روسازی بتن غلتکی
روسازی بتن غلتکی در واقع نوعی روسازی بتنی است. مزیت اصلی روسازی بتن غلتکی نسبت به روسازی بتن معمولی، سرعت ساخت بیشتر و هزینه ساخت کمتر آن است. معمولاً حدود ۳۰% صرفه جویی اقتصادی در بردار‌د. روسازی بتن غلتکی (RCCP) به عنوان روسازی تحت بارهای سنگین مناسب بوده و در این گونه کاربردها عملکرد آن به خوبی روسازی بتنی معمولی است.
در عین حال باید توجه کرد که دستیابی به صافی سطح جهت سرعت‌های بالا با روسازی بتن غلتکی دشوار بوده و لذا کاربرد این نوع روسازی‌ها برای سرعت‌های پائین مناسب است. با بهبود روشها و تجهیزات اجرا، امکان ساخت روسازی بتن غلتکی با رواداری‌های قابل دستیابی با بتن معمولی فراهم و توسعه کاربرد این نوع روسازی در جاده‌های با سرعت بالا نیز مطرح شده است.
کاربرد روسازی بتن غلتکی
- کاربرد جهت روسازی کف انبار‌های سرپوشیده و روباز ومحوطه‌های دپو کردن چوب و الوار و ذغال سنگ و غیره
- روسازی ترمینال‌های بار، بار اندازها و بندرگاه‌ها
- روسازی جاده‌های ویژه وسایل نقلیه سنگین کم سرعت و وسایل نقلیه نظامی زنجیردار
- جاده‌های با شیب زیاد
- روسازی راه‌های با تردد و سرعت کم و خیابان‌های شهری و بین شهری
- پارکینگ اتومبیل‌ها و راه‌های تردد داخلی سازمان‌ها
- کاربرد در فرودگاه‌ها
طرح اختلاط و مصالح مصرفی در روسازی بتن غلتکی
مواد و مصالح مصرفی
لزوم تأمین مقاومت و دوام در طراحی روسازی بتن غلتکی، انتخاب مصالح برای مخلوطهای بتن غلتکی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مصالح اساسی مورد استفاده در بتن غلتکی شامل آب، مواد سیمانی (سیمان و پوزولان)، ریزدانه و درشت‌دانه است. قبل از حمل مصالح به کارگاه لازم است تا کیفیت آنها مورد بررسی قرار گرفته و در صورتی‌که الزامات و ویژگی‌های مطلوب را داشته باشند به کارگاه حمل شوند. منبع تأمین مصالح باید از لحاظ کیفیت و کمیت بتواند، نیازهای طرح را برآورد‌ه سازد.
سنگدانه‌ها
همچون سایر انواع بتن، انتخاب منبع مناسب سنگدانه یکی از مهمترین فاکتورهای مؤثر در کیفیت و هزینه بتن غلتکی است. سنگدانه‌ها حدود ۷۵ تا ۸۵ درصد از حجم مخلوط روسازی بتن غلتکی را تشکیل می‌دهند. لذا تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر خواص بتن سخت شده و بتن تازه دارند. انتخاب سنگدانه مناسب باعث صرفه اقتصادی بیشتر و بهر‌ه‌برداری بهتر از روسازی راه خواهد شد. خواص سنگدانه بر کارآیی، پتانسیل جداشدگی و سهولت تراکم بتن غلتکی تازه تأثیر گذار است. مقاومت، مدول الاستیسیته، خواص حرارتی و دوام بتن سخت شده نیز متأثر از خواص سنگدانه است.
مواد سیمانی
مواد سیمانی مورد استفاده در روسازی بتن غلتکی، شامل سیمان پرتلند یا سیمان پرتلند آمیخته و گاهی سیمان به همراه پوزولان یا سربار‌ه اضافه شده به صورت مجز‌ا است. انتخاب نوع سیمان بر اساس مقاومت طرح و سنی که برای مقاومت طرح در نظر گرفته شده، صورت می‌گیرد.
آب
کیفیت و الزامات آب مورد استفاده در روسازی بتن غلتکی مشابه آب مصرفی برای بتن معمولی است.
