فهرست مطالب

مهندسی حمل و نقل - سال دوم شماره 1 (پیاپی 5، پاییز 1389)

فصلنامه مهندسی حمل و نقل
سال دوم شماره 1 (پیاپی 5، پاییز 1389)

  • 100 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1390/09/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مرتضی احمدی، حمید هاشم الحسینی، حمیدرضا نجاتی صفحه 1
    یکی از پیامدهای زیست محیطی تونلهای شهری، ایجاد لرزش در سطح زمین است که در برخی موارد می تواند آزار دهنده نیز باشد. هدف از این مطالعه شبیه سازی بار دینامیک ناشی از حرکت قطار و بررسی تاثیر آن بر لرزش سطح زمین است. برای این منظور ابتدا لازم است بار قطار شبیه سازی شده و اثر آن بر روی میزان لرزش سطح زمین مورد بررسی قرار گیرد. در این مطالعه، عوامل موثر بر بزرگی و فرکانس بار دینامیکی قطار مورد بررسی قرار گرفته و تغییرات نیروی قائم اعمالی از طرف واگن به ریل در یک مدل طولی از واگنها، بر حسب زمان، تعیین شده است. سپس تابع بار ناشی از حرکت قطار بر حسب فرکانس محاسبه شده و به کمک طیف دامنه فوریه، محدوده فرکانس بار شناسایی شده است. در مرحله بعدی با فیلترکردن فرکانسهای دارای انرژی کمتر در محدوده فرکانسی بار، بار دینامیکی قطار به صورت نقطه ای به مدل عددی تونل)خط 4 مترو تهران) اعمال شده است. به این ترتیب میزان لرزش سطح زمین به صورت نگاشتهای شتاب و سرعت مشخص شده است. مدلسازی انجام شده نشا نمی دهد که حداکثر لرزش سطح زمین در محدوده خط 4 مترو تهران، در اثر حرکت همزمان دو قطار با سرعت 80 کیلومتر بر ساعت که وزن هر واگن آن 100 تن است، برابر 84 دسی بل است که این مقدار می تواند برای ساکنان این منطقه آزاردهنده باشد.
    کلیدواژگان: حرکت قطار، لرزش زمین، تبدیل فوریه، فرکانس بار، تونل راه آهن
  • حمید بهبهانی، عباس طالقانی نژاد*، فرشید رضا حقیقی صفحه 13

    مخلوط بتن آسفالتی ترکیبی از قیر و سنگدانه است. مصالح سنگی شامل ذرات ریز دانه و درشت دانه در مخلوطهای آسفالتی، حدود 95 درصداز وزن مخلوط را در بر می گیرد. نقش سنگدانه ها در بتن آسفالتی دریافت بار از وسایل نقلیه و انتقال آن به لایه های زیرین است. بنابراین ویژگی سنگدانه ها تاثیر مستقیم بر عملکرد مخلوط آسفالتی، بویژه مقاومت در برابر شیار افتادگی و عریان شدگی دارد. در این تحقیق آزمایشگاهی با در نظر گرفتن مسائل فنی و اجرایی، نمونه هایی حاوی دانه بندی ریزدانه از نوع سنگ آهک و ثابت در تمامی ترکیبات، و درشت دانه با جایگزینی در صدهای مختلف)افزایش 20 درصدی (سنگ آهک با بازالت ساخته شد و تاثیر افزودن سنگ بازالت به عنوان درشت دانه در مقاومت شیارشدگی وتعیین مدول ارتجاعی با دستگاه UTM، همچنین دوام در برابر آب مطابق آیین نامه ایران بررسی شد. در پایان تحقیق مشخص شدکه ترکیب حاوی 100 درصد سنگ آهک درشت دانه و 100 درصد بازالت درشت دانه به ترتیب بیشترین و کمترین مقاومت را در برابر خصوصیات عملکردی ذکر شده دارند.

