دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
تاریخچه روسازی راهها
راهسازان از زمان های قدیم بر لزوم و اهمیت روسازی راهها واقف بودند و بر حسب مورد از انواع روسازیها استفاده می کردند. روسازی راهها در مناطقی که دارای زمینهای سست و آب و هوائی مرطوب بود و برای حمل و نقل کالا و مسافرین از ارابه استفاده می شد بیشتر توسعه یافت. از سروسازیعای قدیمی که هنوز هم آثاری از آنجا بجا مانده میتوان خیابانهای بابل و روسازی راههای رومیان را نام برد. در بابل برای ساختن خیابانها و محافظت آنها در برابر طغیان رودخانه دجله از آجر و ملات قیر معدنی استفاده می کردند. روسازی کف خیابانها و دیوارهای دو طرف آن با آجر و ملات قیر معدنی ساخته می شد و سپس کف خیابان با استفاده از سنگ فرش می گردید. روسازی راههای رومیان از چند لایه تشکیل می شد که از پائین به بالا عبارت بودند از یک لایه 30 سانتی لاشه سنگ و ملات, یک لایه 20 سانتی متری پارع سنگ و قلوه سنگ, یک لایه 25 سانتی متری شن و خرده سنک و ملات و یک لیه 20 سانتی متری شن و ماسه خاکدار. روسازی راههای رومیان که صدها کیلومتر از آن به این روش ساخته شد و قسمتی از آن هنوز هم باقی مانده است, در خندقی که از کندن زمین مسیر راه به عمقی حدود یک متر بدست می آمد ساخته می شد.
در مناطقی نظیر ایران راهها معمولاً بدون روسازی ساخته می شد زیرا آب و هوای این مناطق گرم و خشک بود, آبادی ها از یکدیگر فاصله زیادی داشتند و برای حل و نقل کالا و رفت و آمد مسافرین از چهارپایان استفاده می شد. از روسازی فقط در مواردی که راه از زمینهای سست, نمکزار, آب گیر و یا لجنی عبور میکرد استفاده می شد.
هدف از روسازی
هدف از روسازی راه و یا فرودگاه احداث یک سطح صاف و هموار و در عین حال با ایمنی کافی برای استفاده کنندگان از راه یا فرودگاه است. روسازی باید طوری طرح و ساخته شود که بتواند وزن وسائل نقلیه را تحمل کند و در هر شرایط جوی قابل استفاده باشد. زمین در حالت طبیعی معمولاً مقاومت کافی برای تحمل بارهای وارد از چرخهای وسایل نقیه سنگین نظیر کامیونها و هواپیماها را ندارد و بارگذاری این گونه خاکها موجب شکست برشی خاک و بوجود آمدن تغییر شکل های بیش از اندازه در آن می شود.
برای جلوگی از شکست برشی خاک و بوجود آمدن تغییر شکلهای دائم بیش از اندازه در آن, باید از شدت تنشهای فشاری قائم بر روی خاک کاسته شود. این عمل با قرار دادن لایه ای از مصلح مرغوب و با مقاومت زیاد بر روی خاک انجام می شود. جنس و ضخامت ین لایه که به روسازی موسوم است باید طوری باشد که ضمن آنکه میتواند شدت تنشهای فشاری قائم را بمیزان قابل تحمل خاک بستر روسازی کاهش دهد, خود نیز قادر به تحمل بارهای وارد به آن باشد.
لایه های روسازی
روسازی ها معمولاٌ از چندین لایه تشکیل میشوند. تعداد, ضخامت و جنس این لایه ها تابعی از مقاومت خاک و بستر روسازی, خصوصیات آمد و شد وسائل نقیه, شرایط جوی منطقه, مصالح موجود در محل و شرایط اقتصادی است. روسازی راههای با آمد و شد زیاد و فرودگاهها معمولاٌ از سه لایه متمایز رویه, اساس و زیر اساس که بر روی لایه متارکم شده خاک بستر روسازی قرار می گیرند تشکیل می شود.
لایه متراکم شده خاک بستر
لایه متراکم شده خاک بستر روسازی, لایه است ز اک زمین طبیعی که از مواد آلی و مواد مضره پاک شده و کوبیده شده باشد. در خاکریزها این لایه آخرین لایه خاکی است که ریخته شده و کوبیده می شود. در برش ها, این لایه, لایه کوبیده شده و آماده شده خاک زمین طیعی است.
لایه زیراساس
لایه زیراساس لایه ای است از مصالح نسبتاً مرغوب که بین لایه اساس و خاک بستر روسازی قرار می گیرد. لایه زیر اساس در راههائی که آمد و شد وسائل نقیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک بستر روسازی کم است بکار می رود. لایه زیراساس معمولاً از مصالح سنگ شکسته و یا شن و ماسه ساخته می شود.
لایه اساس
لایه اساس لایه ای است از مصالح مرغوب که بین لایه های رویه و زیر اساس یا بین لایه رویه و خاک بستر روسازی قرار م گیرد. لایه اساس از مصالح مرغوب نظیر سنگ شکسته, شن و ماسه شکسته, صلح تثبیت شده با قیر, آهک و سیمان ساخته می شود. لایه اساس در راههائی که آمد و شد وسائل نقلیه در آنها زیاد بوده و یا مقاومت خاک و بستر روسازی کم است از بتن آسفالتی کم قیر(اساس قیری) ساخته می شود.
لایه رویه
لایه رویه لایه ای است از جنس یلی مرغوب و با مقاومت نسبتاً زیاد که بالاترین لایه روسازی است و مستقیاً در تماس با چرخهای وسائل نقیه قرار دارد. لایه رویه در راههای با آمد و شد زیاد از مصالح مرغوب نظیر بتن آسفالتی یا بتن سیمانی ساخته می شود. در راههای با آمد و شد متوسط گاهی از رویه های آسفالت مخلوط در محل و یا رویه های آسفالت سطحی استفاده می شود. راههای با آمد و شد کم نظیر راههای روستائی و راههای فرعی ممکن است از رویه های شنی که عمر چندانی ندارند ساخته شوند.
عوامل مؤثر در طرح روسازی ها
روسازی ها معمولاً تحت تأثیر عوامل زیادی قرار دارند و از این نظیر طرح آنها در مقیسه با طرح پلها و ساختمانها و سایر ابنیه فنی از پیچیدگی یشتی برخوردار است. یکی از اشکلات مهم در طرح روسازی متغیر بودن عواملی است که در طرح روسازی مؤثرند. بعلت طول زیاد یک راه و با توجه به این امر که شرایط جوی, خصوصیات اک زین طیعی و نوع و تعداد وسایل نقلیه در طول راه متغیر است.
