فهرست مطالب
مجله مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل
سال ششم شماره 4 (پیاپی 24، زمستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1400/02/04
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 1-20به موازات توسعه خطوط باری سنگین و پرسرعت، چالش مهم نگهداری و تعمیر بالاست دراین خطوط همواره مطرح بوده است. گرچه هزینه احداث خطوط بالاستی در مقایسه با خطوط بدون بالاست کمتر است و لیکن مساله حذف لایه بالاست و یا تثبیت آن به روش های گوناگون از جمله موضوعات مهم تحقیقات زیرسازی ریلی در دهه اخیر به شمار می رود. در این تحقیق با هدف جایگزینی بخشی از لایه بالاست در بخش زیر تراورس با خاک بستر تثبیت شده، امکان پذیری استفاده از نوع جدیدی از روسازی بدون بالاست مطرح شده است. در این راستا با استفاده از مصالح رسی تهیه شده از بستر راه آهن ارومیه - مراغه و افزودن درصدهای مختلفی از ماده شیمیایی تثبیت کننده به مصالح بستر، نمونه های مختلفی ساخته شده و تحت آزمایشات مختلفی اعم از تراکم، CBR، مقا.مت فشاری و مقاومت کششی قرار گرفته و نهایتا نتیجه گیری شده است که افزودن این ماده با درصد بهینه باعث کاهش رطوبت بهینه به میزان 31 درصد و افزایش مقاومت فشاری،کششی و برشی به ترتیب به میزان به میزان 46 و 20 و 67 درصد گردیده است. در گام دوم نمونه های تثبیت شده با درصد های مختلف ماده RRP تحت آزمایش سیکلیک تک محوری قرار داده شده و رفتار نشست- تعداد سیکل آنها تحت فشار معادل بار بهربرداری راه آهن در100000 سیکل مورد بررسی قرار گرفته است. به عنوان نتیجه این بخش با لحاظ افزایش سختی و کاهش نشست، نمونه با درصد ماده تثبیت کننده و از لحاظ میرایی نمونه با 1.52E-02 درصد ماده تثبیت کننده بهترین عملکرد را داشته و به ترتیب باعث 28 درصد کاهش نشست و 25 درصدافزایش میرایی شده اند. در مجموع با لحاظ نتایج آزمایشات استاتیکی و دینامیکی و مسایل اقتصادی مقدار به عنوان درصد بهینه قابل استفاده ماده افزودنی به منظور تثبیت بستر انتخاب شده است.کلیدواژگان: ماده RRP، تثبیت بستر، خطوط بالاستی، آزمایش جعبه بالاست
-
صفحات 21-35در این مطالعه، خواص فیزیکی و ریولوژیکی قیر حاوی درصدهای مختلف خاکستر لجن فاضلاب مورد ارزیابی قرار گرفت. به این منظور خاکستر حاصل از سوزاندن لجن فاضلاب در دمای C 900 به عنوان ماده افزودنی به قیر در درصدهای 0، 2.5، 5 و 7.5 درصد مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص فیزیکی و ریولوژیکی نمونههای مختلف، آزمایشهای درجه نفوذ، نقطه نرمی، شکلپذیری، ویسکوزیته چرخشی، ریومتر برش دینامیکی و ریومتر تیرچه خمشی انجام شد. نتایج آزمایش نشان دادند که با افزایش درصد خاکستر لجن فاضلاب درجه نفوذ و مقدار شکل پذیری قیر کاهش و نقطه نرمی افزایش مییابد. افزودن خاکستر لجن فاضلاب ویسکوزیته چرخشی قیر افزایش میدهد اما با این حال از مقدار مجاز 3 پاسکال. ثانیه بسیار کمتر است. نتایج آزمایش ریومتر برش دینامیکی نشان دادند که افزودن خاکستر لجن فاضلاب به قیر، مقاومت در برابر شیار شدگی را افزایش و عمر خستگی را کاهش میدهد. همچنین افزودن خاکستر لجن فاضلاب، پتانسیل وقوع ترکهای برودتی را افزایش میدهد.کلیدواژگان: خاکستر لجن فاضلاب، خواص فیزیکی قیر، مقاومت در برابر شیار شدگی، عمر خستگی، ترکهای برودتی
-
صفحات 35-56
استفاده از قطعات بتنی در تونلسازی همواره با ترک های عریض ناشی از ضربه جک تراست دستگاه مکانیزه حفاری در طول نصب قطعات و یا نیروهای به وجود آمده در مرحله انتقال همراه است. از سوی دیگر، به دلیل هزینه های نیروی انسانی و زمان ساخت طولانی، امروزه استفاده از بتن الیافی مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از الیاف، خواص مکانیکی قطعه بتنی بهبود یافته و در مقابل تنش های کششی بسیار زیاد، عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهد. تحقیق حاضر، با هدفتجزیه و تحلیل اثر جایگزینی الیاف فولادی با آرماتور در قطعه های بتن مسلح