفالت انجام گیرد؟ برای رسیدن به این هدف، محققان به جمع‌آوری داده‌ها با استفاده از انواع روش‌ها و پروتکل‌ها مشغول خواهند بود. این اطلاعات در یک پایگاه داده ذخیره می‌شود که می‌تواند توسط مهندسان و محققان در سراسر جهان برای پیشرفت علم آسفالت و سنگفرش مورد استفاده قرار گیرد.

برنامه عملکرد طولانی مدت روسازی (LTPP) برای جمع‌آوری داده‌های عملکرد روسازی به‌عنوان یکی از شاخص‌های تحقیقاتی مهم برنامه تحقیقاتی استراتژیک بزرگراه (SHRP) برشمره می‌شود. پنج سال اول برنامه LTPP تحت بودجه و هم‌جهت با برنامه SHRP انجام خواهد شد. از سال 1991، اداره بزرگراه فدرال (FHWA)، مدیریت و برنامه‌ریزی این برنامه را ادامه داده است. برنامه LTPP توسط تیم عملکرد طولانی مدت روسازی (HRDI-30) تحت اداره تحقیقات و توسعه زیرساخت سازماندهی می‌گردد.

برنامه LTPP یک پروژه تحقیقاتی بزرگ است که شامل دو بخش اصلی مطالعاتی و چند مطالعه کوچکتر برای بررسی جزئیات مربوط به روسازی است که برای بررسی عملکرد روسازی ضروری است. بخش‌های اساسی و اصلی مطالعه شامل بررسی کلی روسازی (GPS) و مطالعات خاص روسازی (SPS) است. برنامه‌های ترکیبی GPS و SPS شامل بیش از 2500 آزمون در بزرگراه‌های خدماتی در سراسر شمال آمریکا است. برنامه LTPP شامل نظارت و جمع‌آوری داده‌های عملکرد روسازی در تمام سایت‌ و مناطق فعال می‌باشد. داده‌های جمع‌آوری شده شامل اطلاعات مربوط به هفت قسمت؛ پرسشنامه، نگهداری، نظارت (انحراف، دوری و مشخصات)، توانبخشی، آزمایش مواد، ترافیک و آب و هوا است.

امروزه، برنامه LTPP همچنان برای جمع‌آوری داده‌های عملکردی در بیش از 700 آزمون مورد استفاده قرار می‌گیرد. تقریبا 50 درصد باقی مانده بخش‌های آزمون در آزمایش GPS توسط آزمایش GPS-6 که پوشش آسفالت بتنی را ارزیابی می‌کند، بررسی می‌شوند. بسیاری از بخش‌های آزمایش GPS-3 که آسفالت‌های بتنی ساده را مورد تحلیل قرار می‌دهد، نیز همچنان باقی می‌مانند. این 50 درصد باقی مانده، آزمایش SPS است. اکثریت بررسی‌ها در آزمایش SPS-2 انجام می‌گیرد که مطالعه ساختاری را برای آسفالت‌های سفت و سخت انجام می‌دهد، و همچنین آزمایش SPS-8، که مطالعه اثرات زیست محیطی بر روی آسفالت را در غیاب بارهای سنگین مورد ازریابی قرار می‌دهد.

کمیته TRB LTPP وضعیت و پیشرفت مطالعات LTPP را نظارت می‌کند و توصیه‌ها و کمک‌های فنی به FHWA را در مورد دوره‌های عمل و جهت آینده مطالعات ارائه می‌دهد. توصیه‌های این کمیته در گزارش نامه‌ها به FHWA و انجمن آمریکایی و بزرگراه ها و حمل و نقل (AASHTO) منتقل می‌شود.