انواع روسازی ها
روسازی ها دارای انواع مختلف هستند که از نقطه نظر نحوه گسترش تنش در آنها و نحوه تحمل بارهای وارد آنها را میتوان به دو دسته کلی روسازی های انعطاف پیر و روسازی های سخت تقسیم کرد. روسازی های انعطاف پذیر که شامل انواع روسازیهای آسفالتی و شنی می باشند روسازی هایی هستند که در آنها از لایه های با سختی (ضریب ارتجاعی) کم استفاده می شود. این نوع روسازی ها بارهای خارجی را بدون گسترش زیاد و در یک سطح نسبتاً کوچک به خاک بستر روسازی منتقل می کنند. در مورد روسازی های قابل انعطاف, خاک بستر نقش فوق غلاده مهمی را در طرح روسازی بازی می کند و از این نظر بررسی و مطالعه خاک بستر روسازی باید با دقت بیشتری انجام شود.
خاک بستر
مقدمه
یکی از مهم ترین عواملی که در طرح روسازیها بخصوص روسازیهای انعطاف پذیر تأثیر دارد و باید دقیقاً مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد خصوصیات و مشخصات خاک بستر روسازی است و این امر از آن جهت اهمیت دارد که در حقیقت این خاک بستر روسازی است که نهایتاً باید تحمل کلیه بارهای وارد بر روسازی را بنماید. خاک بستر روسازی باید از لحاظ مقاومت و قابلیت تراکم مورد بررسی قرار گیرد تا رفتار و عملکرد روسازی در کوتاه مدت و دراز مدت مشخص شود.
بررسی های ژئوتکنیکی و نمونه برداری خاک
بررسی ها و مطالعات ژئوتکنیکی دارای اهمیت زیادی در طرح روسازی ها است. هرگاه این بررسی ها بصورت اصولی و صحیح انجام نشود، حتی با انجام آزمایشات متعدد و دقیق آزمایشگاهی بر روی نمونه های خاک بدست آمده هم ممکن است که نتوان اطلاعات مورد نظر را در مورد خاک بستر روسازی بدست آورد. این امر معمولاً منجر به طرح یک روسازی بیش طراحی شده و یا یک روسازی کم طراحی شده می شود.
اجزاء خاک
تمام اجزاء تشکیل دهنده خاک دارای اندازه یکسانی نیستند و بر حسب اندازه دانه ها این اجزاء به نامهای قلوه سنگ، شن، ماسه، لای و رس نامگذاری می شوند. در جدول 2-1 نام گذاری های متداول اجزاء خاک نشان داده شده است.
خاک هائی که مقادیر قابل توجه ای رس یا لای دارند بنام خاکهای رسی و یا لای دار موسوم هستند و مناسب برای عملیات راهسازی نمی باشند. اینگونه خاکها در اثر تماس با آب مرطوب شده و مقدار قابل توجهی از مقاومت خود را از دست می دهند. ضمناً خاکهای لای دار قابلیت تراکم خوبی ندارند و کوبیدن این نوع خاکها مشکلات زیادی را بهمراه دارد.
آزمایشهای سادة متعددی در کارگاه برای تشخیص لای از رس وجود دارد. مقاومت لای خشک شده کم است و هرگاه نمونه ای از این خاک در داخل کف دست قرار گیرد براحتی در میان فشار انگشتان دست خرد می شود. از طرف دیگرمقاومت رس در حالت خشک زیاد بوده و بسهولت با فشار انگشتان دست خرد نمی شود و فشار بیشتری برای خرد کردن آن لازم است.
تعیین دانه بندی خاک ها در آزمایشگاه با استفاده از الک و هیدرومتری انجام می شود. منظور از دانه بندی خاک تعیین درشتی و ریزی درصد اجزاء تشکیل دهنده آن است. برای تعیین دانه بندی قسمت درشت دانه خاک (معمولاً اجزاء بزرگتر از 075/0 میلی متر) از الک و برای تعیین دانه بندی قسمت زیردانه خاک از آزمایش هیدرومتری که بر اساس سرعت ته نشین شدن اجزاء خاک در آب (قانون استوکس) استوار است، استفاده می شود. الک هائی که بمنظور دانه بندی خاک بکار می روند اندازه های مختلفی دارند که برحسب میلی متر و یا شماره الک مشخص می شوند. در جدول 2-3 اندازه های متداول الک ها بر حسب میلی متر نشان داده شده است. استاندارد بکار برده شده در این کتاب سیستم الک های آمریکائی است که در ایران متداول می باشد و در آن شماره یک الک معرف تعداد سوراخهای مربع شکل در هر 5/2 سانتی متر است.
رده بندی خاکها
رده بندی خاکها معمولاً با استفاده از نتایج آزمایشات دانه بندی و حدود اتربرگ انجام می شود. در برخی از روشهای رده بندی خاک ممکن است که از سایر مشخصات خاک نیز استفاده شود.
در روش اشتوو یونیفاید، رده بندی خاک بر اساس دانه بندی و خواص خمیری خاک انجام می شود. در حالی که در روش BCEOM رده بندی خاک با استفاده از دانه بندی، حدود اتربرگ، هم ارز ماسه (ارزش ماسه ای)، تراکم، درصد رطوبت و درصد اشباع خاکصورت می گیرد.
تراکم خاک وروشهای کنترل آن
خاکها اصولاً مصالح تراکم پذیری هستند و در اثر بارگذاری از حجم فضائی آنها کاسته می شود. علت این کاهش حجم وجود فضائی است که توسط هوا در بین ذرات جامد خاک اشتغال شده است. هرگاه روسازی راهی بر روی بستری ساخته شود که خاک آن تراکم پذیر است، این خاک در اثر آمد و شد وسایل نقلیه متراکم تر شده و موجب نشست و خرابی روسازی می شود.
برای اجتناب از این گونه خرابی ها باید خاک بستر روسازی کوبیده و متراکم شود. کوبیدن و متراکم کردن خاکها توسط غلتک زدن انجام می شود.
غلتک ها و موارد استفاده آنها
از غلتک ها برای کوبیدن و متراکم کردن خاکها استفاده می شود. غلتک ها دارای انواع مختلف بوده و معمولاً برحسب نوع، وزن و فشار تماسشان مشخص می شوند. غلتک ها را میتوان براساس نحوه کوبیدن خاک به چند دسته تقسیم کرد که عبارتند از:
الف- غلتک های چرخ فولادی
ب- غلتک های چرخ لاستیکی
ج- غلتک های پاچه بزی
د- غلتک های لرزنده
هـ -صفحات و کفشک های لرزنده
و- تخماق های دستی
روشهای تعیین مقاومت خاک بستر روسازی
آزمایشات مختلفی برای تعیین مقاومت خاک بستر روسازی وجود دارد که در این بخش سه روش متداول شرح داده شده است. این روشها عبارتند از: آزمایش فشاری سه محوری، آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا و آزمایش صفحه بارگذاری.
