روسازی راه
روسازی راه
پس از ساخت انواع راه اعم از آزادراه، بزرگراه، راه اصلی، راه فرعی و یا هر نوع راه دیگر، لازم است حین بهره برداری، روسازی آنها تحت کنترل قرار گرفته و وضعیت روسازیها به طور مستمر مورد ارزیابی قرار گیرد. ارزیابی روسازی به روشی اصولی و به صورت ثبت اطلاعات حاصل از ارزیابی در دورههای مختلف صورت میگیرد.
انجام ارزیابی در زمانهای مقرر پس از ساخت، از ارکان هر روش مدریت روسازی بوده و در حقیقت با وجود این اطلاعات است که در یک سیستم مدیریتروسازی، برنامه ریزی های لازم برای انجام عملیات نگهداری و بهسازی صورت میگیرد. همان گونه که مدیریت روسازی درسطح شبکه و سطح پروژه صورت میگیرد، ارزیابی روسازی نیز ابتدا به صورت کلان در سطح شبکه انجام گرفته و پس ازاولویت بندی پروژهها، در سطح پروژه جزییات و اطلاعات با دقت لازم تهیه و ثبت میشود.
روشهای ارزیابی روسازی بسیار متنوع بوده و گسترهی وسیعی از پارامترها را در بر میگیرد. این امر باعث شده تا موسسات تحقیقاتی مختلف نتوانند یک سیستم ارزیابی جامع را به عنوان روش واحد و استاندارد برای همه راهها مورد استفاده قرار دهند.
ارزیابی روسازیها لازم است بطور جامع صورت گرفته و هر روسازی از جنبههای مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد. از جمله پارامترهای قابل ارزیابی میتوان به ارزش سازهای و میزان بارپذیری روسازی، سطح خدمتدهی روسازی از نظر ناهمواری، وضعیت خرابیها و غیره اشاره نمود.
از آزمایشات غیرمخرب در سطوح گوناگون برای ارزیابی و متعاقباً تعمیر و نگهداری و بهسازی روسازیهای مختلف استفاده میشود. در سطح شبکه از آزمایشات غیرمخرب برای قطعات روسازی به زیربخشهایی که دارای قابلیت سازهای مشابه هستند، استفاده میشود. در سطح پروژه نیز از آزمایشات غیرمخرب برای تشخیص محل و علت خرابیها در روسازیهای انعطاف پذیر استفاده میشود.
اهمیت آزمایشهای غیرمخرب روسازی
یکی از قابل اعتمادترین روشهایی که برای تعیین وضعیت سازهای و وظیفهای یک روسازی وجود دارد، استفاده از آزمایشهای غیرمخرب (NDT) است، این آزمایشها در مقایسه با آزمایشهای مخرب دارای دو مزیت عمده هستند.
- در آزمایشهای مخرب بنابر ماهیت آنها لایههای روی هم قرار گرفته روسازی دچار دستخوردگی میشوند و برداشتن و حمل مصالح روسازی به آزمایشگاه جهت انجام آزمایش ضروری میشود در حالی که در آزمایشهای غیرمخرب که در حقیقت یک آزمایش درجاست، روسازی بدون هرگونه دست زدن یا تغییر دادن شرایط مصالح ارزیابی میشود.
- نسبتاً سریع و کم هزینه بوده و اغلب به خاطر آنکه در روند ترافیک کمتر اختلال ایجاد میشود، انجام آزمایش به سهولت امکان پذیر است. در ارتباط با آزمایش غیرمخرب توصیه شده است که مغزههایی نیز به منظور تأیید ضخامت لایهها و همچنین برای انجام محاسبات معکوس و تعیین دقیق مدول لایهها برداشته شوند. با این وجود و به طور کلی تعداد آزمایشهای مخربی که علاوه بر NDT برای ارزیابی یک روسازی ضروری هستند، بسیار اندک است.
آزمایشهای غیرمخرب راه، توسط دستگاهها و با اصول مختلفی انجام میشود. این آزمایشها به دو دسته کلی تقسیم میشوند؛ دسته اول، آزمایشهای غیرمخربی هستند که به محاسبه افت و خیز روسازی تحت اعمال یک بار مشخص میپردازند، که این آزمایشها شامل افت و خیزسنجهای استاتیکی، ارتعاشی و ضربهای هستند.
تکنیکهای غیرمخرب، هم برای بدست آوردن شرایط فعلی روسازی و هم در جهت پیش بینی عملکرد آتی سازه موجود به کار میروند. استفاده از NDT امروزه به صورت گسترده حتی در صنعت ساخت فضاپیماها نیز برای شناسایی نقاط ضعف مصالح و مواد مورد استفاده، وجود دارد. مهمترین تکنیکهای NDT شامل روشهای بازرسی چشمی، روشهای افت و خیز، روشهای اولتراسونیک، روشهای انتشار امواج، روشهای الکترومغناطیسی و روشهای رادیوگرافی هستند.
