نشریه شماره ۳۹۱

از آنجاکه بنادر یکی از مهمترین حلقه‌های اتصال سیستم‌های حمل و نقل در یک کشور محسوب می‌شود و حمل و نقل اکثر کالاهای صادراتی و وارداتی به دلیل ارزانتر بودن و سهل الوصول بودن سیستم حمل و نقل دریایی از طریق بنادر صورت می‌گیرد. لذا طراحی بهینه سیستم حمل و نقل بنادر از اهمیت ویژه‌ای برخودار است. روسازی بنادر یکی از مهمترین زیرساخت‌های یک بندر محسوب می‌شود. به دلیل اینکه تجهیزات متنوعی روی روسازی بنادر قرار می‌گیرد و انواع بارهای استاتیکی و دینامیکی بر آن اعمال می‌شود. لذا طراحی این نوع روسازی با طراحی روسازی راه‌ها و فرودگاه‌ها متفاوت است. از آنجا که تاکنون هیچگونه راهنما یا دستورالعملی برای طراحی روسازی بنادر در کشور وجود نداشته، لذا تدوین چنین راهنما و دستورالعملی برای کشور بسیار لازم و ضروری بنظر می‌رسید. نشریه شماره ۳۹۱ تحت عنوان راهنمای طراحی روسازی بنادر با همکاری سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور در چهار فصل تدوین شده است.

روسازی بنادر

روسازی بنادر در مقایسه با دیگر روسازی‌های صنعتی از نظر طراحی و ساخت، نیاز به در نظر گرفتن فاکتورهای متعدد و متنوعی دراد. بنادر اغلب بر روی زمین‌های بازسازی شده واقع شده و بستر آنها اغلب دارای شرایط ضعیفی هستند. به طور کلی روسازی بنادر باید دامنه گسترده‌ای از وسایل نقلیه سنگین را در مقایسه با دیگر روسازی‌ها تحمل نماید. بنابراین استفاده کنندگان از بنادر انتظار دارند که روسازی بنادر از عملکرد و کارایی بالایی برخوردار باشند. تاخیر در اجرای عملیات بندری به دلیل تعمیرات یا خرابی‌های به وجود آمده در روسازی، به سادگی قابل اغماض نیست. لذا با توجه به سرمایه گذاری‌های وسیعی که در زمینه بندرسازی و به خصوص روسازی آنها صورت می‌گیرد، مهدسین طراح بایستی در طراحی و محاسبات خود نهایت سعی و دقت را به کار برده تا طراحی از ضریب اطمینان بالایی برخوردار شود.

اهداف اصلی نشریه شماره ۳۹۱

هدف اصلی نشریه شماره ۳۹۱ از احداث بنادر، ارائه سرویس، تخلیه و بارگیری کشتی‌ها است. لذا اندازه این کشتی‌ها و نیاز به زمان سریع بازگشت، مشخص کننده ظرفیت جرثقیل‌های مورد استفاده در محوطه اسکله است و می‌تواند نوع وسایل نقلیه در محوطه را که مورد استفاده قرار می‌گیرد، تعیین نماید. در حقیقت نوع این وسایل نقلیه تعیین کننده نوع روسازی در بنادر است. در نشریه شماره ۳۹۱ به معرفی بعضی از تجهیزات مورد استفاده بر روی روسازی‌های بنادر پرداخته می‌شود.

انواع روسازی‌های مورد استفاده در بنادر

انواع اصلی روسازی استفاده شده در بنادر شامل موارد زیر است.

روسازی انعطاف پذیر

روسازی انعطاف پذیر شامل روسازی هایی است که قسمت رویه و قسمت اساس آن از بتن آسفالتی است. اما بعضی مواقع شامل روسازی‌های شنی یا سنگ شکسته بدون رویه آسفالتی نیز است.

روسازی‌های سخت (بتنی)

روسازی بتنی شامل روسازی بتنی غیر مسلح، ولی دارای درز انبساط یا روسازی های بتن غلطکی (RCC) است. در بعضی مواقع روسازی‌های بتن یا بتن پیش تنیده برای باندهای ترانس تینر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روسازی های بتنی بلوکی

روسازی‌های بتنی بلوک در حدود ۳۰% از روسازی‌های بلوک های بتنی دنیا در روسازی‌های بنادر و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

قطعات پیش ساخته

این شکل از روسازی در مقایسه با گزینه‌هایی که در قسمت بالا اشاره شده، غیر اقتصادی بوده ولی از نظر سرعت و سادگی پروسه‌های ساخت دارای مزایایی هستند. برای روسازی‌های مهم نظیر مناطق صنعتی بنادر، به طور فزاینده‌ای از روش‌های مکانیستیک برای طراحی استفاده می‌شود.