تونل سازی با استفاده از روش مبتنی بر فاصله انجام شده است. در این پژوهش، ابتدا به بررسی آیین نامه ها و استانداردهای طراحی قطعه های بتن الیافی مورد استفاده در تونل پرداخته شده است. سپس، با استفاده از شبیهسازی عددی، قطعه های بتن مسلح در نرم افزار اجزای محدود آباکوس تحت بارگذاری قرار گرفته اند. قطعههای مدلسازی شده شامل سه نوع قطعه بتن مسلح با آرماتور و قطعه مسلح شده با آرماتور و الیاف، از طریق جایگزینی آرماتور با الیاف به میزان 5/0 و 0/1 درصد حجمی بتن است. در نهایت، با توجه به خواص مکانیکی نظیر ظرفیت فشاری، کششی و خمشی و همچنین، تحلیل اقتصادی صورت گرفته بر مبنای روش مبتنی بر فاصله، قطعه طراحی شده با بتن الیافی 0/1 درصد نسبت به دو نوع قطعه دیگر 33 درصد برتری دارد.
کلیدواژگان: تونل، قطعه بتنی، بتن الیافی، شبیه سازی عددی، رفتار کششی خمشی، الیاف فولادی، آباکوس، DBA -
صفحات 57-81امروزه با توجه به کمبود منابع انرژی، نقش اقتصادی و زیست محیطی استفاده مجدد از مصالح آسفالتی بازیافتی بر کسی پوشیده نیست. یکی از کاربردهای مصالح بازیافتی استفاده در لایه های مختلف روسازی های آسفالتی می باشد. با توجه به اهمیت حفظ منابع طبیعی و محیط زیست و همچنین رایج بودن ترک های انعکاسی در روسازی های آسفالتی که بر روی روسازی های قدیمی اجرا می شوند، در این پژوهش مشخصات مکانیک شکست تیرچه های آسفالتی با 4 نوع میان لایه مختلف (آسفالت ماسه ای، اساس تثبیت شده با سیمان، آسفالت بازیافتی و آسفالت بازیافتی تثبیت شده با قیر) و سه حالت قرارگیری ترک در نمونه (ترک میانی، ترک کناری و ترک دوگانه) با استفاده از آزمون خمش سه نقطه-ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر نوع میان لایه بر سرعت و نرخ رشد ترک های انعکاسی بوده است. نتایج این تحقیق نشان دهنده عملکرد مناسب میان لایه آسفالت بازیافتی تثبیت شده با قیر نسبت به بقیه میان لایه ها می باشد.کلیدواژگان: میان لایه مستهلک کننده ترک، آسفالت بازیافتی، اساس تثبیت شده با سیمان، آسفالت ماسه ای، مکانیک شکست
-
صفحات 81-98
تاکنون تحقیقات متعددی در زمینه اولویت بندی تخصیص منابع به پل ها برای بهبود تاب آوری شبکه های حمل و نقل انجام شده است.بسیاری این تحقیقات، شناسایی پل های مهم در یک شبکه ثابت و بدون تغییر توپولوژی را مورد بررسی قرار داده اند. اما در بسیاری از شبکه ها، احتمال تغییر و توسعه ساختاری در آینده وجود دارد که منجر به تغییر در تراکم و توپولوژی شبکه خواهد شد. این تغییرات، اهمیت پل ها را نسبت به شرایط اولیه مبنا در تصمیم گیری برای تخصیص منبع تغییر می دهد. بنابراین نمی توان در انتخاب سبد بهینه پل ها تغییرات اهمیت آن ها در آینده را درنظر نگرفت. همچنین شناسایی پل هایی که صرفنظر از تغییرات شبکه در آینده، هموار در اولویت هستند، به تصمیم گیری بهینه در شرایط محدودیت منابع کمک می کند. در این مقاله یک شاخص با عنوان اهمیت تجمعی پل (〖CI〗_b) ارایه شده که با در نظر گرفتن تغییرات اهمیت پل ها در دوره های مختلف توسعه، سبد بهینه را تعیین می کند. جهت بیان نحوه استفاده از این شاخص یک مثال عددی ارایه شده است. نتایج این مثال نشان می دهد که استفاده از شاخص CIb باعث انتخاب پل های متفاوتی نسبت به سبد بهینه انتخاب شده با رویکردهای متداول می شود. به عنوان نمونه پل AE-AM ابتدا در سبد بهینه اولیه قرار داشت، اما استفاده از شاخص CIb باعث شد تا این پل از سبد بهینه اصلاح شده حذف شود؛ زیرا اهمیت این پل طی دو مرحله توسعه شبکه از 0.0961 به 0.0729 کاهش می یابد. در مقابل پل AA-AZدر ابتدا در سبد بهنیه اولیه قرار نداشت، اما به دلیل افزایش اهمیت این پل از 0.0378 به 0.2248، طی توسعه شبکه، در سبد بهینه اصلاح شده قرار گرفت.
کلیدواژگان: پل، توپولوژی، شبکه حمل و نقل، تاب آوری، بهینه سازی -