اصول این روشها به همراه مزایا و معایب و کاربرد آنها در جدول زیر، به طور خلاصه آمده است. برخی از آزمایشهای غیرمخرب روسازی به منظور شناسایی و ارزیابی وضعیت سطحی و عملکرد روسازی استفاده میشوند. از نتایج این آزمایشهای میتوان به تحلیل وضعیت خرابیهای روسازی شامل ترکها و تخلخل پرداخت و همچنین پروفیلهای طولی و عرضی و وضعیت ناهمواریها را با تکنیکهای مختلف تصویربرداری و کاربرد لیزر و دیگر امواج بدست آورد. بنابراین واضح است که دامنه آزمایشهای غیرمخرب روزبه روز در حال گسترش بوده و از علوم فنی و نظری مختلف در ارتقای تکنیکهای انجام این آزمایشهای بهره جسته میشود.
| کاربرد متداول | معایب | مزیتها | پارامتر به دست آمده | پارامتر اندازهگیری شده | تکنیکهای ارزیابی غیر مخرب |
|---|---|---|---|---|---|
| اغلب سازهها | عدم یکنواختی، قابل کاربرد فقط در رویه سازه | سادگی، سرعت، ارزانی و قابل حمل بودن | بررسی قابلیت کاربرد سازه | بافت رویه، خرابیها و ترکها | بازرسی چشمی |
| روسازیها | شرایط پیچیده قابل شناسایی فقط در شرایط محلی اعتبار دارد | سادگی، سرعت، ارزانی و قابل حمل بودن | استحکام سازهای سختی | افت و خیز رویه | افت و خیز |
| لولهها، ریلها و پلها | عدم شناسایی اشکال پیچیده و ترکهای ریز نیاز به مهارت بالا | در مصالح مختلف کاربرد، قابل حمل بودن | ضریب الاستیسیته، چگالی، ضریب پواسون | سرعت موج | اولتراسونیک |
| ردپایی پلها، ساختمانها و مجراهای تحت فشار | تداخل نویز، عدم توانایی ارزیابی ترکهای تثبیت شده | به دست آوردن رشد ، ترکها در یک سیستم قابل حمل | محل و نرخ رشد ترکها | انرژی صوت | انتشار صوت |
| پلها، ساختمانها و سدها | گران بودن، پیچیدگی برداشت دادهها و آنالیز | مصالح مختلف به اشکالل گوناگون، حساس به ترکهای ریز | تخلخل، ترکها، سختی | فرکانس طبیعی میرایی | آنالیز مودی (تشدید) |
| فولاد تحت فشار، خوردگی و رطوبت خاک | گرانی، پیچیدگی دستگاه عدم نفوذ در فولاد | شناسایی خرابیها، جدا شده توسط هوا، مناسب جهت ارزیابی در محل | خرابیها، درصد رطوبت و ضخامت | مقاومت ظاهری استهلاک موج یا قدرت استهلاک موج | روش الکتورمغناطیس (میکرو ویو) |
| خطوط لوله، مخازن ذخیره | دسترسی به وجه مخالف، نیاز به مخارج زیاد و به خطر افتادن سلامتی | ارائه عکس خرابیهای درونی، مصالح مختلف با شکل و اندازه | ترکها، خلل و فرج و منافذ | مقدار رادیواکتیو جذب شده (مثل اشعه گاما) | رادیوگرافی |
محدودیتهای آزمایشهای غیرمخرب
گر چه NDT یک ابزار قوی ارزیابی روسازی است، اما فقدان یک تکنیک تحلیلی برای تعیین مستقیم خواص مصالح احساس میشود. به منظور بدست آوردن مدول لایهها روشهای محاسبه معکوس ابداع شده است که مشکلات و نواقص خاصی همچون، عدم ایجاد جواب منحصر بفرد، وقت گیر بودن برخی روشها و نیاز به قضاوت مهندسی خوب برای تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده را دارند.
آزمایشهای غیرمخرب به تنهایی نمیتوانند نتایج کاملاً دقیق در اختیار بگذارند. بلکه جهت کنترل صحت محاسبات، چندین آزمایش مخرب نیز باید در مسیر انجام شود. جهت انتخاب بهترین گزینه ترمیم و نگهداری باید اطلاعات حاصل از NDT به همراه اطلاعات بدست آمده از اندازهگیری خرابیها تواماً به کار برده شوند. توصیه میشود که آزمایش غیرمخرب پیش از انجام آزمایش مخرب انجام شود تا انتخاب بهترین محل برای مغزه گیری و نمونه برداری از مصالح امکان پذیر باشد.
دامنه کاربرد آزمایشهای غیرمخرب
استفاده از آزمایشهای غیرمخرب برای تعیین مشخصات روسازی دامنه وسیعی دارد. عمده ترین کاربرد روشهای غیرمخرب مربوط به ارزیابی ظرفیت سازهای روسازی در محل میشود. با این وجود، آزمایشهای غیرمخرب در تعیین بسیاری از پارامترهای مربوط به مشخصات روسازی دخالت دارند، که این موارد به شرح زیر هستند.
- ظرفیت باربری سازهای ( افت و خیز)
- پروفیل عرضی
- پروفیل طولی
- ناهمواری
- مقاومت در برابر لغزندگی
- چگالی (دانسیته)
- ضخامت
- رطوبت و حرارت