پلیمرها در صنعت راهسازی

با سلام خدمت دوستان گلم پروژه زیر بافرمت wordدر35 صفحه تهیه بدون نیاز به ویرایش آماده چاپ میباشد.....

مقاله کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.

تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.

عنوان : مقاله کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

فهرست مطالب

1- مقدمه 1

2-1 بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر 3

2-2 مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری 5

2-3 مشکلات استفاده از قیر پلیمری 7

3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت 8

3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟ 9

3-2 مشخصات فیزیکی مشهای تسیلح 10

3-3- موارد استفاده 11

3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح 12

4- نتیجه گیری 12

مراجع 13

ژوتکستایل 14

1- مقدمه 14

2- کاربرد ژئوتکستایلها در جداسازی لایه های خاک (separation) 17

3- کاربرد ژئوتکستایلها در تسلیح خاک 18

3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتکستایل 19

3-2 پایداری شیروانیهای خاکی توسط ژئوتکستایل 22

3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتکستایل 24

3-4 افزایش شیب مجاز شیروانیها 25

3-5 پایداری شیروانیهای خاکی بوسیله ژئوتکستایل 26

4- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان فیلتر 27

5- کاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر 28

6- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان زهکشی 31

بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر

قیر خوب قیر است که حساسیت حرارتی آن کم بوده، چسبندگی مناسب داشته باشد و در دمای پایین شکننده نشود. مواد پلیمری حساسیت حرارتی قیر را، مخصوصا در دمای بالا که قیر جاری می‌شود، کاهش می‌دهند یعنی دمای نرم شدن (Softening Point) را افزایش می‌دهند تا قیر دیرتر روان شود.

این مواد همچنین مقاومت در برابر خستگی را بالا می‌برند (زیرا باعث می‌شوند قیر در دمای پایین هم، همچنان انعطاف پذیری خود را حفظ کند.) و نیز چسبندگی قیر را به میزان زیاد افزایش می‌دهند.

شکل 1 حساسیت حرارتی واقعی قیر و حساسیت حرارتی ایده آل آن را نشان می‌دهد.

یک چسبنده (Binder) ایده آل باید در دمای معمولی رفتاری ثابت داشته باشد. سپس در دمای اختلاط به ماده ای ویسکوز تبدیل شود. قیر در طبیعت رفتار ایده آلی نشان نمی‌دهد و در برابر تغییرات دما دچار تغییرات پیوسته می‌شود. با اضافه کردن پلیمر مناسب، منحنی حساسیت حرارتی قیر می‌تواند به شکل 2 تغییر یابد.

استفاده از پلیمر بهبود شایانی در رفتار ویسکو الاستیک قیر پدید می‌آورد. این مواد خاصیت الاستیکی قیر را در دماهای بالاتر حفظ می‌نمایند.

باید توجه داشت لازمه تغییرات ذکر شده پدید آمدن یک شبکه پلیمری در داخل قیر می‌باشد یعنی تا زمانی که این شبکه بوجود نیامده است بهبودی در خاصیت قیر مشاهده نمی‌شود.

2-2 مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری

2-2-1 با افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن مشاهده می‌شود که سطح بسیاری از جاده ها (مخصوصا در هوای گرم) شیار، شیار و ناهموار می‌شود. قبلا برای جبران این نقیصه از آسفالت سفت تر استفاده می‌شد که این امر باعث شکنندگی آسفالت (مخصوصا در هوای سرد) می‌شد. ولی اکنون با استفاده از PMB می‌توان از نرم شدن آسفالت در دمای بالا و در نتیجه از ایجاد شیار بر روی آن و همچنین از شکنندگی آسفالت در دمای پایین جلوگیری کرد.پیشگیری از شکنندگی نتیجه حفظ الاستیسیته PMB ها در دمای پایینتر می‌باشد.

2-2-2 از بین بردن آبهای سطحی در روزهای بارانی ایمنی جاده ها را افزایش می‌دهد. آسفالت زهکشی یا متخلخل آسفالتی است دارای دانه بندی منقطع و درشت. آب از بین این دانه ها رد می‌شود و به کانالهای آبی انتقال می‌یابد. این نوع آسفالت چند مشکل عمده دارد:

سنگدانه های آن به علت درشتی خیلی زود کنده می‌شوند.

بر اثر فشارهای ترافیکی ممکن است روی آسفالت شیار ایجاد شود (به علت فضای خالی بین سنگدانه ها).

آب نیز سنگدانه ها را کنده، با خود می‌برد.

اضافه کردن پلیمر به قیر هر سه مشکل را حل می‌کند. زیرا با استفاده از پلیمر از یک سو می‌توان از قیر نرمتر استفاده کرد. با مصرف پلیمر و کم کردن حساسیت حرارتی قیر از جاری شدن آن در دمای بالا جلوگیری می‌شود و با این کار می‌توان غشا ضخیمتری از قیر دور سنگدانه ایجاد کرد و باعث چسبندگی سنگدانه ها به هم شد. و از سوی دیگر با استفاده از پلیمر چسبندگی قیر بالا رفته، سنگدانه ها بهتر به هم چسبیده وهر سه نقیصه بر طرف می‌شود.

2-2-3 در بسیاری جاها از آسفالت کم ضخامت برای پوشاندن جاده های خاکی استفاده می‌شود دلایل این استفاده، بهبود کیفیت رانندگی و افزایش مقاومت در برابر لیز خوردن ماشینها است.

لایه نازک آسفالت با چند اشکال عمده روبروست.

سنگدانه های آن خیلی زود بر اثر خستگی (معمولا در هوای سرد) کنده می‌شوند. با استفاده از پلیمرها می‌توان قیری انعطاف پذیر تر که در دمای سرد خاصیت ارتجاعی را حفظ می‌کند به کار گرفت و از ترد شدن آسفالت و کنده شدن سنگدانه های آن جلوگیری کرد.

لایه نازک آسفالت در هوای گرم شل می‌شود و بر اثر تنشهای برشی وارده مثل ترمز ماشینها به سرعت جمع می‌شود که با استفاده از پلیمر دمای روانی قیر را می‌توان طوری بالا برد که در هوای گرم جاری نشود.

مشکل لایه های نازک آسفالت این است که چنانچه در لایه های زیرین (Pavement) آنها ترکی رخ دهد. این ترک به سرعت به آسفالت منتقل شده و سطح آنرا می‌شکافد. چسبندگی زیاد PMB ها این نقیصه را نیز بر طرف می‌سازد.

همچنین در مورد جاهایی که سطح جاده را با سنگدانه (Chipping) می‌پوشانند، برای چسباندن سنگها به جاده، به آستری از قیر احتیاج داریم که PMB ها به علت چسبندگی زیاد می‌توانند آستر مناسبی برای این کار باشند.

2-2-4 در مورد آسفالت گرم که لایه ای کلفت از آسفالت فشرده می‌باشد و در برابر خستگی مقاومت زیادی دارد مساله مطرح کار آیی کم آسفالت هنگام بخش کردن، مخصوصا در هوای سرد است. PMB با استفاده از قیر انعطاف پذیرتر این مشکل را بر طرف می‌کند همچنین از ایجاد شیار جلوگیری کرده، مقاومت در برابر خستگی را افزایش می‌دهد.

2-3 مشکلات استفاده از قیر پلیمری

2-3-1 چسبندگی PMB ها از قیر معمولی بسیار بیشتر است. این ماده به هر سطحی که با آن تماس پیدا کند مانند مخزن ذخیره قیر، کامیون حمل مواد و … می‌چسبد به طوری که تمیز کردن این سطوح پس از استفاده کاری بس دشوار است. ولی اگر خوشبینانه نگاه کنیم می‌بینیم همین چسبندگی زیاد مواد پلیمری، منشا ایجاد خواص مطلوب در قیر می‌باشد.

2-3-2 هنگامی‌که پلیمر و قیر باهم مخلوط می‌شوند و برای استفاده بعدی نگهداری می‌شوند، مخلوط قیر و پلیمر گرایش دارند از یکدیگر جدا شوند. بنابراین یکی از مشکلات واقعی نگهداری و ذخیره PMB به صورت یک مخلوط هموژن است. برخی پلیمرها گرایش به ته نشین شدن دارند ولی در بیشتر موارد قیر ته نشین می‌شود و مواد پلیمری روی آن قرار می‌گیرند.

اخیرا در صنعت تانکرهایی عمومی‌ساخته شده اند که به مخلوط کنهای مخصوصی مجهزند و برای نگهداری PMB به کار می‌روند.

2-3-3 قابلیت پمپ شدن مواد نیز می‌تواند به یک معضل تبدیل شود. زیرا غیر از موارد استثنائی که از قیر نر متر استفاده می‌کنیم با استفاده از پلیمر در قیر معمولی نقطه نرمی‌قیر افزایش می‌یابد و در نتیجه قیر در دمای معمولی سخت می‌گردد. بنابراین یک پیمانکار ماهر باید بتواند مخلوط را داغ نگهدارد و به موقع به مکان مورد نظر رسانده. پخش کند و قبل از سرد شدن مواد، آسفالت را متراکم و هموار سازد.

3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت

از دیگر موارد استفاده مواد پلیمری در آسفالت به کار گیری مشهای مسلح کننده آسفالت است می‌دانیم یکی از مشکلات متداول آسفالت پدید آمدن ترکهای عمیق در لایه های زیرین و انعکاس آن به لایه های رویی می‌باشد.

ترکهای انعکاسی به دو علت به وجود می‌آیند.

بر اثر حرکات افقی صفحات بتنی زیرین به خاطر تنشهای حرارتی و  انبساط و انقباض صفحات که به دلیل تغییرات دمای روزانه و فصلی به وقوع می‌پیوندد، روکش آسفالت در محل درز این صفحات بر اثر حرکات آنها ترک خورده و این ترک گسترش می‌یابد (شکل 3)

بر اثر حرکت چرخ ماشینها از روی درز بین دو صفحه بتنی تنش برشی شدیدی در آسفالت به وجود می‌آید که باعث ترک خوردن آن می‌شود (شکل 4) 

علت اصلی ترک خوردن آسفالت، مقاومت کششی ناچیز آن می‌باشد. به همین خاطر مقاومت آسفالت در برابر کرنشهای زیاد نیز کم است و زود ترک می‌خورد. بهترین راه جلوگیری از ترک خوردن مسلح کردن آسفالت توسط مشهای انعطاف پذیر می‌باشد.

3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟

این شبکه های مسلح کننده یا دو عملکرد مهم از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند.

مقاومت کشی آسفالت را افزایش می‌دهند.

قسمت مهمی‌از تنش وارد بر آسفالت را جذب کرده، آن را در محیط وسیعی پراکنده می‌سازند. به همین خاطر با استفاده از این شبکه ها به جای یک ترک طولانی باز، تعداد زیادی ترک ریز و پراکنده خواهیم داشت.

آزمایشها نشان می‌دهند که تنش و کرنش کسیختگی در نمونه های مسلح شده توسط شبکه های تسلیح تا حدود 50% افزایش می‌یابند (شکل 5)

علاوه بر جلوگیری از ترک خوردن، این شبکه ها از ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر بار ترافیکی زیاد جلوگیری کرده مقاومت در برابر  خستگی را نیز افزایش می‌دهند.

اثر دیگر این شبکه ها کاهش نرخ ایجاد ترک می‌باشد. زیرا یکی از عوامل موثر بر سرعت ایجاد ترک، بزرگی تنش موجود می‌باشد و این شبکه ها با کاستن تنش سرعت ایجاد ترک را نیز کاهش می‌دهند.

 هنگام خرید لطفا مشخصات و آدرس ایمیل خود را با دقت وارد کنید چون یک نسخه از لینک دانلود به آدرس ایمیل وارد شده هنگام خرید ارسال می شود . آدرس ایمیل با www. آغاز نمی شود .

خرید و دانلود کلیک کنید