عوامل موثر در انتخاب نوع روسازی بنادر

انتخاب انواع روسازی‌های بنادر به عوامل زیر بستگی دارد.

مناسب بودن رویه برای شرایط اجرایی مورد نظر و بارهای استاتیک و در نتیجه نیازمندی‌های عملکردی (وظیفه‌ای)
مقادیر بارهای وسیله نقلیه، فشار چرخ و غیره. این فاکتورها با افزایش بار چرخ‌ها یا بار محورها به طور فزانیده‌ای بر روی انتخاب رویه ها اثر می‌گذارند.
تحمل روسازی در برابر نشست در سابگریدها یا خاکریز‌ها.
فاکتورهای اقتصادی

بارگذاری روسازی بنادر

بارهای اعمال شده به روسازی بنادر مورد بررسی قرار می‌گیرد. این بارها ناشی از جابه‌جایی وسایل نقلیه بندری، تجمع کانتینرها و محموله‌های فله انباشته شده بر روی روسازی هستند. روش‌های مشخص نمودن این بارها که مورد بررسی قرار می‌گیرند، شامل تعیین شکل بارگذاری و در جایی که مقتضی باشد، به کارگیری بار هم ارز است. سپس مزایایی نسبی انجام این گزینه‌های ارزیابی می‌شود و در پایان نقش درجه حرارت در طراحی روسازی مورد بحث قرار می‌گیرد.

روسازی بنادر باید بارهای دینامیکی ایجاد شده توسط انواع مختلفی از وسایل نقیله که نحوه ترکیب آنها دارای دامنه وسیعی است را تحمل نماید. به علاوه روسازی بنادر باید بارهای استاتیکی اعمال شده به وسیله محموله‌های فله و محموله‌های متحدالشکل یا کانتینری را تحمل نماید. روش‌های مشخص نمودن هر یک از انواع بارها، در جزئیات مورد بررسی قرار می‌گیرد.

درنشریه شماره ۳۹۱ با بررسی انواع متداول وسایل نقلیه بندر آغاز شده و تاکید ویژه بر روی محوطه‌های جابه‌جایی کانتینرها به دلیل ایجاد دامنه وسیعی از شرایط بارگذاری در چنین روسازی‌هایی شده است. برای راحتی، بارهای چرخ‌ها، فشار تایرها و بار استاتیکی، به طور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرد.

فهرست مطالب نشریه شماره ۳۹۱

فصل اول این راهنما به معرفی روسازی بنادر می‌پردازد که در آن تجهیزات مورد استفاده در روسازی‌های بنادر، انواع روسازی‌های مورد استفاده در بنادر، عوامل مؤثر در انتخاب نوع روسازی بنادر، انتخاب نوع رویه، انتخاب مصالح اساس، زیراساس و آزمایش‌های کنترل کیفیت مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد.

در فصل دوم که تحت عنوان بارگذاری روسازی بنادر ارائه شده به بارهای دینامیکی وسایل نقلیه، کانتینرها و سایر بارهای استاتیکی، محاسبه تکرار و بار طراحی روسازی بنادر و سپس تعیین مشخصات و بهبود سابگرید پرداخته می‌شود.

در فصل سوم که مرتبط با طراحی روسازی با استفاده از گراف‌های طراحی است، در ابتدا به ارزیابی و محاسبه بارگذاری، مفهوم خرابی روسازی، محاسبه خرابی متوسط و خرابی بحرانی، محاسبه عمر طراحی، خصوصیات لاستیک‌ها با بارهای دینامیکی و کانالیزه بودن خطوط اشاره می‌نماید. در ادامه بارهای استاتیکی، اندیکس طبقه بندی بار، مقادیر LCI برای وسایل نقلیه متداول، فاکتورهای نزدیکی چرخ‌ها و محاسبه بار چرخ برای دستگاه‌های حمل کانتینر مورد بررسی قرار می‌گیرد.

در فصل چهارم مثال‌هایی از نحوه محاسبات طراحی، نحوه استفاده از گراف‌های طراحی و توضیحات مربوطه آورده شده و در انتها روش گام به گام طراحی روسازی بنادر با استفاده از روش گراف طراحی توضیح داده شده است.