مواد افزودنی
برای پیشگیری از خرابی ناشی از یخ زدگی در بتن، استفاده از مواد هوازا در مخلوط بتن امری متداول است. مواد افزونی هوازا کاربرد عملی محدودی در مخلوطهای روسازی بتن غلتکی داشته‌اند. در مخلوطهای روسازی بتن غلتکی به خوبی می‌توان از مواد هوازا به میزان ۵ تا ۱۰ برابر بیش از مقداری که برای بتن معمولی بکار می‌رود، جهت ایجاد هوازایی مورد نظر در بتن استفاده نمود.
شیوه متداول برای کاهش خرابی ناشی از ذوب و انجماد در روسازی بتن غلتکی، ایجاد نسبت آب به سیمان پایین در طرح اختلاط و اعمال انرژی تراکم زیاد به مخلوط بتن غلتکی است. بدین ترتیب بتن اجرا شده، حداقل میزان آب قابل انجماد را در حفرات موئین خواهد داشت. ضمن اینکه نفوذپذیری آن نیز کاهش می‌یابد و رسیدن آن به حد اشباع بحرانی مشکل می‌شود. در صورتی که بتن غلتکی تا حد بحرانی اشباع نشود، در معرض خرابی ناشی از انجماد قرار نمی‌گیرد. استفاده از یک لایه زهکش زیر لایه روسازی بتن غلتکی، از اشباع شدن آن جلوگیری می‌کند.
افزودنی‌های شیمیایی مانند روان کننده‌ها و کندگیرکنندهها کاربردهای محدودی در بتن غلتکی داشته‌اند. تأثیر این مواد در ارتقاء خواص بتن غلتکی نسبت به بتن معمولی کمتر است چرا که این مواد، مقدار خمیر سیمان را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در بتن غلتکی مقدار خمیر سیمان نسبت به بتن معمولی کمتر است.
عملکرد مواد روان کننده در کاهش مقدار آب مورد نیاز یک مخلوط بتن غلتکی، تا حدودی وابسته به مقدار و نوع سنگدانه‌های ریزتر از ۷۵ میکرومتر است. استفاده از کندگیرکنندهها در روسازی بتن غلتکی در به تأخیر اند‌اختن زمان گیرش و در نتیجه ایجاد تراکم کافی و چسبندگی مناسب بین لایه‌های مجاور هم، مؤثر خواهد بود.
تفاوت روسازی بتن غلتکی با روسازی بتن معمولی
تفاوت‌های اصلی در مخلوطهای بتن غلتکی روسازی راه با مخلوطهای روسازی بتنی معمولی شامل موارد زیر است.
- بتن غلتکی عموماً هوازایی نمی‌شود.
- بتن غلتکی مقدار آب کمتری دارد.
- بتن غلتکی مقدار خمیر سیمان کمتری دارد.
- بتن غلتکی به مقدار ریز دانه بیشتری برای دستیابی به دانه بندی مناسب و عملکرد مناسب تحت تراکم با غلتک ارتعاشی، نیاز دارد.
- به منظور حداقل سازی جداشدگی و حصول سطح صاف در روسازی بتن غلتکی، معمولاً اندازه حداکثر سنگدانه در آن از ۱۹ میلیمتر تجاوز نمی‌کند.
- کاربرد مقادیر مواد سیمانی زیادتر و سنگدانه‌های با کیفیت بهتر در بتن غلتکی آن را نسبت به مخلو ط‌های خاك – سیمان متمایز می‌سازد.
- به منظور ایجاد تراکم کافی در بتن غلتکی لازم است تا این بتن به اندازه کافی خشک باشد تا بتواند وزن غلتک ارتعاشی را که از روی آن عبور می‌کند تحمل نماید.
- لازم است تا به اندازه کافی مرطوب باشد تا خمیر سیمان در هنگام اختلاط و در حین تراکم بتواند بخوبی در بین ذرات سنگدانه پخش شود.