صفحات 99-120از آنجایی که میکروسرفیسینگ یکی از روش های مهم در نگهداری پیشگیرانه راه ها محسوب می شود، برای ادارات راه و شهرسازی این موضوع مهم است که این نوع آسفالت حفاظتی طوری طراحی شده که دارای عملکرد مناسب و بیشترین عمر بهره وری باشد. در این تحقیق نوعی خاص از این آسفالت سرد که با استفاده از مصالح رنگی معدنی ساخته می شود، مورد بررسی دقیق تر قرار گرفت. به صورت جامع تر هدف از این پژوهش امکان سنجی بکارگیری رنگدانه قرمز اکسید آهن در طرح اختلاط میکروسرفیسینگ جهت تغییر رنگ این نوع آسفالت و ارزیابی عملکرد آن است. در این راستا، ابتدا مشخصات فیزیکی و شیمیایی مصالح سنگی و رنگدانه مورد ارزیابی قرار گرفته و سپس به منظور ارزیابی عملکرد مخلوط میکروسرفیسینگ حاوی رنگدانه، از 4 ترکیب مختلف حاوی صفر، 3، 6 و 9 درصد رنگدانه هر کدام در سه سطح متفاوت از قیر امولسیون استفاده گردید. سنجش نمونه های آسفالتی به واسطه آزمایش های چسبندگی، چرخ بارگذاری شده و سایش در شرایط مرطوب مطابق با دستورالعمل ISSA A143 انجام شد. نتایج طراحی حاکی از آن بود که مخلوط های حاوی رنگدانه قرمز اکسید آهن، الزام های آیین نامه را برآورده کرده و همچنین مخلوط حاوی 9 درصد رنگدانه اکسید آهن دارای بهترین عملکرد در میان مخلوط ها بوده است. همچنین مشخص گردید این مخلوط نسبت به نمونه شاهد دارای 1/1 درصد قیر امولسیون بیشتر به منظور دستیابی به چسبندگی مناسب در زمان مشخص است. نتایج دیگر آزمایش ها بر روی نمونه ها به طور واضح نشان داد که مخلوطهای رنگدانه قرمز اکسید آهن به دلیل برخورداری از خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی مطلوب با قیر امولسیون سازگاری بسیار مناسبی داشته و مخلوط حاوی 9 درصد رنگدانه اکسید آهن موجب بهبود عملکرد میکروسرفیسینگ شامل افزایش چسبندگی در مدت زمان 30 و 60 دقیقه به ترتیب به میزان 6/41 و 7/21 درصد، افزایش مقاومت در برابر سایش به میزان 92/27 درصد و کاهش جابهجایی عمودی به میزان 5/52 درصد خواهد شد.کلیدواژگان: آسفالت حفاظتی رنگی، رنگدانه غیرآلی اکسید آهن، میکروسرفیسینگ
-
صفحات 121-136استفاده از بازشوهای عرضی در تیرهای بتن مسلح پل ها جهت عبور تاسیسات، می تواند منجر به کاهش ارتفاع عرشه پل و در نتیجه باعث کاهش ارتفاع کلی و لنگر وارده به فنداسیون و نیز افزایش ارتفاع موثر زیر گذر پل ها شود. از طرفی بازشو در تیرها باعث تمرکز تنش در نقاط بحرانی حول بازشو، کاهش در ظرفیت باربری تیر و در نتیجه تغییر شکل و خیز زیاد و بازتوزیع نیروها در سایر اعضاء خواهد شد. در این پژوهش به بررسی رفتار تیرهای بتن مسلح پل ها که دارای بازشوهای عرضی مدور در جان هستندپرداخته شده است، و از روش اجزاء محدود بااستفاده ازنرم افزار آباکوس، از نتایج آزمایشگاهی نمونه تیر بتنی 28 روزه دارای بازشو، جهت صحت سنجی مدل سازی استفاده شده است. برای بارگذاری تیر ها در این آزمایش از دو بار متمرکز و متقارن که به فاصله ی 40 سانتی متر از یکدیگر قرار دارند، بصورت افزاینده استفاده شده است. پس از بررسی و مقایسه نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی مشخص شد که نتایج مدل سازی اجزاء محدود تطابق خوبی با اطلاعات آزمایشگاهی دارد. پارامترهایی همچون ابعاد بازشوی مدور در جان تیر، موقعیت نسبی بازشوی مدور در ارتفاع و طول تیر، چیدمان آرماتور جان و تاثیر غلاف فولادی پیشنهادی در محل بازشو ازمواردی است که در مدل سازی ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که وجود همزمان خاموت های کوچک در بالا و پایین بازشو و خاموت های مایل اطراف بازشو، باعث افزایش بار نهایی تیر سوراخ دار تا نزدیکی بار نهایی تیر توپر شده است و استفاده از غلاف فولادی پیشنهادی در محل بازشو، سبب افزایش ظرفیت باربری تیر شده است، طوری که با بکارگیری غلاف فولادی، بار نهایی تحمل شده توسط نمونه های مدل شده تا حدود 30 درصد افزایش یافته و در مقایسه با ظرفیت تیر بدون بازشو تنها 3 درصد اختلاف نشان داده است.کلیدواژگان: بازشوهای عرضی مدور، تیر بتن مسلح پل ها، چیدمان آرماتور جان، غلاف فولادی
-