آزمایش فشاری سه محوری
این آزمایش برای اندازه گیری استقامت برشی خاکها بکار میرود. در این آزمایش در حالی که نمونه استوانه ای شکل خاک از اطراف تحت فشار جانبی قرار میگیرد و مقدار آن در طول آزمایش ثابت نگه داشته می شود تحت فشار عمودی قرار می گیرد. مقدار این فشار عمودی کم کم اضافه می شود تا این که نمونه خاک گسیخته شود. فشار جانبی با قرار داد نمونه استوانه ای شکل خاک گسیخته شود. فشار جانبی با قراردادن نمونه استوانه ای شکل خاک در داخل یک غشاء لاستیکی و سپس قرار دادن آن در داخل مایع تخت فشاری به نمونه وارد می شود.
آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا (CBR)
این روش که توسط شخصی بنام پورتر در سال 1926 بوجود آمد متداول ترین روش تعیین مقاومت نسبی خاکها برای راهسازی است. این روش در سالهای بعد کاملتر شده تا اینکه در سالهای 1940 توسط گروه مهندسین و سپس در سال 1961 توسط انجمن آزمایش و مصالح آمریکا (ASTM) بعنوان یک روش استاندارد تعیین مقاومت خاکها مورد قبول قرار گرفت. در حال حاضر این روش با وجود داشتن نقاط ضعف فراوان متداول ترین روش برای ارزیابی قدرت باربری خاک بستر روسازی راهها و فرودگاهها و همچنین تعیین قدرت باربری مصالح سنگی است.
نحوه انتخاب مقاومت خاک برای طرح روسازی
مقاومت خاک بستر راه در نقاط مختلف متفاوت است و به عوامل زیادی از قبیل جنس و میزان رطوبت و تراکم خاک بستگی دارد. لذا یکی از سؤالاتی که همواره در طرح روسازیها مطرح می شود انتخاب مقاومت خاک بستر روسازی است. انتخاب عددی برای مقاومت خاک بستر با استفاده از روشهای آماری انجام می شود.
انتخاب مقاومت خاک مبنا برای طرح روسازی علاوه بر نوع و میزان آمد و شد وسائل نقلیه تابعی از پراکندگی نتایج آزمایش تعیین مقاومت و همچنین نسبت مخارج اولیه روسازی به مخارج تعمیرات آن خواهد بود.
دانه بندی
دانه بندی مصالح شنی یکی از مهم ترین عواملی است که بر روی مقاومت و قدرت باربری آنها تأثیر دارد. دانه بندی مصالح شنی با انجام آزمایش دانه بندی و رسم منحنی دانه بندی تعیین می شوند. دانه بندی مصالح شنی معمولاً با استفاده از الک های با اندازه های 75، 5/62، 50، 5/37، 25، 19 و 5/9 میلی متر و الک های با سوراخ های مربع شکل با شماره های 4، 10، 40 و 200 انجام می شود. شماره یک الک مشخص کننده تعداد سوراخ های آن در هر 5/2 سانتی متر (1 اینچ) است.
دانه بندی مناسب مصالح شنی با توجه به عوامل متعددی از قبیل روسازی، نوع و محل قرار گرفتن لایه مورد نظر در سیستم روسازی، ضخامت لایه و اندازه درشت ترین دانه مصالح تعیین می شود. برای هر مورد حدود دانه بندی های مناسب توسط آئین نامه های فنی مشخص می شود که معمولاً بصورت دو منحنی حدی است که منحنی دانه بندی مصالح سنگی باید بین این دو منحنی حدی و حتی الامکان در وسط و بموازات آنها قرار گیرد.
شکستگی
مصالح سنگی شکسته شده استقامت و قدرت باربری بیشتری نسبت به مصالح رودخانه ای (با همان دانه بندی) دارند. علت این امر آن است که دانه های مصالح سنگی شکسته شده باید به جنبه‌های اقتصادی آن توجه شود.
خصوصیات خمیری
خصوصیات خمیری بخش ریزدانه مصالح شنی (دانه های رد شده از الک) اثر قابل ملاحظه ای بر مقاومت مصالح دارد. خصوصیات خمیری بخش ریزدانه مصالح سنگی با انجام آزمایش حدود اتربرگ تعیین می شود. هر اندازه مصالحی خمیری تر باشد، حد روانی و دامنه خمیری آن بیشتر است.
دامنه خمیری و میزان زیردانه یک نمونه مصالح شنی بر مقاومت برشی سه محوری آن نشان داده شده است. بطوریکه در این شکل ملاحظه می شود برای یک درصد معین ریزدانه، هر اندازه دامنه خمیری مصالح بیشتر باشد مقاومت برشی مصالح کمتر خواهد بود. ضمناً اندازه مقدار ریزدانه مصالح بیشتر باشد تذثیر دامنه خمیری در کاهش مقاومت برشی مصالح بیشتر است.
سختی
مصالح شنی لایه های زیر اساس، اساس و رویه باید در برابر وزن وسائل نقلیه سنگین و همچنین وزن غلتکها مقاومت کافی داشته و نباید در اثر تنشهای ناشی از وزن آنها شکسته و خرد شوند. سختی مصالح سنگی با انجام آزمایش سایش لوس آنجلس تعیین می شود. نحوه انجام آزمایش سایش لوس آنجلس به این ترتیب است که مقدار معینی از نمونه مصالح سنگی بهمراه تعداد معینی گوی فلزی به قطر و وزن مشخص در داخل استوانه فلزی وسیله انجام آزمایش ریخته شده و با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه، 500 مرتبه حول محور استوانه چرخانده می شود.
تمیزی
مصالح سنگی که برای لایه های زیر اساس، اساس و رویه شنی بکار می رود باید تمیز و عاری از هرگونه مواد خارجی و مضره از قبیل مواد آلی، سنگهای نرم و کم دوام باشد. برای تعیین تمیزی مصالح سنگی از آزمایش هم ارز ماسه (ارزش ماسه ای) استفاده می شود. در این آزمایش مقدار نسبی خاک رس و مواد رزیدانه مصالح تعیین می شود.
