نشریه شهر و ساختمان
پیاپی 105 (مهر 1396)

زیرساخت ها از مصالح مختلفی ساخته می شوند. این مقاله به بررسی سازه های موجود در مهندسی عمران به خصوص بتن و آسفالت می پردازد . انتظار عموم از چنین زیرساخت هایی ، خدمت پذیری و کارایی بالا ، دوام زیاد و اثرات منفی اکولوژیکی بسیار محدود می باشد. استفاده از مصالح خود ترمیم شونده باعث ایجاد راه حل هایی برای حل این مسئله شده است. همچنین مروری کلی بر توسعه و پیشرفت های جدید حاصل شده در مورد اثر خود ترمیمی ترک ها در مصالح سیمانی و بتن آسفالتی انجام می شود. اولین طرح مورد بحث در مورد بتن باکتریایی می باشد که طی آن باکتری ها در بتن مخلوط می شوند و باعث ایجاد رسوب کلسیت در ترک می شود که باعث آب بندی شدن و افزایش دوام سازه های بتنی می شود. در حالت بعد ، مصالح سیمانی مسلح فیبری هیبریدی که می توانند به صورت مکانیکی ترک ها را در حین وقوع ترمیم نمایند ، مورد بررسی قرار می گیرند. آخرین ترکیب ارائه شده در این مقاله در مورد لکه گیری در بتن آسفالتی متخلخل و نحوه ترمیم خرابی توسط ایجاد غلاف های بسیار کوچک محصور شده یا رشته الیاف های فولادی می باشد. نتایج حاصل شده از تمام پروژه های نشان می دهند که پدیده خود ترمیم شوندگی یک معجزه نیست ، اما می توان مصالح را با استفاده از این پدیده طراحی نمود.

استفاده از روکش بتنی بر روی لایه آسفالتی تخریب یکی از روش های تعمیر و نگهداری است که با قراردادن دال بتنی با ضخامت 10 تا 5 سانتیمتر بر روی لایه آسفالتی قدیمی انجام می شود. این روسازی مرکب در محل هایی مانند تقاطع ها که پتانسیل بروز شیارشدگی و جمع شدگی در آن ها وجود دارد استفاده می شود. به کمک ابزار المان محدود، می توان رفتار مکانیکی این روسازی مرکب را ارزیابی کرد. در این پژوهش اثر پارامترهای مرتبط با طراحی مانند ضخامت لایه ها، خصوصیات مکانیکی و ابعاد دال ها بر تنش ها و کرنش های بوجودآمده در سیستم روسازی ارزیابی شده است. با استفاده از نرم افزار اجزای محدود انسیس، مدل سه بعدی روسازی در پنج لایه روکش بتنی، لایه آسفالتی، اساس، زیراساس و خاک بستر ساخته شده و با درنظرگرفتن رفتار الاستیک برای لایه ها آنالیز حساسیت پارامترهای طراحی بر روی تنش ها و کرنش ها در گوشه، لبه و داخل دال ها انجام شده است. نتایج نشان داد، اتصال دال بتنی به لایه زیرین و همچنین مدول لایه آسفالتی زیرین، از مهم ترین پارامترهای اثر گذار بر مقادیر تنش و کرنش در لایه بتنی هستند.

