روسازی راه
تعیین ناهمواری روسازی
ناهمواری یک شاخص با اهمیت در رابطه با راحتی سواری و ایمنی راه است. برای راننده اتومبیل، رانندگی در راههای ناهموار به معنی فقدان راحتی و کاهش سرعت، خرابی احتمالی وسیله نقلیه و افزایش هزینههای عملیات تعمیر و نگهداری است. بنابراین ناهمواری یک نوع شاخص وضعیت است که باید به هنگام ارزیابی روسازی راههای اصلی به دقت مورد ارزیابی قرار گیرد.
در عصر حاضر، در بسیاری از کشورها از ناهمواریهای اندازه گیری شده در راهها برای تعمیر و نگهداری روسازیها، چه در سطح شبکه و چه در سطح پروژه، استفاده فراوان میشود. استفاده از این شاخص در سطح شبکه به منظور تقسیم شبکه به زیر بخشهای یکنواخت، تعیین حدود رواداری وضعیت قابل قبول و تعیین اولویتهای ترمیم و نگهداری صورت میگیرد. برخی از سازمانهای متولی اداره راهها نشانه وضعیت ناهمواری (IRI) را با سایر نشانههای وضعیت، نظیر وضعیت خرابی (PCI) ترکیب میکنند تا نشانه مرکبی بدست آید.
در عین حال، تشخیص این نکته اهمیت دارد که اگر چه ناهمواری معیاری برای راحتی استفاده کنندگان و نشانهای برای ایمنی در رانندگی است لیکن، پارامتر بخودی خودبرای تعیین میزان ترمیم و نگهداریها کافی نیست. علاوه بر این، ممکن است شاخص ناهمواری مناسبترین زمانبندی را از نظر اقتصادی برای اجرای ترمیم اساسی بدست ندهد. برای مثال یک روسازی آسفالتی ممکن است که از لحاظ سازهای دارای نقص بوده و دچار ترکهای پوست سوسماری با شدت کم شده باشد ولی، از نظر راحتی سفر و کیفیت سواری هنوز درسطح قابل قبولی باشد. با این وجود،این روسازی باید قبل از اینکه زمان بهینه ترمیم آن سپری شود، در فهرست ارزیابی فوری و تفصیلی در سطح پروژه و ترمیم سازهای قرار گیرد.
اندازه گیری ناهمواریها در سطح پروژه، به منظور تعین سطوح با ناهمواری بیش از حد مجاز و همچنین کنترل کیفیت روسازی در مرحله ساخت است. سطوح با ناهمواری بیش از حد مجاز را میتوان با بررسی منحنی تغییرات نشانه ناهمواری نسبت به مسافت شناسایی نمود. کنترل کیفیت در مرحله ساخت را نیز میتوان با تعیین حدود رواداری قابل قبول برای ناهمواریها اعمال نمود. این حدود باید در رابطه با روشهای خاص تحلیلی بکار برده شوند که در بخش ارزیابی روسازیها به آنها اشاره شده است.
در حال حاضر، سازمانهای مسئول حفظ و نگهداری روسازی راهها از نشانههای ناهمواری متعددی برای ارزیابی روسازیها استفاده میکنند. این نشانهها یا براساس تحلیل نیمرخ طولی روسازی و یا براساس اندازهگیریهای راه سنج استوار هستند. این روش اندازهگیری به سیستم اندازه گیری ناهمواری براساس پاسخ روسازی موسوم است. نشانههای به دست آمده از سیستم نوع پاسخ، به نوع وسیله نقلیه وابسته هستند و به دلیل آنکه، ویزگیهای وسیله نقلیه در طول زمان تغییر میکند، بنابراین حتی اگر مجدداً از همان وسیله نقلیه برای آزمایش استفاده شود، معمولاً همان نتایج اولیه حاصل نمیشود. به عبارت دیگر نتایج غیر قابل تکرار خواهند بود در حالی که، نشانههای حاصل از تحلیل نیمرخ طولی سطح روسازی قابل تکرار هستند.
تعریف پروفیل راه
پروفیل برش دوبعدی در طول یک خط فرضی از سطح راه است. پروفیلهای گرفته شده در امتداد خط جانبینشان دهنده شیب جانبی و همچنین خرابی شیار جای چرخ و دیگر خرابیها است. پروفیل طولی، شیب طولی راه، ناهمواری و بافت راه نشان میدهد. هر پروفیلی میتواند در طول خطهای فرضی زیادی بدست آید. اما عمدتاً پروفیلهای طولی در امتداد دو خط در مسیر حرکت اندازه گیری میشوند، که آن مسیر عبور چرخها است. برای بدست آوردن جزییات بیشتر میتوان در امتداد خطوط بیشتری پروفیل را اندازه گیری نمود. عرض خط فرضی اخذ شده پروفیل استاتدارد نیست. این عرض معمولاً توسط نوع دستگاه اندازهگیری استفاده شده، تعیین میشود. به عنوان مثال، اندازهگیری انجام شده توسط سیستمهای لیزر برشی از سطح روسازی با عرض درحدود چند میلیمتر را میپوشاند، اما اندازه گیری انجام شده توسط سیستم ماورای صوت ممکن است عرضی در حدود چند سانتیمتر را در برگیرد. تاثیر عرض پروفیل تاکنون ناشناخته مانده است. به هر حال تکرار اندازهگیری دقیق پروفیل اگر عرض خط فرضی بسیار نازک باشد، بسیار مشکلتر است.
کاربردهای پروفیل راه
معمولاً کاربردهای پروفیل را میتوان به چهار گروه عمده زیر تفکیک نمود.
- برای کنترل شبکه راهها برای سامانه مدیریت روسازی
- برای ارزیابی کیفیت مقاطع تازه ساخته شده و یا تعمیر شده
- برای تشخیص دادن شرایط یک مقطع بخصوص و ارایه راهکارهای مناسب
- برای مطالعه شرایط یک مقطع مشخص برای کارهای تحقیقاتی.
اکثر روشهای تفسیر اطلاعات پروفیل به صورت کاهش دادن آن اطلاعات به شاخصهای ناهمواری است. برای بدست آوردن هر نوع اطلاعاتی از یک پروفیل اندازهگیری شده، دو مورد ضروری است
- پروفیل سنجها بایستی قادر به جمعآوری اطلاعات مناسب ارایه شده در پروفیل واقعی باشند.
- نرم افزار کامپیوتری بایستی برای پردازش مقادیر اندازه گیری شده جهت استخراج اطلاعات موردنظر از قبیل شاخصهای خلاصه شده، وجود داشته باشد.
آنالیزهای انجام شده بروی اطلاعات پروفیل بایستی با توجه به استفاده آن جهت دهی شود. در حقیقت اگر اعداد استخراجی دقیق و تکرارپذیر باشد،آنرا کارآمد نمیکند؛ بلکه یک آنالیز مفید آن است که از طریق مطالعه، عددی را استخراج نماید که وابسته به مشخصات خاصی از خصوصیات راه است.
پروفیل سنجها
پروفیل سنجها ابزاریهایی هستند که برای خط فرضی روی زمین یک سری اعداد نسبت به پروفیل واقعی ایجاد مینمایند. اعداد بدست آمده از بعضی از پروفیل سنجها الزاماً برابر با تراز واقعی نیست. یک پروفیل سنج همیشه پروفیل واقعیرا دقیقاً اندازه گیری نمیکند. اما به هر حال نسبت بین اعداد بدست آمده از پروفیل سنج و پروفیل واقعی بایستی یکسری مشخصات را تامین نمایند. پروفیل سنجها عموماً یا ترکیب سه جزء ذیل کار میکنند.
- یک تراز مبنا
- یک ارتفاع وابسته به تراز مبنا
- مسافت طولی
این سه جزء به طرق مختلف براساس طراحی پروفیل سنج با یکدیگر ترکیب میشوند. پروفیل سنج تنها تکنولوژی اثبات شده است که به مهندسین اجازه میدهد بطور مستقیم پارامترهای ناهمواری یکسانی با استفاده از تجهیزات با طراحیهای متفاوت و ساخته شده توسط شرکتهای گوناگون، بدست آورند.
بطور کلی انواع پروفیل سنج را میتوان به چهار گروه زیر تقسیم نمود.
- استاتیک
- بر مبنای شی بسنجی (سرعت کم)
- سبک وزن
- با سرعت بالا
کلیه روشهای پروفیل سنج بر تولید یک رشته از اعداد وابسته به پروفیل واقعی برای یک خط فرضی روی سطح راهاستوار بوده و رابطه بین پروفیل واقعی و اعداد تولید شده بوسیله پروفی لسنج بایستی یک سری مشخصات خاص را بر آورده کند.
پروفیل سنجهای با سرعت بالا
پروفیل سنجهای با سرعت بالا، بهترین، مناسب ترین و دقیق ترین روش برای اندازه گیری ناهمواری در سطح شبکه هستند. این نوع دستگاهها میتوانند انواع مختلفی از شاخصهای ناهمواری را از روی پروفیل اندازه گیری شده محاسبه و ارایه نمایند. دقت این دستگاهها از پروفیل سنجهای استاتیک (میر و دوربین) و پروفیل سنجهای مبتنی بر شیب سنجی پایینتر است. لذا برای اندازهگیری میزان دقت یک دستگاه پروفیل سنج با سرعت بالا از مقایسه آن با دیگر دستگاهها استفاده میشود. به علت قیمت بالا و نداشتن دقت کافی، این دستگاه در سطح پروژه نه مناسب بوده و نه مقرون به صرفه است. از جمله این دستگاه میتوان به پروفیل سنج سطح راه RSP و دستگاه تحلیل گر خودکار راه ARAN اشاره نمود.