    کلیدواژگان: شیار شدگی، مدول ارتجاعی، دوام، سنگ آهک، بازالت
  • جبارعلی ذاکری، شهربانو شهریاری، حسین عسگری صفحه 27
    سامانه های مدیریت نگهداری و تعمیر در چند دهه اخیر مورد توجه صاحبنظران قرار گرفته و در صنایع مختلف بکار گرفته شده است. در راه آهن نیز سامانه مدیریت نگهداری و تعمیر خط آهن جهت بهینه کردن فعالیتها و هزینه های مرتبط با آنها مطالعه و پیاده سازی شده است.
    چنین سامانه هایی برای پیش بینی وضعیت آتی خرابی از تکنیکهای مختلفی استفاده کرده اند. در این مقاله ابتدا شاخص خرابی ریل تعریف شده و سپس با بکارگیری توزیع ویبال، وضعیت آتی سایش ریل تخمین زده شده است. تابع زوال برای سایش به وسیله ماتریس احتمالات گذر) انتقال(گسسته مارکوف بیان شده است. عموما برای همه کاربردهای عملی در مدیریت روسازی راه و راه آهن، از مدلهای نا همگن استفاده می شود. در تمام کارهایی که تاکنون در سطح کشور انجام شده است، به پیش بینی وضعیت مسیر بر اساس مدلهای همگن پرداخته شده است و عوامل سببی در مدلهای زوال دخالت داده نشده اند. از طرفی مهم ترین متغیر سببی موثر بر سایش ریل، ترافیک عبوری است. در این تحقیق، به منظور ساده سازی، تنها این متغیر در حل مدل زوال دخالت داده شده است. در واقع می توان با داشتن دو متغیر زمان و ترافیک عبوری از خط، وضعیت آتی ریل را پیش بینی کرده و عمر ریل را از دیدگاه سایش برآورد نمود. در این تحقیق، سایش ریل در قوسهای 250 متری و با برداشتهای میدانی در فواصل 6 ماهه صورت گرفته وبا کمک مدل احتمالاتی زوال عمر ریل پیش بینی شده است.
    کلیدواژگان: مدل زوال، تئوری مارکوفین، سایش ریل، عمر ریل
  • جلیل شاهی، محمود عامری، حامد خانی سانیج * صفحه 41

    نزدیک به کل روسازی های موجود در کشور از جنس بتن آسفالتی هستند که به دلایل مختلف عمر کوتاهی دارند و در سالهای اولیه عمرشان دچار خرابی می شوند. یکی از مهمترینخرابی های روسازی های آسفالتی ترکهای خستگی هستند که به دلیل تعدد بار در جاده های کشور به وجود می آیند. ژئوتکستایلها می توانند به عنوان تقویت کننده تا حد زیادیدر افزایش طول عمر روسازی های آسفالتی موثرباشند. در این پژوهش، به بررسی عملکرد سه نوع ژئوتکستایل در عمر خستگی تیرچه های آسفالتی پرداخته شده است.
    آزمایش خستگی با استفاده از آزمایش تیر خمشی با بارگذاری 4 نقط های در حالت کرنش ثابت با موج نیمه سینوسی و فرکانس ده هرتز، انجام شده است. بررسی تعدادی از متداول ترین ژئوتکستایلهای مورد استفاده در ایران در چهار سطح کرنش، از نوآوری های این تحقیق است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که عمر خستگی کلیه نمونه های مسلح شده با ژئوتکستایل افزایش می یابد، ولی این افزایش برای نمونه های 1 و 2 بیشتر از نمونه های داخلی است. نتایج این تحقیق خاطر نشان می کند که ژئوتکستایل می تواند سبب کاهش یا افزایش میانگین سفتی خمشی نمونه های آزمایشگاهی شود، ولی به طور کلی سبب افزایش کیفیت روسازی آسفالتی می شود.