روسازی مرکب به روسازی اطلاق می شود که لایه آن از دو رویه از جنس بتن و آسفالت تشکیل شده باشد. بسته به اینکه لایه بتنی بالاتر قرار گیرد یا لایه آسفالتی، نوع طراحی و اجرای روسازی مرکب با کیفیت متفاوت خواهد بود ولی در متداول ترین نوع روسازی مرکب لایه آسفالتی بالاتر از لایه بتنی یک لایه روسازی آسفالتی باکیفیت روی روسازی بتنی قدیمی اجرا می شود و هدف ارتقای کیفیت سطح راه هست. این قرار می گیرد. در این حالت عموما بررسی در روسازی های مرکب با اساس بتنی و روکش بتن آسفالتی در حالتی که دولایه به طور کامل به هم چسبیده اند صورت گرفته است. روسازی راه به دلیل قدمت دیرینه ای که در جهان و نیز در ایران دارد، همواره از دیرباز موردتوجه مهندسین بوده است. به تدریج و با شکل گیری قالب استاندارد برای اجتناب ناپذیر روسازی های انعطاف پذیرو صلب، لزوم تهیه برنامه های کامپیوتری و تحلیل عددی روسازی ها جهت صرف زمان کمتر و بررسی دقیق تر کاملا می نمود. در این پروژه سعی بر آن بوده است که روسازی انعطاف پذیرآسفالتی تحت اثر بارگذاری قائم در بالای رویه مورد بررسی قرارگرفته و توسط تئوری الاستیسیته و فرض ساده کننده روش برمیستر جهت مدل لایه ای، تئوری ریاضی مربوط بسط داده شده و پایه های یک برنامه کامپیوتری بر اساس آن شکل گرفته است. در این مقاله به طور موردی بر اساس اطلاعات موجود برای آزادراه کرج- قزوین یک روسازی انعطاف پذیرو یک روسازی مرکب به روش آشتو طراحی گردیده است و هزینه احداث و ترمیم و نگهداری و همچنین مشخصات فنی آن ها مورد مقایسه قرارگرفته اند. نشان داده می شود که هزینه احداث روسازی مرکب متشکل از اساس بتنی، رویه آسفالتی و زیراساس شن و ماسه ای بیشتر از روسازی انعطاف پذیرمعمول است اما در کل دوره بهره برداری که 50 سال در نظر گرفته شده است این اختلاف کم شده و حتی هزینه کل روسازی مرکب از روسازی انعطاف پذیرکمتر هم می شود.

حمل و نقل از آن دست نیازهای جوامع انسانی بوده که به دلیل نقش غیر قابل انکارش در طول اعصار، آدمی را به استفاده از جدیدترین فناوری ها واداشته است و این کاربری ها خود سرمنشا تحولاتی ژرف در زندگی ایشان شده اند. یکی از این فناوری ها، سامانه های هوشمند حمل و نقل است، که به سامانه هایی گفته می شود که با استفاده از برنامه ریزی های انجام شده روی آن ها، برخی از عملیات کنترلی (کنترل جریان تردد، مقررات ترافیکی یا عوارضی) و یا اطلاعاتی (آمارگیری، اطلاع سانی به رانندگان و برداشت اطلاعات) را در زمینه حمل و نقل و ترافیک انجام می دهند. در این پژوهش سعی بر آن است تا بتواند از استفاده از شاخص های ترافیکی روشی نوین در مکان یابی سیستم هوشمند حمل و نقل در شهر شیراز ارایه دهد.

تغییر به سمت یک زیرساخت هوشمند چالش های جدیدی در ارتباط با امنیت سایبری را برای سیستم ها و به تبع آن اپراتورها و زیرساخت های موجود بوجود می آرود. برخلاف ایمنی که در سیستم های سنتی بیشتر مورد توجه بود، امروزه با چالش بزرگی به نام امنیت سایبری مواجه هستیم که هدف آن حفاظت از سیستم ها در برابر تهدیدات احتمالی متعدد، به روز و پیچیده است. در حال حاضر، تهدیدات سایبری به سیستم های حمل و نقل عمومی هوشمند نیز راه پیدا کرده اند. سیستم های قدیمی دائما در معرض تغییر و تحول هستند و با پیدایش شهرهای هوشمند این سیستم ها به یکدیگر متصل شده اند که در نتیجه آن وقوع هر آسیب پذیری و تهدیدی ممکن است کل سیستم را در معرض خطر قرار دهد. در مورد حمل و نقل عمومی هوشمند، وقتی یک مهاجم بتواند کنترل یک سیستم را به دست آورد از لحاظ نظری می تواند کنترل سایر سیستم هایی که به آن متصل هستند را به دست آورد. این امر نشان دهنده اهمیت برقراری امنیت در چنین سیستم هایی است. در این راستا، پژوهش حاضر معطوف به بررسی حمل و نقل عمومی هوشمند در شهرهای هوشمند از دیدگاه امنیت سایبری و تعریف یک مدل معماری جهت طبقه بندی حملات و تهدیدات سایبری در این سیستم ها و ارائه راه کارهای لازم جهت مصونیت در برابر تهدیدات عمدی است.

قیمت بالای قیر از یک سو و ارزانی و فراوانی سیمان از سوی دیگر، فکر و زمینه جایگزینی روسازی های آسفالتی را با روسازی های بتنی فراهم نموده است . روسازی بتنی به علت هزینه بالایی که در گذشته داشته، مورد استقبال قرار نمی گرفته، اما با گذشت زمان، این هزینه نسبت به آسفالت کاهش یافته و در حال حاضر با وجود مزایایی ، همچون شیار شدگی کم، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری زیاد، بهسازی کمتر در طول یک دوره زمانی و ایمنی بالاتری که نسبت به آسفالت دارد، مورد استقبال بیشتری قرار گرفته است .در این مقاله ویژگی بتن غلتکی که تقریبا اغلب خواص مطلوب روسازی های بتنی را داشته و از طرف دیگر هزینه ساخت آن کمتر و اجرای آن آسانتر از روسازی های متداول بتنی است، معرفی می گردد و به مقایسه فنی، اجرایی و اقتصادی بتن غلتکی با روسازی آسفالتی از جمله مصرف سیمان کمتر نسبت به بتن معمولی، امکان استفاده از وسایل اجرای متداول در ساخت روسازی های آسفالتی، امکان استفاده از مصالح با کیفیت کمتر از استاندارد بتن معمولی و عدم نیاز به آرماتور ، قالب بندی و تعبیه درز پرداخته، در نهایت با استفاده از جداول تهیه شده و ضخامت هر یک از لایه ها، قیمت تمام شده هر دو نوع روسازی آسفالتی و غلتکی محاسبه و مقایسه شده است .

بتن غلتکی بتنی با اسلامپ صفر می باشد که در ساخت روسازی راه استفاده می شود که توانایی تحمل بارهای ترافیکی سنگین و شرایط آب و هوایی سخت را داراست. این نوع بتن به دلیل قابلیت های اقتصادی و زیست محیطی از جمله کاهش هزینه های ساخت و نگهداری و همچنین سازگاری بیشتربا محیط زیست مورد توجه می باشد. این مقاله نتایج مطالعات آزمایشگاهی بر روی تاثیر پوزولان طبیعی بر مشخصات مکانیکی نمونه های بتن غلتکی را نشان می دهد. برای ساخت نمونه ها عیار مواد سیمانی 320 کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته شد.. از سوی دیگر سعی شده است که مشکل عدم وجود ریزدانه گذرنده از الک 100 کافی در سنگدانه های مناسب بتن ریزی در ایران با استفاده از پودر سنگ به صورت اجرایی مرتفع گردد. در این تحقیق آزمایش های سنجش کارایی(وی بی) مقاومت فشاری، کششی، خمشی بر روی نمونه ها در سنین 28.7 روز انجام شد . نتایج آزمایش ها نشان می دهد که هر چه میزان پوزولان افزایش می یابد مقاومت های فشاری، کششی نمونه ها کاهش می یابد.

بتن غلتکی مخلوط خشکی است که میزان آب مورد نیاز برای ساخت آن نسبت به بتن های معمولی کمتر است. استفاده از این نوع بتن ها در روسازی راه ها به منظور افزایش عمر سرویس دهی، کاهش هزینه های اجرا، تعمیر و نگه داری و همچنین صرفه جویی در مصرف مصالح بسیار مورد توجه بوده است. در مطالعات آزمایشگاهی پژوهش حاضر شش طرح مخلوط از نظر کارایی، مقاومت فشاری و دوام در برابر پوسته شدگی در حضور نمک های یخ زدا بررسی گردیده اند. از سرباره ی کوره ی بلند آهن گدازی به عنوان جایگزین بخشی از سیمان، در راستای کاهش هزینه ساخت بتن و کاهش مصرف سیمان استفاده گردیده است. همچنین از دوده سیلیسی نیز در طرح مخلوط های مختلف و به منظور بهبود خواص مکانیکی و دوامی بتن غلتکی استفاده شده است. نتایج حاصل حاکی از آن است که استفاده از سرباره گرچه موجب کاهش مصرف سیمان شده اما افت کارایی، کاهش مقاومت فشاری و کاهش شدید دوام در برابر پوسته شدگی را باعث شده است؛ اما استفاده از پودر میکرو سیلیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان هم به طور مجزا و هم به صورت ترکیبی با سرباره، در طرح مخلوط های مختلف، کارایی بتن غلتکی تازه را در محدوده مطلوب قرار داده و علاوه بر بهبود خواص مکانیکی، موجب بهبود شاخص دوام نیز گردیده است.