سیستم مدیریت اطلاعات در برنامهLTPP  (IMS) یک پایگاه مرکزی داده است که تمام داده‌های جمع‌آوری شده تحت برنامه LTPP را در خود ذخیره می‌کند. برنامه IMS LTPP در سال 1988 تشکیل شد. این پایگاه داده به‌طور مداوم در حال توسعه و تکمیل شدن است و به مرور زمان، داده‌های بیشتر در آن جمع‌آوری و پردازش می‌گردد. چهار دفتر منطقه‌ای تحت برنامه LTPP برای هماهنگی و ارتباط فعالیت‌های آن در سراسر ایالات متحده و کانادا ایجاد شده است.

3- اهداف و حوزه برنامه LTPP

هدف کلی برنامه LTPP ارزیابی عملکرد بلند مدت روسازی تحت بارگذاری‌های مختلف و شرایط محیطی در طول زندگی روزمره است. اهداف خاص برای برنامه LTPP عبارتند از:

1. ارزیابی روش‌های طراحی موجود.
2. روش‌ها و راهبردهای طراحی بهبود یافته برای بازسازی روسازی.
3. طراحی معادلات طراحی بهبود یافته برای روسازی‌های جدید و بازسازی شده.
4. تعیین اثرات: (الف) بارگذاری، (ب) محیط زیست، (ج) تنوع و خواص مواد، (د) کیفیت ساخت و ساز، و (ه) سطوح نگهداری در پدیده روانکاری و کارایی.
5. تعیین اثرات و ویژگی‌های طراحی خاص بر عملکرد روسازی.
6. ایجاد یک پایگاه داده ملی دراز مدت برای حمایت از اهداف SHRP و نیاز آینده.

برنامه LTPP مطالعه رفتار بخش‌های مختلف تست روسازی است که در داخل بزرگراه‌ها قرار دارند. برنامه LTPP به عنوان مطالعات روسازی عمومی (GPS) و مطالعات مربوط به روسازی خاص (SPS)، طبقه‌بندی شده است. مطالعات روسازی عمومی شامل یک سری مطالعات در بخش روسازی است که تقریبا 800 تست روسازی در سراسر ایالات متحده و کانادا را شامل می‌شود. مطالعات مربوط به روسازی خاص مطالعاتی از متغیرهای خاص شامل ساخت و ساز جدید، درمان‌های نگهداری و فعالیت‌های توانبخشی است و تقریبا 1700 آزمون را در پروژه SPS شامل می‌شود.

برای ارائه یک مبنای منطقی برای تعیین آزمایش، یک رویکرد تجربی مبتنی بر وسعت، استفاده خواهد شد. بخش تست به‌عنوان GPS یا SPS دسته‌بندی می‌شود. تفاوت اساسی بین این دو طبقه‌بندی این است که در آغاز برنامه LTPP، بخش‌های آزمون GPS موجود هستند و پروژه‌های SPS، سایت‌هایی هستند که در آن چند بخش تست متفاوت آزمایش می‌شوند و  فاکتورهای درمان ساخته شده‌اند. هنگامی یک درمان توانبخشی است که بخشی از آن توسط SPS تعریف نشده باشد و در آن صورت پروژه به بخش GPS یا SPS اعمال می‌شود.

در حالی‌که طبقه‌بندی روش LTPP بر‌اساس مفاهیم تجربی داده‌ها است اما امروزه کاربران در حال طبقه‌بندی روش‌های خود با استفاده از تحلیل‌های خاص هستند. به‌عنوان مثال، آزمایش SPS-1 برای گسترش یافته‌های GPS-1 و GPS-2 طراحی شده است.