نحوهانجام آزمایش هم ارز ماسه به این ترتیب است که مقدار معینی از مصالح سنگی رد شده از الک شماره 4 در آبی که حاوی مقدار معینی از کلرور کلسیم، گلیسیرین و فورمالدهاید است قرار داده شده سپس با تکان دادنشدید استوانه مدرج حاوی نمونه نمونه مواد رسی و ریزدانه از دانه‌های ماسه جدا می شود.
نفوذپذیری
لایه رویه روسازی ها باید حتی الامکان در برابر آبهای سطحی ناشی از بارندگی غیر قابل نفوذ بوده و شیب عرضی مناسب داشته باشد تا آبهای سطحی در سیستم روسازی نفوذ ننماید. نفوذ آب در سیستم روسازی سبب کاهش مقاومت مصالح شده و از قدرت باربری روسازی می کاهد.
چون وجود درزها و ترکها در لایه های رویه آسفالتی اجتناب ناپذیر است، لذا در مناطقی که میزان بارندگی آنها زیاد است باید لایه اساس نفوذپذیری کافی داشته باشد تا این لایه بتواند آبهائی را که در روسازی نفوذ میکند زه کشی کرده و آنرا به جویبارها ویا زمین ها پست مجاور راه هدایت کند.
اجرای لایه های زیر اساس و اساس و رویه شنی
مقاومت و قدرت باربری لایه های زیر اساس، اساس و رویه شنی تابعی از تراکم آنها است. این لایه ها باید در ضخامت های کم (حدود 15 تا 20 سانتی متر) پخش و در درصد رطوبت بهینه کوبیده شوند.
پخش مصالح هر لایه باید پس از اتمام عملیات پخش و کوبیدن لایه زیر آن انجام شود. پخش مصالح ممکن است بوسیله پخش کن و یا تیغه گریدر انجام شود. ساده ترین روش پخش مصالح سنگیابتدا ریسه کردن یا کپه کردن مصالح سنگی در طول و بر روی سطح آماده شده راه، و سپس پخش ان با تیغه گریدر است. پخش مصالح بوسیله پخش کن مکانیکی از دقت بیشتری برخوردار است و کیفیت لایه بدست آمده از نظر یکنواختی ضخامت آن بهتر است.
تثبیت خاک و مصالح شنی با آهک
برخی خاکها به علت مشخصات فنی نامطلوب از نوع بد یا نامرغوب محسوب شده و مشکلات زیادی از نظر فنی و اقتصادی در راهسازی ایجاد می کنند. هرگاه بنا به عللی امکان تغییر مسیر راه و یا تعویض خاک نباشد، باید روش تثبیت خاک مورد بررسی قرار گیرد تا اگر این روش از نظر اقتصادی قابل توجیه باشد مبادرت به انجام آن شود. در این بخش تأثیر آهک برخاکها و مصالح شنی مورد بررسی قرار گرفته و خواص و ویژگی های مصالح تثبیت شده با آهک شرح داده شده است تا با شناخت بیشتر این نوع مصالح از آن بطور اصولی تر در راهسازی استفاده شود.
تثبیت خاک با سیمان
مشخصات فنی خاکهای تثبیت شده با سیمان بستگی به جنس خاک، مقدار سیمان، وزن مخصوص خاک تثبیت شده، کیفیت اختلاط سیمان و خاک. شرایط عمل آوردن مخلوط و زمان دارد. مقاومت خاکهای تثبیت شده با سیمان نظیر بتن سیمانی در اثر مرور زمان افزایش می یابد. این افزایش مقاومت در روزهای اول با سرعت بیشتری انجام گرفته و سپس با گذشت زمان از سرعت ازدیاد مقاومت خاک تثبیت شده کاسته می شود.
خاکهای شنی
اینگونه خاکها نیز قابل تثبیت با سیمان هستند. خاکهای شنی تثبیت شده با سیمان برای لایه های اساس و زیر اساس هر نوع راهی قابل استفاده هستند. میزان سیمان لازم برای تثبیت خاکهای شنی بین 2 تا 6 درصد وزن خاک متغیر بوده و بستگی به درصد مواد ریزدانه و همچنین وزن مخصوص نهائی خاک تثبیت شده دارد. برخی خاکهای شنی بعلت خمیری بودن بخش ریزدانه آنها قابل استفاده برای روسازی نیستند. با افزودن مقدار کمی سیمان به اینگونه خاکها میتوان از خاصیت خمیری آنها کاسته و یا کاملاً این خاصیت را از بین برد و از این مصالح برای لایه های اساس و زیر اساس استفاده کرد. مقاومت خاکهای شنی تثبیت شده معمولاً زیاد بوده و مقاومت فشاری تک محوری(محدود نشده) آنها بسهولت به حدود 70 تا 140 کیلو گرم بر سانتی مترمربع می رسد.
تثبیت خاک با قیر
تثبیت خاک با قیر معمولاً مناسب برای خاکهای درشت دانه و شنی است. خاکهای ریزدانه خمیری از آن جهت که اندود کردن دانه های ریز با قیر دشوار است معمولاً با آهک تثبیت می شوند. برای تثبیت خاک با قیر بیشتر از قیرهای مایع استفاده می شود، تثبیت خاکهای ریزدانه با قیر سبب کاهش خاصیت آب کنندگی خاک می شود. بطوریکه در این شکل مشاهده می شود هر اندازه میزان قیر مصرفی بیشتر باشد از خاصیت آب کنندگی خاک بیشتر کاسته می شود.
از حالت کلوخه بودن خارج کرده و دانه های آنرا با قیر اندود کرد. خاکهای ریزدانه با خواص خمیری زیاد برای تثبیت با قیر مناسب نیستند.
خاکهای ریزدانه ای که حد روانی آنها بیش از 40 و دامنه خمیری آنها بیش از 12 تا 18 باشد نباید برای تثبیت با قیر مورد استفاده قرار گیرند.
خاکهای ماسه ای
ماسه بخوبی قابل تثبیت شده با قیر است زیرا قیر دانه های ماسه را اندود کرده و آنها را بیکدیگر می چسباند. هرگاه در ماسه مقدار کمی مواد ریز دانه موجود باشد مقاومت مصالح تثبیت شده بیشتر بوده و نتیجه عمل تثبیت بهتر خواهد بود، لیکن ماسه با مقدار زیاد مواد ریزدانه در خاکهای ماسه ای نباید از 25 درصد و دامنه خمیری آنها از 12 بیشتر باشد.
خاکهای شنی
در صورتی که میزان ریزدانه خاکهای شنی کمتر از 15 درصد و دامنه خمیری آن کمتر از 12 باشد خاک قابل تثبیت شدن با قیر خواهد بود. میزان تقریبی قیر لازم برای خاکهای شنی بین 2 تا 6 درصد وزن خاک است. برای تثبیت خاکهای شنی از قیرهای خالص با کندروانی کم و قیرهای تندگیر استفاده می شود.
قیر
انواع قیر
قیر یا بصورت طبیعی از معادن قیر استخراج می شود(قیر طبیعی) ویا از پس مانده تقطیر نفت خام بدست می آید (قیر نفتی). قسمت اعظم قیری که امروزه در راه سازی مصرف می شود قیر نفتی استو از پالایش نفت خام بدست می آید. قیر طبیعی یا در سنگهای قیری یافت می شود و یا از دریاچه های قیری بدست می آید. قیر طبیعی در اثر تبخیر روغنهای سبک نفت خامی که از منابع زیرزمینی بطرف بالا نفوذ می کند و در مجاورت هوا و تابش آفتاب قرار می گیرد، بوجود می آید. قیر طبیعی را در زمانهای باستان نیز می شناختند و از آن در ساختن ابنیه و همچنین برای آب بندی کردن کف ساختمانها وحمامها استفاده می کردند.
تاریخ نویسان، قدیمی ترین معادت قیر طبیعی را در کشور عراق کنونی و در طول سواحل رودخانه های دجله و فرات میدانند. قیر این معادن توسط بابلی ها که در دره فرات در جنوب شرقی بین النهرین زندگی می کردند. (3800 سال قبل از میلاد) مورد بهره برداری قرار میگرفت. مصریان باستان نیز قیر را می شناختند و از قیری که از پیرامون بحرالمیت و همچنین از قیری که از معدنی نزدیک رودخانه اردن در لبنان بدست می آمد برای آب بندی کردن، مومیائی کردن، و ساختن ابنیه استفاده می کردند.
انتخاب نوع قیر
انتخاب نوع قیری که در راه سازی بکار می رود با توجه به چند عامل مهم انجام می شود. این عوامل عبارتند از: شرایط جوی محل، نوع و شدت آمد و شد وسائل نقلیه، نوع روسازی، جنس و دانه بندی مصالح سنگی، و نحوه اجرای روسازی. هر اندازه درجه حرارت متوسط سالیانه منطقه ای بیشتر باشد باید از قیر کند روان تری برای ساختن روسازی آسفالتی استفاده شود. هر اندازه تعداد و وزن وسائل نقلیه بیشتر باشد باید از قیر کند روان تری برای ساختن مخلوط های قیری استفاده شود. برای ساختن مخلوط بتن آسفالتی گرم از قیر خالص و برای ساختن مخلوط های بتن آسفالتی سرد از قیرهای محلول و یا امولسیون های قیر استفاده می شود. میزان تخلخل و خلل و فرج سطحی که باید با قیر اندود شود در انتخاب نوع قیر مؤثر است. هر اندازه میزان تخلخل سطح بیشتر باشد باید از قیر محلول کند روان تری برای اندود کاری استفاده شود. در مناطق با آب و هوای سرد و خشک بهتر است که از قیرهای محلول و در مناطق با آب و هوای مرطوب و یا با مصالح سنگی مرطوب بهتر است که از امولسیونهای قیر استفاده شود.
آزمایشات قیر
آزمایشات قیر برای تعیین خصوصیات فنی قیرها بکار می رود و برحسب نوع قیر مورد آزمایش نوع این آزمایشات متفاوت است. در این فصل آزمایشات متداول قیرهای خالص، قیرهای محلول. و. امولسیونهای قیر بطورجداگانه و به اختصار شرح داده شده است. آزمایشات شرح داده شده در اینجا آزمایشات معمول و متدال بوده لیکن در مواردی ممکن است که بنا به تخیص مهندس طراح انجام آزمایشات دیگری لازم باشد.
آزمایشات قیر باید در آزمایشگاه و تحت شرایط خاصی که دقیقاً کنترل و استاندارد شده است انجام شود. دستورالعمل کامل انجام این آزمایشات در آئین نامه های فنی نظیر آئین نامه AASHTO و یا ASTM و یا نظایر آنها شرح دادهشده است که در حین عمل باید دقیقاً رعایت شود تا نتایج آزمایش قابل استفاده باشد.
آسفالت
مصالح سنگی
مصالح سنگی معمولاً یا بطور طبیعی یافت میشوندو یا بطور مصنوعی و بصورت غیر مستقیم بصورت تفاله برخی از کارخانجات ذوب فلزات تولید می شود. مصالح سنگی طبیعی گاهی بصورت آماده از بستر رودخانه ها و یا معادن شن و ماسه ای که در طول مسیر راهها قرار دارند بدست می آیند. لیکن در اغلب موارد لازمست که مصالح سنگی را از شکستن سنگهای موجود در معادن سنگ تهیه کرد. شکستن سنگ در کارخانجات سنگ شکن که انواع مختلفی دارد انجام می شود. اگر مقدار سنگ شکسته مورد نیاز برای تهیه آسفالت قابل توجه باشد از کارخانجات سنگ شکن ثابت و در غیر اینصورت از کارخانجات سنگ شکن سیار استفاده می شود.
برای تهیه سنگشکسته، ابتدا سنگ های بزرگ موجود در معادن سنگ با استفاده از مواد منفجره شکسته شده و سپس این سنگها به کارخانه سنگ شکن حمل می شود. در کارخانه سنگشکن این سنگها در یک یا چند مرحله بکمک سنگ شکن ها شکسته می شوند، تا دانه بندی های لازم بدست آید.
مصالح سنگی که برای ساختن انواع آسفالت بکار می رود باید دارای مشخصات ویژه ای باشد. مشخصات مورد نظر عبارتند از: دانه بندی. سختی، دوام، تمیزی، شکل دانه‌ها و کیفیت سطح دانه‌ها.
بتن آسفالتی گرم
این نوع مصالح که مرغوبترین نوع آسفالت می شود از یک استخوان بندی مصالح سنگی خوب دانه بندی شده با حداقل فضای خالی که قیر سطح دانه ها را اندود کرده و آنها را به یکدیگر چسبانده است تشکیل می شود. بتنآسفالتی در کارخانه آسفالت پزی که ممکن است ثابت یا سیار باشد ساخته شد و سپس به محل مصرف حمل میشود. برای ساختن بتن آسفالتی مصالح سنگی دانه بندی شده و همچنین قیر بین 130 تا 170 درجه سانتی گراد حرارت داده شده و با یکدیگر بخوبی مخلوط می شوند تا لعاب نازکی از قیر سطح تمام دانه ها را اندود نماید. آسفالت تهیه شده در حالی که هنوز گرم است با کامیونهای مخصوص به محل مصرف حمل شده و بصورت گرم و با استفاده از ماشینهای پخش آسفالت در سطح آماده شده راه پخش و یا غلتک زدن متراکم می شود.
آسفالت سطحی
آسفالت سطحی یک لایه نازک و کم خرج رویه آسفالتی است که معمولاً برای راههای اصلی و فرعی که میزان آمد و شد آنها زیاد نباشد (کمتر از 300 وسیله نقلیه سنگین در روز) بکار می رود. ضخامت لایه آسفالت سطحی معمولاً کم است و در نتیجه کمک قابل ملاحظه ای به افزایش ظرفیت باربری سیستم روسازی نمی کند. بنابراین رویه آسفالت سطحی باید بر روی سطح آماده شده راهی که دارای قابلیت باربری کافی است ساخته شود. رویه اسفالت سطحی ممکن است در یک لایه و یا بیشتر ساخته میشود که ابتدا قیر لازم بمقدار کافی بر روی سطح آماده شده راه پخش شده و سپس بر روی آن به میزان لازم مصالح سنگی پخش شده و با غلتک پخش شده و سپس بر روی آن به میزان لازم مصالح سنگی پخش شده و با غلتک زدن کوبیده می شود تا حدود دو سوم قطر دانه ها در قیر فرو برود. هرگاه لازم باشد که رویه آسفالت سطحی در چند لایه ساخته شود مصالح سنگی درشت دانه تر در لایه های زیرین و مصالح سنگی ریز دانه تر در لایه های بالائی بکار می رود تا لایه ها در یکدیگر قفل و بست شده و سطح نهائی بدست آمده دارای خلل و فرج کمتری باشد. آسفالت های سطحی با ضخامت کم بمنظور محافظت لایه های روسازی در برابر عوامل جوی و بارهای وارد و همچنین بمنظور جلوگیری از گرد و غبار ناشی از حرکت وسائل نقلیه بکار میرود. آسفالت های سطحی چند لایه ای در صورتی که ضخامت کل لایه آسفالت سطحی قابل توجه باشد علاوه بر دارا بودن مزایای آسفالتهای سطحی نازک می توانند به قدرت باربری سیستم روسازی نیز بیافزایند.
ضریب سختی مخلوطهای آسفالتی
خصوصیات و مشخصات فنی مخلوطهای آسفالتی علاوه بر عوامل دیگر بستگی به دمای آسفالت و طول زمان بارگذاری دارد. از این نظر بمنظور تمایز گذاشتن بین ضریب ارتجاعی (E) مصالح ارتجاعی با مصالح آسفالتی. از ضریبی بنام ضریب سفتی که تابع درجه حرارت و مدت زمان بارگذاری است استفاده می شود.
خستگی خمشی در مصالح آسفالتی تحت اثر تکرار بارگذاری روسازی (آمد و شد وسائل نقلیه) بوجود می آید. برای تعیین رفتار مصالح آسفالتی تحت اثر تکرار بارگذاری از آزمایش خستگی استفاده می شود. آزمایش خستگی دارای انواع مختلفی است که متداول ترین آن آزمایش خمشی می باشد. در این آزمایش نمونه ای از مصالح مورد نظر بشکل تیری به ابعاد 5/7* 5/7* 5/37 سانتی متر (یا هر اندازه استاندارد دیگری) تهیه شده و تحت بارگذاری (2 نیروی متمرکز و متقارن نسبت به وسط تیر) قرار می گیرد.
عملیات بارگذاری و بار برداری آنقدر تکرار می شود تا نمونه در اثر خستگی خمشی بشکند. معمولاً بارگذاری و باربرداری در هر سیکل طوری تنظیم می شود که مدت زمان بارگذاری برابر با 1/0 ثانیه بوده و بین هر دو بارگذاری متوالی 4/0 ثانیه فاصله باشد. نتیجه این آزمایش بصورت تعداد دفعات بارگذاری و باربرداری لازم برای ایجاد خستکی در نمونه با تنش یا تغییر شکل نسبی کشش حداکثر بدست می آید. تعداد دفعات بارگذاری و باربرداری لازم برای ایجاد خستگی خمشی در نمونه اصطلاحاً به عمر خستکی نمونه موسوم است.
کارکرد گوگرد در روسازیهای آسفالتی
گوگرد زدائی مواد نفتی بمنظور کاهش آلودگی هوا از مسائلی است که همواره مورد نظر بوده است. مقادیر زیادی گوگرد که به این ترتیب بدست می آید می تواند در صنایع مختلف بخصوص در راهسازی مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از گوگرد در ساختن روسازیهای آسفالتی در طول دهه گذشته در بسیاری از کشورها از توجه خاشی برخوردار بوده است. علت این امر افزایش قیمت مواد نفتی، کاهش تدریجی منابع هیدروکربوری. وبخصوص گوگرد مازاد می باشد. این امر اساس مطالعاتی را تشکیل می دهد که در پاره ای از کشورها بعمل آمده ومنجر به افزودن گوگرد به قیر برای تهیه آسفالت شده است. اولین آزمایش کارگاهی جهت بررسی عملکرد روسازی قیر- گوگرد در سال 1970 در کشورکانادا انجام شد و از آن زمان تا کنون متجاوز از دهها پروژه تحقیقاتی دیگر در آمریکا، کانادا، اروپا، و خاورمیانه انجام شده است.
جایگزین کردن 30 تا 50 درصد قیر مصرفی با گوگرد سبب می شود که مقاومت آسفالت بمقدار قابل توجهی افزایش یابد. این افزایش نسبی مقاومت در مورد ماسه آسفالت بیشتر از بتن آسفالتی است. بنابراین در ساختن روسازی راهها میتوان کیفیت مصالح سنگی را با استفاده از گوگرد بهبود بخشید. اضافه کردن گوگرد به آسفالت سبب افزایش سختی آسفالت می شود لذا استفاده از مصالح بدست آمده در مناطق گرم مناسب است. مصالح آسفالتی گوگرد دار را میتوان با استفاده از ماشین آلات و روشهای متداول اجرای روسازیهای آسفالتی تهیه و پخش کرد.
تورم در اثر یخبندان
تورم در اثر یخبندان به بالا آمدن سطح روسازی در اثر یخ زدن ذرات آب و تشکیل عدسی های یخ در خاک بستر و یا در لایه های اساس و زیر اساس اطلاق می شود. برای متورم شدن روسازی در اثر یخبندان باید سه عامل زیر حتماً موجود باشند، در غیر این صورت تورم واقعی بوقوع نخواهد پیوست:
الف- هوای سرد (دمای زیر صفر)
ب- خاک نسبتاً ریزدانه
ج- منبع آب زیرزمینی در عمق نسبتاً کم (کمتر از حدود 3 متر)
تورم روسازی در اثر یخبندان به ترتیبی که در زیر شرح داده شده است قابل تعبیر است. آب موجود در منبع آب زیرزمینی در اثر خاصیت موئینه خاک نسبتاً ریزدانه بالا آمده و پس از رسیدن به قسمتهای سرد سیستم روسازی یخ زده و عدسی های یخ تشکیل می شوند. حجم آب به علت یخ زدن افزایش می یابد که منجر به افزایش حجم خاک و مصالح روسازی می شود. به سبب تشکیل کریستال های یخ درصد املاح موجود در آب افزایش می یابد که این عمل باعث مکیده شدن مقدار بیشتری از ذرات آب از منبع آب زیرزمینی می شود. در اثر این پدیده میزان رطوبت و در نتیجه ضخامت یخها مرتباً افزایش می یابد که ممکن است منجر به تورم و خرابی روسازی شود.
تأثیر رطوبت در طرح روسازی ها
مقاومت خاکهای ریزدانه بستگی به میزان رطوبت موجود در آنها دارد. معمولاً با افزایش رطوبت خاک از مقاومت آن به مقدار قابل ملاحظه ای کاسته می شود. تغییرات مقاومت فشاری تک محوری یک نمونه خاک رس بر حسب میزان رطوبت آن نشان داده شده است. بطوری که در این شکل مشاهده می شود، کاهش مقاومت خاک با افزایش رطوبت تا حدود 30% نسبتاً شدید بوده و پس از آن از شدت کاهش مقاومت تا حدودی کم می شود.
در آزمایش های صحرائی نیز کاهش مقاومت خاکها در اثر افزای رطوبت مشاهده می شود. این امر برای یک سیستم روسازی نشان داده شده است. در این آزمایش که از روش صفحه بارگذاری برای تعیین مقاومت خاک استفاده شده است، تغییرات مقاومت خاک بر حسب درصدی از مقاومت خاک در ماه مهر بدست آمده و در شکل نشان داده شده است.
در طرح راه های با اهمیت که میزان آمد و شد در آنها زیاد است و همچنین در طرح فرودگاه ها. باید مقاومت خاک بستری که در طرح روسازی بکار می رود برابر کمتریم مقدار مقاومت خاک در طول سال باشد. این مقاومت مربوط به حالتی است که در آن میزان رطوبت خاک دارای بیشترین مقدار ممکن است. این فرض منجر به طرحی می شود که ضریب ایمنی آن در برابر خراب شدن روسازی حداکثر است.
در مورد راههائی که آمد و شد در آنها نسبتاً کم است معمولاً از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود که مقاومت طرح خاک بستر روسازی برابر مقاومتی در نظر گرفته شود که در طی سال فقط برای مدت نسبتاً کوتاهی کمترین مقدار را دارد. در مورد این نوع راهها مقاومت طرح برابر مقاومت متوسط خاک بستر در نظر گرفته می شود.
برای انواع دیگر راه ها مقاومت طرح خاک بستر باید مقداری بین مقدار حداقل و مقدار متوسط اختیار شود. این انتخاب باید با توجه به میزان اهمیت راه، میزان اتوماتیک، مخارج اولیه، و نخارج تعمیرات نظیر آنچه که در بخش دوم شرح داده شد انجام شود.
توزیع تنش در روسازیهای انعطاف پذیر
طرح و اجرای روسازیهای انعطاف پذیر بطور چشم گیری در طول سالهای اخیر تغییر کرده است. قبل از این دوره اغلب روسازیها به دو نوع کلی روسازیهای سخت و روسازیهای انعطاف پذیر تقسیم می شدند. تحلیل .طرح روسازیهای سخت (روسازیهای بتنی) از همان آغاز معمولاً بر اساس روشهای تحلیل نظری ارائه شده توسط وستردگارد انجام می شده است. در حالی که تا این اواخر تحلیل و طرح روسازیهای انعطاف پذیر (روسازیهای آسفالتی و شنی) بر اساس روشهای تجربی انجام گرفته و روشهای تحلیل نظری نقش خیلی کمی را در این امر داشته است. علت این امر وزن و تعداد نسبتاً اندک وسائل نقلیه در گذشته و بخصوص نامشخص بودن علل واقعی خرابی و شکست این نوع روسازیها بوده است.
تعیین بار هم ارز
در روش نظری برای تعیین بار هم ارز، این بار طوری تعیین می شود که همان تنش یا افت و خیز بحرانی را در سیستم روسازی بوجود آورد که بار مورد نظر بوجود می آورد. تعیین بار هم ارز با استفاده از روشهائی که در بند 8-2 برای محاسبه تنش ها و تغییر شکلها در سیستم روسازی ذکر شد انجام می گیرد. در مورد روسازیهای انعطاف پذیر معمولاً بار معادل طوری تعیین می شود که میزان تنش فشاری قائم حداکثر وارد بر خاک بستر روسازی و یا حداکثر افت و خیز خاک بستر برابر با مقادیری باشد که بار مورد نظر سبب می شود. تعیین بار هم ارز بستگی به عوامل مختلفی دارد که مهم ترین آنها عبارتند از:
الف- معیار انتخاب شده برای تعیین بارهم ارز(تنش بحرانی در یک نقطه یا حداکثر افت و خیز)
ب- ضخامت لایه های روسازی
ج-نسبت ضرایب ارتجاعی لایه های روسازی
د- فاصله بین چرخها
روش اشتو برای طرح روسازی
این روش که بر اساس نتایج تجربی حاصل از آزمایش بزرگ اشتو استوار است امروزه یکی از متداول ترین روش طرح روسازی راه است. در آزمایش اشتو وضعیت روسازی های مختلف توسط گروهی از متخصصین و استفاده کنندگان از راه بطور مداوم بازدید و بررسی شد و نمره ای توسط هر یک از اعضاء این گروه به هر قطعه از راه داده می شد. این سیستم ارزیابی با استفاده از مقیاسی از صفر برای یک راه غیر قابل استفاده تا 5 برای یک راه با وضعیت عالی انجام شد. پس از آنکه تمامی اعضاء گروه نمره ای به روسازی راه مورد نظر دادند، متوسط این نمرات تعیین شده و بنام «نشانه خدمت» روسازی در زمان ارزیابی گزارش شد. نشانه خدمت روسازی مشخص کننده وضعیت روسازی در زمان ارزیابی گزارش شد. نشانه خدمت روسازی مشخص کننده وضعیت روسازی در زمان ارزیابی روسازی است و نشانه ای از توانائی و قابلیت روسازی برای خدمت به استفاده کنندگان است. وظیفه یک روسازی ارائه یک سطح صاف و هموار و ایمن برای استفاده کنندگان از آن است. با رسم منحنی تغییرات نشانه خدمت بر حسب زمان «منحنی عملکرد» روسازی بدست می آید.