Pages 1-20By developing in freight and high-speed railways, maintenance of ballast becomes an important challenge. Although the constructing of ballasted railways is significantly lower than ballast less types, stabilizing and removing the ballast layer is an important research topic. In this study with the aim of removing part of ballast and replacing with stabilized clayey soil, the possibility of using as a new type of ballast less railway has been proposed. In this regard, the clayey soil prepared from the Urmia Railway Station was used to mix with different percentages of stabilizing chemical Royal Road Packer 2-3-5 (RRP) material. Samples were made and different tests such as Optimum Water Content, Compressive, Tensile strength and Shear were carried out. Results showed that adding 1.52×〖10〗^(-2) percent of RRP reduces the optimum water content by 31% and increase the Compressive, tensile strength and shear to 46, 20 and 67% respectively. In the second step, stabilized samples with different percentages of RRP were subjected to a uniaxial cyclic loading test to evaluate displacement-cycle number behavior under railway operating equivalent loading with 100000 cycles were investigated. As a result, the sample with 2.73×〖10〗^(-2) percent RRP had largest hardness and lowest settlement. In view of damping, the sample with 1.52×〖10〗^(-2) percent RRP had the best performance and caused a 28% reduction in settlement and 25% increase in damping. Generally in term of static and dynamic tests results and economic issue, the value of 1.52×〖10〗^(-2)has been selected as optimal percent of usable additive.Keywords: ballasted railway, Ballast box Test, Stabilization of Ballast formation
-
Pages 21-35In this study, the physical and rheological properties of bitumen containing different percentages of sewage sludge ash (SSA) were evaluated. For this purpose, the sewage sludge was burned at 900˚C, and remaining ash was used as bitumen additive in 0, 2.5, 5, and 7.5 percent by the weight of base bitumen. The penetration test, softening point test, ductility test, rotational viscometer test, dynamic shear rheometer test, and bending beam rheometer test were performed to evaluate the physical and rheological properties of different samples. The results showed that by increasing the SSA, the penetration and ductility of bitumen decrease, and the softening point increases. The addition of SSA increases the rotational viscosity of bitumen, but it is still much less than the allowable value of 3 Pascal. Second. The dynamic shear rheometer test showed that the addition of SSA to bitumen increases the rutting resistance and decreases the fatigue life of specimens. Also, the addition of SSA increases the potential of low temperature cracking.Keywords: sewage sludge ash, physical properties of bitumen, Rutting resistance, Fatigue life, low temperature cracking
-
Pages 35-56
Application of the concrete segments used in tunneling always lead to extensive cracks due to the impact of trust jack or forces created in the transportation stage. On the other hand, use of fiber reinforced concrete is of great interest because of reducing labor costs. Inclusion of fibers in concrete segments improves the mechanical properties and results in resisting high tensile stress. The purpose of this investigation is analysis of the replacement effect of steel fibers with bars in reinforced concrete segments applied in tunneling by using DBA method. Firstly, requirements and standards of fiber reinforced concrete segments were studied. Then, reinforced concrete segments simulated by ABAQUS finite element software were loaded. One of the reinforced concrete segments included reinforced concrete segment with steel bars. Also, to evaluate the replacement effect of steel fibers with bars, two steel fiber reinforced concrete segments with 0.5 and 1.0 percentage of volume content were simulated. Finally, the results obtained from DBA method considering compressive, tensile, and flexural capacity and cost showed that the reinforced concrete segment with 1.0% volume content of steel fiber was the most optimal among all reinforced concrete segments.
Keywords: Tunnel, Concrete segment, Numerical simulation, Steel fiber, DBA -
Pages 57-81Recently, reusing recycled asphalt pavement (RAP) has played an important role as a eco-friendly interlayer for enhancing the fracture properties of asphalt mixtures due to the lack of energy resources and the significat role of economic and environmental aspects. Thus, the aim of this study is to investigate the effects of different interlayer types on reflective cracks propagation. In this study, the fracture properties of asphalt slabs with 4 different interlayers (sand asphalt, cement-stabilized base, reclaimed asphalt pavement (RAP) and bitumen-stabilized RAP) and three modes of cracks in the specimen (middle cracks, lateral cracks and double cracks) using three-point bending test have been evaluated. Finally, the results of this study indicated that bitumen-stabilized RAP interlayer had a better performance in comparison with the other interlayers. In addition, the fracture force in the samples with bitumen-stabilized RAP interlaxyer is higher than other samples; however, its fracture energy is lower due to less deformation than sand asphalt interlaxyer, which can increase the bitumen required for stabilization of reclaimed asphalt pavement (RAP) or use bitumen rejuvenating materials.Keywords: Cement-stabilized base, Crack relief interlayer, Fracture properties, Reclaimed asphalt pavement, Sand Asphalt
-
Pages 81-98
So far, several studies have been conducted to prioritize the allocation of resources to bridges to improve the resilience of transportation networks. Many of these studies have examined the identification of important bridges in a fixed network without changing the topology. But in many networks, there is a possibility of structural change and development in the future that will lead to changes in network density and topology. This changes the importance of the bridges relative to the basic conditions in the decision to allocate the resource. Also, identifying bridges that are smoothly prioritized regardless of future network changes will help to make optimal decisions in the face of resource constraints. In this paper, an indicator called the cumulative importance of bridges is presented, which determines the optimal portfolio by considering the changes in the importance of bridges in different periods of development. A numerical example is provided to illustrate how to use this index. The results of this example show that the use of the index causes the selection of bridges to be different from the optimal selected portfolio with conventional approaches.