در ادبیات منتشر شده، پروژه‌های LTPP توسط طرح‌های آزمایشی تعیین شده‌اند. یک فاکتوریل برای تعیین طراحی آزمایشی هر یک از روش‌های ترکیبی GPS و SPS استفاده شده است. این رویکرد نیاز به شناسایی روسازی و عوامل محیطی / فاکتورهای بارگیری در نظر گرفته شده، دارد تا تأثیری در عملکرد روسازی داشته باشند. فاکتورهای روسازی شامل متغیرهایی مانند ضخامت لایه، نوع پایه، ضخامت پایه، فاصله اتصال و درصد تقویت فولاد دارد که متناسب با نوع آسفالت هستند. عوامل محیطی/ فاکتورهای بارگیری شامل رطوبت (مرطوب/خشک)، درجه حرارت (یخ زدگی/ بدون انجماد)، طبقه‌بندی زیرزمینی (خوب/ دانه درشت) و میزان بارگیری ترافیک (کم/ زیاد) می‌شود.

ترکیبی از این عوامل انتخاب شده، یک فاکتوریل تجربی است که به‌عنوان اساس نمونه‌گیری برای بخش آزمون در هر مطالعه شناخته می‌شود. در داخل GPS، این فاکتورها بیشتر به عنوان الگوهای نمونه‌برداری مورد استفاده در انتخاب سازه‌های روسازی موجود در مطالعات استفاده می‌شوند. از آنجا که GPS عمدتا شامل روسازی‌هایی است که قبل از آن ساخته شده‌اند و در حین انجام کار هستند، با شروع برنامه LTPP، امکان یافتن روسازی با تمام ترکیبات در فاکتوریل تعریف شده، غیرممکن است. لذا SPS یک آزمایش کنترل شده‌تر است که نیاز به ساختارهای روسازی مشخص شده‌تر نیز دارد. در حالی‌که فاکتوریل‌های تجربی SPS نزدیک به طرح آزمایش کلاسیک هستند، انحرافات ساختمانی بین مناطق باید در بسیاری از موارد تجزیه و تحلیل آماری در نظر گرفته شود.

برنامه GPS مجموعه‌ای از مطالعات در مورد مسیرهای روسازی شده است که برای توسعه یک پایگاه داده عملکرد جامع ملی ردیابی توسع داده شده است. این مطالعات به روسازی محدود می‌شود که شامل مواد و طرح‌هایی است که از شیوه‌های مهندسی خوب برخوردار هستند و دارای اهمیت استراتژیک برای آینده هستند. به دلیل برنامه‌ریزی در سطح کشور، مطالعات انجام شده محدود به ساختارهای روسازی در استفاده مشترک در سراسر ایالات متحده است.

بخش آزمایش GPS بر روی ساختارهای روسازی ساخته شده 15 سال پیش قبل از شروع برنامه LTPP استوار است. اگر چه اندازه‌گیری دقیق در سطح کلان در مورد این روسازی در طول سال‌های اولیه آنها در دسترس نیست، اما بخش‌های آزمون GPS این امکان بالقوه را فراهم می‌کنند تا توسعه نتایج قبلی از آنچه که ممکن است از بخش‌های جدید ساخته شوند. به‌عنوان مثال در SPS بخش‌های آزمایش بازسازی می‌شوند و آنها به نام‌های آزمایشی GPS طبقه‌بندی می‌شوند.

اساسا، برنامه SPS شامل نظارت بر بخش‌های جدید ساخته شده یا روسازی موجود می‌باشد که تحت درمان نگهداری یا توانبخشی قرار می‌گیرند. هر آزمایش SPS نیاز به ساخت چند بخش آزمایش در هر منطقه دارد. تعدادی از بخش‌های آزمون ممکن است از دو مورد برای SPS-8 تا دوازده مورد برای SPS-1 و SPS-2 متفاوت باشند. علاوه بر این، در آژانس بزرگراه ممکن است بخش آزمون در سایت SPS برای بررسی عوامل دیگر مورد علاقه برای آژانس مکمل باشد.  تعاریف فقط برای بخش‌های اصلی در هر آزمایش اعمال می‌شود. بخش‌های تکمیلی که ممکن است توسط یک آژانس بزرگراه ساخته شود، براساس تحقیقات آژانس مربوطه و منافع است و معمولا در میان سازمان‌های بزرگراه رایج نیست.

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق