فهرست مطالب
مجله مهندسی زیر ساخت های حمل و نقل
پیاپی 4 (زمستان 1394)
- تاریخ انتشار: 1394/12/01
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 1-15مطالعات انجام شده حاکی از آن است که تولید سیمان پرتلند باعث از بین رفتن منابع طبیعی مانند سنگ آهک و سوخت های فسیلی می شود و با تولید گازهای گلخانه ای، نظیر گاز دی اکسید کربن، بر آلودگی های زیست محیطی می افزاید. از این رو، دوام سازه های بتنی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. استفاده از افزودنی ها و همچنین جایگزین کردن مصالح متداول مورد استفاده در بتن با مصالح جدید، همیشه مورد توجه بوده است. یک سری از مواد جدیدی که توانسته اند خواص مکانیکی و دوام بتن را ارتقا دهند، نانوموادها هستند. در این تحقیق، از درصدهای مختلف نانوساختارهای کربنی سیمانی به منظور بررسی تاثیر دوام بتن بر مقاومت خمشی روسازی بتنی در شرایط چرخه ذوب و یخ، با آزمایش های افت وزنی و مقاومت خمشی سه نقطه ای، استفاده شده است. این نانوساختارها به روش رسوب بخار شیمیایی در فرایند تولید سیمان روی سیمان تیپ 2 رشد داده شده اند. نتایج به دست آمده نشان داده اند که استفاده از 10% نانوساختار کربنی سیمانی بهترین عملکرد روسازی بتنی را در برابر شرایط چرخه ذوب و یخ نشان داده است. استفاده از نانوساختارهای کربنی سیمانی، افت وزنی و افت مقاومت خمشی روسازی را کاهش داده و دوام روسازی بتنی در برابر چرخه ذوب و یخ را بهبود بخشیده اند.کلیدواژگان: نانوساختارهای کربنی سیمانی، بتن، افت وزنی، مقاومت خمشی، چرخه ذوب و یخ
-
صفحات 17-28
تحلیل هزینه های کاربران راه، به منظور انتخاب طرح و سیاست های نگهداری مناسب با کمترین هزینه، اهمیت بسیاری دارد. از این تحلیل به عنوان یک ابزار ضروری برای تصمیم گیری در خصوص سرمایه گذاری برای راه های جدید و راه های موجود در نظر گرفته می شود. از این رو، درک تاثیر هزینه های بهسازی راه بر هزینه کاربران راه از اهمیت ویژه ای برخودار است و مزایای مربوط به تعمیرات منظم و دوره ای در گرو این رابطه قرار دارد. لذا، در تحقیق حاضر سعی شده است تا تاثیر هزینه های تعمیر و نگهداری روسازی بر هزینه های کاربران راه برای شبکه ای از راه های کشور ایران بررسی شود. بر این مبنا، و به کمک نرم افزار مهندسی Matlab، آنالیز حساسیت نسبت به عوامل تاثیرگذار تابع هزینه کاربران راه برای شبکه راه منتخب انجام شده است. نتایج تحلیل نشان می دهد که به ازای افزایش یک میلیون ریال هزینه های بهسازی اداره راه، هزینه عملکردی روزانه یک وسیله نقلیه در یک کیلومتر، 72/0 ریال کاهش می یابد. همچنین، نتایج پژوهش نشان می دهد که تاثیر هزینههای بهسازی بر هزینه کاربران راه با یک نرخ کاهشی در حال کاستن است. به عبارت دیگر، سرمایه گذاری های هنگفت جهت کاهش هزینه های کاربران نمی تواند توجیه پذیر باشد.
کلیدواژگان: شبکه راه ها، هزینه عملکردی، آنالیز حساسیت -
صفحات 29-43معیارهای زیادی به منظور تعیین وضعیت خدمت دهی روسازی توسعه یافته است که یکی از مهم ترین این شاخص ها، شاخص ناهمواری بین المللی است. علاوه بر کاربرد شاخص ناهمواری بین المللی در تعیین وضعیت روسازی و سنجش نیازمندی های مرمت و نگهداری روسازی، در روش های جدید مکانیستیک- تجربی طراحی روسازی های صلب مانند روشMEPDG 2002 نیز پس از محاسبه تک تک خرابی ها باید با استفاده از یک مدل ریاضی، خرابی های مختلف روسازی به شاخص ناهمواری بین المللی تبدیل شوند تا بتوان مقدار ناهمواری روسازی را در سال های مختلف عمر بهره برداری پیش بینی نمود. بنابراین، تعیین شاخص ناهمواری بین المللی بر اساس خرابی های مشاهده شده در روسازی های صلب از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این تحقیق، از روش سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی به منظور مدل سازی شاخص ناهمواری بین المللی در روسازی های بتنی غیرمسلح درزدار با استفاده از داده های برنامه بلندمدت عملکرد روسازی استفاده شده است. متغیرهای مستقل در مدل سازی شامل عمر روسازی برحسب سال، شاخص ناهمواری بین المللی اولیه برحسب متر در هر کیلومتر، درصد دال های با ترک های عرضی، درصد خردشدگی درزها، مساحت وصله های انعطاف پذیر و صلب برحسب درصد، مجموع پلکانی شدن درزها برحسب متر در هر کیلومتر، شاخص یخبندان برحسب درجه سانتی گراد- روز، درصدی از مصالح بستر روسازی که از الک 075/0 میلی متری عبور می کند و متغیر وابسته به صورت شاخص ناهمواری بین المللی برحسب متر در هر کیلومتر در نظر گرفته شد. نتایج نشان می دهد که ضریب رگرسیون بین شاخص ناهمواری بین المللی اندازه گیری شده و پیش بینی شده با استفاده از رابطه NCHRP و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی بر اساس داده های آزمون به ترتیب برابر با 601/0 و 758/0 است. بنابراین، می توان دید که استفاده از مدل توسعه داده شده بر اساس سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی امکان پیش بینی دقیق تر شاخص ناهمواری بین المللی در روسازی های بتنی غیرمسلح درزدار را نسبت به معادله ارایه شده توسط NCHRP فراهم می سازد.کلیدواژگان: روسازی بتنی غیرمسلح درزدار، شاخص ناهمواری بین المللی، شبکه عصبی مصنوعی
-
صفحات 45-58
پل ها عموما به سبب عبور و مرور وسایل نقلیه، دارای بارگذاری متحرک بوده و خطوط تاثیر در حالت های مختلف در طراحی حالت بهینه استاتیک نقش تعیین کننده ای دارند. اما برای طراحی مذکور، به بارگذاری لرزه ای نقشی داده نشده است. پل ها به سبب دمای هوا و مباحث فیزیکی، انبساط و انقباض و همین طور بارهای متحرک روی خود از درزهای انقطاعی بهره می برند. همچنین، معمولا اولین دهانه پل های بتنی روی سکویی با بالشتک قرار می گیرد که فاصله ای بین عرشه و سکو ایجاد نماید. اثر ضربه پل ها در حین زلزله و تاثیرات مخرب آن، محققین را بر آن داشت تا در این زمینه به تحقیق و بررسی بپردازند. از آنجایی که دهانه پل ها به صورت منفرد طراحی و اجرا می گردد، در هنگام بارهای لرزه ای، هر کدام از دهانه ها و عرشه پل ها رفتار متفاوتی از خود بروز داده و تغییرمکان های جانبی آن ها بر اساس جنس سازه و همچنین مود ارتعاشی هر یک از آن ها به وجود می آید. این تفاوت رفتاری سبب می شود که پل ها با یکدیگر برخورد کرده و آسیب هایی به عرشه و بدنه آن ها وارد آید. محققین بسیاری در مورد نیروی وارده در اثر ضربه پل ها و انرژی مستهلک شده این رخداد، مطالعه کرده اند. برای محاسبه این نیرو و میزان انرژی آن، مطالعات عددی نیاز به داشتن یک المان مجازی دارد که شامل فنر و یک المان فاصله است و به صورت متوالی با یکدیگر به محل اتصال دو جسم مورد مطالعه متصل می شود. روابط ریاضی متعددی برای محاسبه دقیق و واقعی تر نیروی وارده و انرژی آن ارایه شده است. در این پژوهش، با استفاده از یک رابطه جدید در محاسبه ضریب میرایی، میزان تاثیرات ضریب استرداد بررسی شده و مقدار بهینه ای بر پایه این ضریب ارایه شده است.
کلیدواژگان: ضربه پل های مجاور، سرعت ضربه، انرژی مستهلک شده، ضریب میرایی -
صفحات 59-78ارزیابی برهمکنش بین فضای زیرزمینی جدید و فضاهای زیرزمینی موجود و ارایه راهکارهای مناسب یکی از مهم ترین موضوعات تونل سازی در محیط شهری است که توجه به آن از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله، مدل عددی سه بعدی تفاضل محدود تونل های دوقلو و تکی در محیط شهری ارایه شده است. هدف از این تحقیق، ارزیابی تاثیر افزایش عمق تونل تکی، در فاصله افقی یکسان، بر اندرکنش بین تونل ها با معیار قرار دادن پارامترهایی شامل نیروها و ممان های اعمال شده روی پوشش بتنی تونل های دوقلو و ضریب ایمنی آن ها، نشست سطح زمین و ساختمان های مجاور، پایداری حفاری تونل تکی و پایداری ستون قرار گرفته بین تونل های دوقلو و تونل تکی می باشد. مطالعه موردی مربوط به تونل های دوقلوی خط 1 و تونل تکی خط 2 قطار شهری تبریز می باشد. نتایج نشان می دهد که ضریب ایمنی متوسط برای پوشش بتنی تونل سهند از 52/6 در حالت هم عمق به 35/6 با افزایش عمق تونل تکی کاهش و برای تونل سبلان از 78/6 در حالت هم عمق به 02/7 با افزایش عمق تونل تکی افزایش می یابد. با افزایش عمق تونل تکی، پایداری در حین حفاری تونل تکی افزایش یافته و نشست کلی سطح زمین کاهش می یابد. همچنین، پایداری ستون قرار گرفته بین تونل های دوقلو و تکی نیز با افزایش عمق تونل تکی افزایش می یابد.کلیدواژگان: مدل سازی عددی، تاثیر متقابل تونل ها، نشست سطح زمین، پایداری حفاری، پایداری ستون
-
صفحات 79-91
کنترل سرعت وسایل نقلیه یکی از عوامل مهم در تامین ایمنی در مسیرها، مخصوصا در مقاطع ورودی شهرهایی که در امتداد راه های اصلی به وجود آمده اند، می باشد. یکی از روش های کنترل و کاهش سرعت، آرام سازی ترافیک به صورت ادراکی است. خط کشی های عرضی حاشیه ای با فواصل کوتاه شونده نوع خاصی از این تمهیدات می باشد که در این تحقیق در ورودی شهر ایزدشهر اجرا شده است. بررسی میزان تاثیرگذاری این خط کشی بر کاهش سرعت، به وسیله مقایسه آماری میانگین سرعت های وسایل نقلیه در مراحل قبل و بعد از اجرای خط کشی توسط آزمون t در سطح اطمینان 95 درصد صورت گرفته است. سرعت وسایل نقلیه عبوری از این مقطع در یک مرحله قبل (مطالعه قبل) و دو مرحله بعد از اجرای خط کشی (مطالعه زودهنگام- بعد و مطالعه طولانی مدت- بعد) توسط دستگاه راداری ثبت سرعت، جمع آوری شد و سرعت ها در سه حالت کل وسایل نقلیه، به تفکیک وسایل نقلیه در روز و در شب و به تفکیک وسایل نقلیه سبک و سنگین دسته بندی شد و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین کاهش، به میزان 49/5 کیلومتر بر ساعت، در میانگین سرعت مربوط به وسایل نقلیه در حالت شب در مطالعه زودهنگام- بعد نسبت به همین حالت در مطالعه قبل بوده است. در حالت کلی، با گذشت زمان و در مطالعه طولانی مدت- بعد، تاثیر تمهیدات اجرا شده در کاهش میانگین سرعت وسایل نقلیه وجود داشت؛ اما نسبت به تاثیر این تمهیدات در مطالعات زودهنگام- بعد تقلیل یافته بود.
کلیدواژگان: سرعت، آرام سازی ترافیک، مطالعه قبل و بعد، خط کشی های عرضی، آزمون t -
صفحات 93-102به منظور بهبود خرابی رطوبتی روش های گوناگونی وجود دارد که یکی از متداول ترین آن ها استفاده از افزودنی های ضد عریان شدگی است. افزودنی های مورد استفاده تحت عنوان مواد ضد عریان شدگی به قیر، سنگدانه ها و یا به مخلوط قیر- سنگدانه ها اضافه می شوند. در این پژوهش، به معرفی دو نوع نانوماده (اکسید آهن و اکسید آلومینیوم) به عنوان افزودنی های ضد عریان شدگی که اصلاح کننده قیر هستند، پرداخته شده است. دو نوع سنگدانه مختلف با پتانسیل حساسیت رطوبتی متفاوت (سنگ آهک و گرانیت)، قیر با درجه نفوذ 70-60 تهیه شده از پالایشگاه اصفهان و دو نوع نانوذره اکسید آهن و اکسید آلومینیوم که هر کدام در دو درصد وزن قیر (2 و 4 درصد) مورد استفاده قرار می گیرند، از مواد به کار رفته در این پژوهش بودند. به منظور بررسی تاثیر استفاده از نانومواد از روش لاتمن اصلاح شده به عنوان متداول ترین روش برای تعیین حساسیت رطوبتی نمونه های مخلوط آسفالت گرم استفاده شده است. نتایج روش لاتمن اصلاح شده نشان می دهد که استفاده از مواد نانو باعث افزایش شاخص نسبت کشش غیر مستقیم در نمونه های ساخته شده با قیرهای اصلاح شده گشته است. استفاده از نانواکسید آهن در کاهش پتانسیل خرابی رطوبتی در نمونه های مخلوط آسفالتی نسبت به نانواکسید آلومینیوم مشهودتر بوده است. نتیجه دیگری که از این پژوهش به دست آمده این ست که مشابه با پژوهش های پیشین، نمونه های ساخته شده با سنگدانه های سنگ آهک دارای مقاومت بیشتری در برابر خرابی رطوبتی بوده اند.کلیدواژگان: مخلوط آسفالت گرم، نانواکسیدها، خرابی رطوبتی، روش لاتمن اصلاح شده، سنگدانه های سنگ آهک
-
Pages 1-15Previous studies have shown that cement production leads to the loss of natural resources such as limestone and fossil fuels and to the environmental pollution by greenhouse gas emissions, such as carbon dioxide. Therefore, durability of concrete structures is of particular importance. Using additives and also replacing conventional materials applied in concrete with new materials, has always been of great consideration. Nanomaterials are one of the new series of materials which have improved the mechanical and durability properties of concrete. In the present research, in order to evaluate the effect of freeze-thaw durability of concrete containing different percentages of nanocarbon cement structures on its flexural strength, weight loss test and three-point bending strength test were conducted. These nanostructures have been grown on Portland cement type II by chemical vapor deposition method. The results indicated that samples with 10% nanocarbon cement structures have led to the best performance of concrete pavement exposed to freeze-thaw cycles. Using of nanocarbon cement structures reduced weight loss and loss of flexural strength in the concrete pavements, and thereby improved the durability of concrete pavements exposed to freeze-thaw cycles.Keywords: Nanocarbon cement structures, Concrete, Weight loss, Flexural strength, Freeze-thaw cycle
-
Pages 17-28
In order to select the appropriate projects and maintenance strategies for lowest long-term costs, the analysis of road-users costs is very important. This can be considered an essential tool for decision-making on investment for new and existing roads. Consequently, understanding the impact of maintenance and rehabilitation costs on road-users costs is very important and the benefits of regular and periodic maintenance is dependent on this relationship. Therefore, in this research, the economic impact of maintenance and rehabilitation costs on road-users costs with a case study involving a main-road network of Iran has been investigated. On this basis, and with the help of Matlab software, a sensitivity analysis on the effective factors for road-users costs is performed for this selected road network. The results of the analysis indicated that an additional agency investment of one million Rials results in average direct savings to road users of 0.72 Rials per vehicle km. The results obtained for this case study also indicated that the impact of maintenance and rehabilitation costs on road-users costs reduces at a decreasing rate. In other words, great investment expenditures cannot be justified in the field of road maintenance for decreasing the users costs, while the maintenance and rehabilitation costs are too much.
Keywords: Road network, Road users, Sensitivity analysis -
Pages 29-43Several criteria have been developed to represent the serviceability conditions of pavement, which international roughness index (IRI) is one of the most important indices. In addition to the application of IRI in case of representing serviceability conditions of the pavement and its application in prioritizing of maintenance and rehabilitation activities, in new mechanistic-empirical methods for design of rigid pavements (e.g MEPDG 2002), it is needed to convert all independent distresses to IRI by utilizing a mathematical model. Thus, determination of IRI on the basis of independent observed distresses is very important. In this research, Adaptive Nero-Fuzzy Inference System (ANFIS) is utilized for modeling of IRI of jointed plane concrete pavements (JPCP) based on long-term pavement performance (LTPP) data. Input data for ANFIS included pavement age in year, initial IRI in m/km, percentage of slabs with transverse cracking, percentage of joints with spalling, pavement surface area with flexible and rigid patching, total joint faulting in mm/km, freezing index in oC and percent subgrade material passing the 0.075-mm sieve and output was considered as IRI in m/km. Results showed that the coefficient of determination (R2) between measured and predicted values of testing set in case of NCHRP equation and ANFIS model are 0.601 and 0.758, respectively. Thus the developed model, based on ANFIS, can be used for accurate predicting of IRI in jointed plane concrete pavements in comparison with NCHRP equation.Keywords: JPCP Pavement, IRI, Artificial Neural Network
-
Pages 45-58
Undoubtedly, bridges have substantially effect in metropolitan areas and are usually built to connect between two roads in order to decrease traffic. Pounding, is one of the important parameters to design different bridges as this structures should be controlled during seismic excitation to provide safety conditions in order to organize and support unpredictable situations. During very strong earthquake, bridges may experience large horizontal relative displacement, which may lead to pounding if sufficient gap size is not considered between adjacent slabs of bridge. Insufficient separation distance is naturally caused to collide between two slabs and, subsequently, stiffness of bridge is decreased and finally, collapse is occurred. In order to determine impact force and also absorption energy during collision, many researchers have demonstrated different theories and also suggested various equations by using impact velocity before and after impact. In this study, special element is used between two slabs to determine impact force and a new equation of motion is mathematically presented to calculate impact damping ratio focusing on coefficient of restitution.
Keywords: Pounding, Concrete bridges, Coefficient of restitution, Impact velocity -
Pages 59-78Evaluation of the interaction between new and existing underground structures is one of the most important problems in urban tunneling. In this paper, three-dimentional finite difference numerical model of single and twin tunnels in urban areas has been presented. The aim of this research was to evaluate the effects of changing the depth of excavating single tunnel, in constant horizontal distance, on the interaction of single and twin tunnels considering various criteria including forces and moments exerted on twin-tunnels lining and their safety factors, subsidence of ground surface and nearby buildings, excavation stability of single tunnel and stability of pillar lying between single and twin tunnels. The case study is related to single and twin tunnels of Tabriz urban railway, in northwest of Iran. Results indicated that increasing depth of single tunnel causes average safety factor of Sahand tunnel to decrease (6.52 to 6.35) and that of Sabalan to increase (6.78 to 7.02). As the depth of single tunnel increases, excavation stability of single tunnel increases and surface subsidence decreases. The stability of pillar lying between twin and single tunnels increases as the depth of single tunnel increases.Keywords: Numerical modeling, Interaction of tunnels, Surface subsidence, Excavation stability, Pillar stability
-
Pages 79-91
Speed management is an important factor to keep road sections safe, especially at gateway of cities created along the main roads. Perceptual traffic calming is one of the methods to control and reduce the speed of vehicles. Peripheral transverse marking with decreasing intervals was one of the specific perceptual traffic calming method which was implemented in Izadshahr gateway. Effectiveness of the marking on speed reduction was assessed with comparing the mean speeds of vehicles before and after marking implementation by t-test at 95% confidence level. The vehicles’ speed was recorded by radar instrument once before marking implemention as before study and twice after marking implemention as early-after and long-after studies. Speeds were categorized in three general modes of all vehicles, with respect to vehicle classification (light or heavy) and with respect to time (day or night). Results showed that the greatest reduction in vehicles’ mean speed was 5.49 km/h at night mode of early-after study in comparison to before study. Generally, there was decreasing effect of marking in long-after study. But it got reduced with respect to the early-after study.
Keywords: Speed, Traffic calming, Before-after study, Peripheral transverse marking, T-test -
Pages 93-102There are several different approaches for reducing moisture sensitivity in asphalt mixtures, which one of the most one of them is using anti-stripping additives. These anti-stripping additives are added to asphalt binder, aggregates or their mixture. In this study, two types of nano-materials (Fe2O3 and Al2O3) are introduced as anti-stripping additives and asphalt-binder modifiers. Two types of aggregates with different moisture sensitivity potential (limestone and granite), AC 60-70 from Isfahan Refinery and two types of nano-materials (Fe2O3 and Al2O3) as two weights of asphalt binder (2 and 4 percent) were used in this research. The effects of using nano-materials as anti-strip additives on moisture sensitivity of hot-mix asphalt have been assessed by the modified Lottman test (AASHTO T283 test). The results of AASHTO T283 test showed that use of nano-materials increased tensile strength ratio in samples containing modified asphalt-binders. Application of nano Fe2O3 had an obvious effect in decreasing moisture damage potential of asphalt mixtures, as compared to nano Al2O3. Another result that was obtained in this study was that similar to the previous studies, samples made from limestone aggregates performed comparatively better against moisture damage.Keywords: Hot-mix asphalt, Nano-oxides, Moisture damage, Modified Lottman test, Limestone aggregates
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.