Keywords: Bridge, Topology, budget allocation, resilience optimization -
Pages 99-120Because microsurfacing is one of the most important methods in preventative maintenance of pavements, it is important for road and urban development departments that this type of surface treatment is designed and optimized to have the best performance and maximum service life. In this study, a special type of this cold asphalt mixture, which is made using mineral colored materials, was examined. In general, the aim of this study is to evaluate the applicability of using iron oxide red pigment in the microsurfacing mix design to change the color of this type of asphalt and evaluate its performance. In this regard, first, the physical and chemical specifications of aggregate and pigment materials were evaluated. Then to evaluate the performance of the microsurfacing mixtures containing pigments, 4 different compounds containing 0, 3, 6 and 9% of pigments were used in three different levels of bitumen emulsion. The results have been shown that mixtures containing red iron oxide pigments have passed the limitation of the International Slurry Surfacing Association (ISSA). The design results indicated that the mixtures containing red iron oxide pigment fulfilled the requirements of the regulations, and the mixture containing 9% of the iron oxide pigment had the best function among the mixtures. Also, this mixture had 1.1% more emulsion bitumen than the control sample in order to achieve the proper adhesion at the specified time. The results of the experiments on the other samples showed clearly that the mixtures containing red iron oxide pigment had a very good adaptation to the bitumen emulsion due to their favorable mechanical, chemical and physical properties. These features also led to the improvement of microsurfacing functions including the increased adhesion in 30 and 60 minutes by 41.6% and 21.7%, respectively, increase abrasion resistance by 27.92% and reduce vertical displacement by 52.5%.Keywords: Coloured Surface Treatment, Inorganic Red Iron Oxide Pigment, Microsurfacing
-
Pages 121-136The use of cross -sectional openings in bridges reinforced concrete beams to pass the installation can reduce the height of the bridge deck , thereby reducing the overall height and anchorage of the foundation and increasing the effective height under the bridges. On the other hand, the use of opening in the beams will cause stress at critical points around the openings, reducing the bearing capacity of the beams, excessive deformation and redistribution of force to other members. In this study, the behavior of reinforced concrete beams with circular cross-sectional openings is investigated using finite element method and with application of Abacus software, the experimental results of 28-day concrete beam specimen accuracy are investigated for validity. In this experiment, two symmetrical loads, 40 cm apart, were used incrementally for loading. After verifying the modeling accuracy and comparing the analytical and laboratory results, it was found that the finite element modeling results are near the laboratory data. Parameters such as circular openings dimensions in beam, relative position of circular openings in height and length of beam and effect of proposed steel sheath on openings are the issues that have been investigated in subsequent modeling. The results showed that the small bars at the top and bottom of the openings and around the openings increased the final load of the open beam to near the final load of the first beam. The use of the proposed steel sheath at the openings area increased the bearing capacity of the beam by approximately 30%. Therefore in compared with the capacity of the first beam, 3 Percentage of difference observed.Keywords: Transvers Openings, Reinforced Concrete Beam, Web Reinforcement Arrangement, Steel Sheath
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.