انواع روشهای طرح اختلاط روسازی بتن غلتکی
روشهای طرح اختلاط بتن غلتکی بدلیل سفت‌تر بودن مخلوط و نیز دانه بندی متمایز آن، با روشهای بکار رفته برای بتن‌های معمولی متفاوت است. بنابراین روشهای مختلفی برای طرح اختلاط روسازی بتن غلتکی ارائه شده است. این روشها را می‌توان به دو دسته کلی زیر تقسیم نمود.
- طرح اختلاط با استفاده از آزمایش‌های روانی بتن (روش بتنی)
- طرح اختلاط با استفاده از آزمایش‌های تراکم خاك (روش خاکی)
در تمامی روشهای بتنی جهت دستیابی به مقاومت فشاری طرح (یا الزامات دوام) نسبت آب به مواد سیمانی مد نظر قرار می‌گیرد. همچنین اجزاء مخلوط به گونه‌ای تعیین می‌شوند که کارآیی مخلوط جهت تراکم با غلتک ویبره‌ای مناسب باشد. این کارآیی بر پایه انجام آزمایش روانی به روش تعیین زمان لازم جهت تراکم نمونه تحت سربار و درحالت ارتعاشی تعیین می‌شود.
روشهای ساخت و اجرای روسازی بتن غلتکی
ساخت روسازی بتن غلتکی شامل ریختن و متراکم نمودن مخلوط خیلی سفت بتن به وسیله تجهیزات و تکنیک‌های مشابه با ساخت روسازی آسفالتی است. در نتیجه حجم نسبتاً زیادی از روسازی بتن غلتکی را می‌توان به سرعت و با حداقل تعداد کارگر و تجهیزات اجرا نمود.
در روسازی بتن غلتکی از داول (میله‌های اتصال)، آرماتور و قالب بندی استفاده نمی‌شود. این مسأله سبب می‌شود که به طور معمول صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌ها در مقایسه با روسازی بتنی ایجاد شود. عموماً ساخت روسازی بتن غلتکی شامل آماده‌سازی لایه‌های اساس و زیر اساس، ساخت و حمل مخلوط، بتن ریزی، متراکم نمودن، ایجاد درزها و عملآوری است.
آماده‌سازی لایه‌های اساس و زیر اساس
لایه‌های اساس و زیر اساس در روسازی بتن غلتکی باید همان الزاماتی را که در روسازی بتنی معمولی وجود دارد، دارا باشند. همچنین این لایه‌ها به منظور تأمین استحکام کافی به هنگام تراکم در زیر لایه روسازی بتن غلتکی ایجاد می‌شوند. لایه اساس در جاهائی که سطح لایه روسازی در معرض سیکل‌های یخ زدن و آ‌ب‌شدن قرار دارد، غالباً نقش یک زهکش را برای جلوگیری از اشباع شدن این لایه، ایفا می‌کند. در روسازی‌هایی که صاف و هموار بودن سطح نهایی مطرح است، مسطح بودن لایه اساس از الزامات روسازی است. به منظور جلوگیری از جذب آب بتن لازم است تا حتماً قبل از بتن‌ریزی لایه اساس مرطوب شود.
روشهای طراحی روسازی بتنی غلتکی
عموماً طراحی روسازی RCC بر اساس محدود کردن تنش‌های خمشی و خرابی ناشی از خستگی در اثر بار انجام می‌گیرد. معمولاً بار چرخ‌ها در لبه روسازی، تنش‌های بزرگتری در مقایسه با حالتی که بار در داخل و دور از لبه روسازی قرار می‌گیرد، ایجاد می‌کند. دو روش مهم برای طراحی روسازی RCC در حال حاضر وجود دارد. یکی روش PCA دیگری روش گر‌وه مهندسین ارتش آمریکا است.
روش PCA
روش طراحی روسازی PCA بیشتر برای روسازی‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش از محاسبات تنش داخلی وسترگارد (ناشی از بار چرخ) برای پیدا کردن تنش‌های بحرانی استفاده می‌کند. لذا از هر گونه انتقال بار در ترک‌های طبیعی یا درزهای اجرایی صرف نظر می‌کند.