نشانه خدمت روسازی در شروع بهره برداری از راه بیشترین مقدار را دارد و سپس با گذشت زمان یا عبور خودروها از مقدار آن کاسته می شود. نشانه خدمت در ابتدای عمر روسازی «نشانه خدمت اولیه»(pi) و نشانة خدمت در آخر عمر روسازی «نشانه خدمت نهائی» (pt) نامیده می شود. مقدار متوسط نشانه خدمت اولیه روسازی های ساخته شده در آزمایش بزرگ اشتو برابر 2/4 بودو بارگذاری این روسازیها تا رسیدن نشانه خدمت به مقدار 5/1 ادامه پیدا کرد.
عواملی که در تعیین نشانه خدمت یک روسازی مؤثرند عبارتند از:
ناهمواری روسازی، شیار مسیر چرخهای رسائل نقلیه، ترکهای سطح رویه و مقدار وصله ها (لکه گیری ها). عمر مفید روسازی پس از آنکه نشانة خدمت روسازی به مقداری کاهش یافت که از نظر استفاده کنندگان راه غیر قابل استفاده شد عمر مفید روسازی به پایان می رسد و روسازی باید روکش شود.
روش انستیتو آسفالت برای طرح روسازی راه
روش سابق انستیتو آسفالت برای طرح روسازی های آسفالتی راه یک روش تجربی بود که بر اساس نتایج حاصل از آزمایشات اشتو و آزمایش راه واشو در ایالات متحده آمریکا و چند آزمایش انجام شده در انگلستان استوار بوده است. لیکن روش جدید انستیتو آسفالت بر اساس محدود کردن مقدار حداکثر تغییر شکل نسبی فشاری قائم وارد بر خاک بستر روسازی و همچنین محدود کردن مقدار حداکثر تغییر شکل نسبی کششی افقی در لایه آسفالتی استوار است. در این قسمت هر دو روش انستیتو آسفالت برای طرح روسازیهای آسفالتی آورده شده است.
روش BCEOM برای طرح روسازی
در این روش دو نوع روسازی آسفالتی پیشنهاد شده که در جداول 9-10 و 9-11 نشان داده شده است. لایه رویه و اساس در هر دو نوع روسازی از بتن آسفالتی تشکیل می شود. لایه زیر اساس در روسازی نوع 1(جدول 9-10) از بتن آسفالتی با مصالح سنگی درشت و در روسازی نوع 2 از مصالح سنگی درشت تشکیل می شود. لازم به تذکر است که روسازی نوع 2 برای راههای با آمد و شد زیاد مناسب نمی باشد و توصیه شده است که از روسازی نوع 1 برای اینگونه راهها استفاده شود. ضمناً روسازیهای حاصل از این طرحها در صورتی قابل قبول هستند که در برابر شرایط زمستانی (یخبندان- ذوب یخ) منطقه مقاوم باشند.
در مواردی که رده آمد و شد باشد میتوان برای رویه از آسفالت سطحی به جای بتن آسفالتی استفاده کرد. در این حالت به ضخامت لایه های اساس و زیر اساس داده شده در جدول هر یک 3 سانتی متر اضافه می شود (اگر روسازی فاقد لایه زیر اساس باشد به ضخامت لایه اساس 6 سانتی متر اضافه می شود). همچنین له ضخامت لایه اساس داده شده در حالت و سانتی متر اشافه می شود.
رده بستر روسازی تابعی از رده خاک بستر و جنس و ضخامت لایه فرم است که در جدول 9-12 نشان داده شده است. رده آمد و شد تابعی از تعداد متوسط روزانه وسائل نقلیه سنگین که طی سال اول بهره برداری از پرآمد و شدترین خط راه عبور می کند و همچنین ضریب متوسط رشد هندسی سالانه که برای افزایش آمد و شد وسائل نقلیه سنگین طی یک دوره 20 ساله از تاریخ شروع بهره برداری محاسبه می شود.
روش شل برای طرح روسازی راه
در این روش فرض بر این است که سیستم روسازی انعطاف پذیر از سه لایه کلی تشکیل می شود و تحت اثر بارهای وارد از وسائل نقلیه قرار دارد و لذا میتوان از نظریه سیستم سه لایه ای برای تعیین تنش ها و تغییر شکل های نسبی استفاده کرد. سه لایه اصلی روسازی عبارتند از : یک یا چند لایه آسفالتی، یک یا چند لایه شنی و یا تثبیت شده، و لایه خاک بستر روسازی.
روش شل برای طرح روسازیهای انعطاف پذیر بر اساس محدود نمودن مقدار حداکثر تغییر شکل نسبی قائم وارد بر خاک بستر روسازی (بمنظور جلوگیری از خرابی روسازی در اثر افت و خیز دائم بیش از حد خاک) و محدود نمودن مقدار حداکثر تغییر شکل نسبی کششی در سطح زیر لایه آسفالتی (بمنظور جلوگیری از خرابی روسازی در اثر ترک خوردن ناشی از خستگی خمشی لایة رویه آسفالتی) استوار است.
روش NCSA برای طرح روسازی راه
در این روش که بر اساس روش CBR ارائه شده توسط گروه مهندسین استوار است ضخامت لایه های روسازی بر این اساس تعیین می شوند که در طی عمر مفید روسازی هیچ یک از لایه های روسازی در اثر تکرار تغییر شکل برشی ناشی از تمرار بارگذاری خراب نشوند. منحنی نشان داده شده روش NCSA برای طرح روسازی است که در آن ضخامت لایه های روسازی با در دست داشتن نسبت به کالیفرنیای لایه های خاک بستر، زیر اساس و اساس و شاخص طرح (DI) بدست می آید.
شاخص طرح (DI) نشانه ای از میزان و نوع آمد و شد وسائل نقلیه راه است که معرف تعداد متوسط روزانه محور ساده 2/8 تنی هم ارز آمد و شد در خطر طرح برای یک دوره 20 ساله (عمر مفید روسازی) می باشد. در مواردی که تعیین و یا پیش بینی تعداد محورها ساده 2/8 تنی هم ارز امکان پذیر نباشد میتوان شاخص طرح را با استفاده از مشخصات کلی آمد و شد وسائل نقلیه تعیین کرد.
ترکهای برشی (کناری)
ترکهای برشی یا کناری به ترکهائی اطلاق می شود که به موازات محور طولی راه و به فاصله کمی از لبه روساز