    کلیدواژگان: عمر خستگی، ژئوتکستایل، آزمایش تیر خمشی، سطوح کرنش
  • سعید غفارپور جهرمی، محمدرضا مرتضوی، شهرام وثوق، نبی الله احمدی صفحه 51
    در این پژوهش با بهره گیری از دو نوع نانورس متفاوت و متداول در بهبود خصوصیات مصالح، تلاش می شود با انجام آزمونهای تجربی، تاثیر نانورس بر رئولوژی قیر مورد ارزیابی قرار گیرد. به این منظور با بکارگیری یک برنامه آزمایشگاهی مدون، ابتدا پراکنش و پخش صفحات نانورس در درصد وزنی متفاوت و با انتخاب یک روش ترمودینامیکی خاص، به کمک تکنیک پراش اشعه ایکس مورد کنکاش قرار گرفت.
    سپس با بکارگیری رئومتر برش دینامیکی، عملکرد نانورسهای مختلف بر رفتار قیر مقایسه و ارزیابی شدند. تحلیل نتایج آزمون رئومتر برشی در دماهای مختلف به وضوح نشان می دهد که نانورس، با تغ ییرات اساسی در شبکه مولکولهای قیر همانند یک مسلح کننده عمل کرده و رفتار قیر را با تغییر ویسکوزیته تحت تاثیر قرار می دهد. شدت و میزان این تغییرات تابع نوع و میزان نانورس است. همچنین با کاهش حساسیت حرارتی، مقاومت در برابر پیر شدگی نیز افزایش می یابد. نتایج نشان می دهند هرچند افزودن نانورس باعث افزایش مدول مختلط برشی و کاهش زاویه اختلاف فاز می شود و می تواند مقاومت در برابر تغییر شکل ماندگار را افزایش دهد، اما به دلیل کاهش انعطاف پذیری، عملکرد مناسبی در بهبود رفتار خستگی ندارد.
    کلیدواژگان: قیر اصلاح شده، نانورس، رئولوژی قیر، حساسیت حرارتی، پیرشدگی، خستگی، تغ ییرشکل ماندگار
  • امیر کاوسی، امیر زاهدی طبرستانی صفحه 65
    مقاومت رنگهای ترافیکی پایه آبی در برابر سایش ناشی از عبور ترافیک، یکی از چالش های مهم در زمینه مدیریت شهری است. تصمیم گیری ها در این زمینه بایستی به گونه ای صورت پذیرد که ایمنی رانندگان و عابرین را کاملا مد نظر داشته باشد، ضمن آن که با توجه به وسعت کاربرد رنگهای ترافیکی، از رنگهایی استفاده شود که کمترین مشکلات زیست محیطی را ایجاد کرده و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند.
    در این پژوهش مقاومت یکی از رنگهای متداول ترافیکی پایه آبی مورد استفاده در خط کشی های معابر وراه های کشور در برابر سایش مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش سایش در شرایط خیس (WTAT) و بر اساس شرایط محیطی متفاوت بر روی نمونه های آسفالتی انجام شد. نمونه ها پس از آزمایش به دو روش استاندارد های AS/NZS 4049 استرالیا و EN1824 اروپا مورد ارزیابی قرار گرفتند بر پایه نتایج حاصله از آزمونها و بررسی های صورت گرفته، رنگ ترافیکی پایه آبی مورد تحقیق، عملکرد مطلوبی در شرایط خشک داشته و عملکرد آن در شرایط شبیه سازی شده زمستانی)وجود آب نمک و شن(مناسب تشخیص داده شد این رنگ با توجه به داشتن قابلیت بازتاب بهتر نور در مقایسه با رنگهای پایه حلالی موجود و همچنین سازگاری با محیط زیست، می تواند جایگزین مناسبی برای رنگهای ترافیکی پایه حلالی در کشور باشد.
    کلیدواژگان: رنگ تراف کیی پایه آبی، مقاومت سایشی، آزمایش سایش در شرایط خیس، ارزیابی تصویری
  • احمد میرآبادی، خدیجه زارعی، محمدعلی صندیدزاده صفحه 79
    سیستم سوزن به لحاظ نقش عملکردی از مهم ترین و حساس ترین زیر بخشها و عناصر سیستم ریلی به شمار می آید. این سیستم شامل ماشین سوزن، ادوات ریلی و مکانیزمهای واسط آنهاست. در این مقاله ضمن مروری کلی بر روش های قابل استفاده جهت تشخیص و شناسایی خطا در سیستمهای مهندسی مشابه، نتایج حاصل از بکارگیری الگوریتم فازی جهت تشخیص و شناسایی خطاهای سیستم مورد بررسی قرار گرفته است.قوانین فازی بر اساس داده های استخراج شده از سیستم ماشین سوزن موجود در دانشکده مهندسی راه آهن توسعه یافته و بر روی سیستم مزبور، در حالتهای مختلف عملکردی سالم و خطای آن مورد آزمون قرار گرفته است.الگوریتم مورد استفاده قابلیت تشخیص و شناسایی اغلب خطاهای مجموعه سوزن و ماشین سوزن را دارد در انتهای مقاله نتایج حاصل برای آزمون الگوریتم در مورد یک خطا ارائه شده است.
    کلیدواژگان: سیستم سوزن، تشخیص و شناسایی خطا، الگوریتم فازی
|
  • M. Ahmadi, H. Hashemolhosseini, H.R. Nejati Page 1
    The purpose of this paper is to simulate train movement and investigate its effect on ground vibration. For this purpose, effective factors on dynamic load magnitude and frequency have been studied and variation of wagon force in a longitudinal model is considered. Fourier Amplitude Spectrum was then computed by means of Fast Fourier Transformation (FFT) of the dynamic train load and the frequency range of train load was determined. In the next step, low energy frequencies were filtered and the dynamic load as a point load was implied on a numerical model of Tehran Subway Tunnel Line 4, as a case study. History of velocity and acceleration in the model surface was then recorded and used as a descriptor to appraise the vibration level. Based on the FTA standard, the induced vibration level leads to residential annoyance in the ground surface. This occurs when two trains with 80 Km/s speed and 100 ton wagon weight pass from the tunnel cross section.
    Keywords: Train movement, ground vibration, Fourier Transformation, load frequency, railway tunnel
  • H. Behbahani, A. Taleghaninezhad, F. Haghighi Page 13

    HMA is a mixture of aggregates and liquid bitumen. Aggregates that include both fine and coarse materials, stand for more than %95 of HMA mixtures by weight. The main role of aggregates in the mixture is to convey the traffic load to the layers beneath, therefore the specifications of aggregates significantly affect the mixture properties, specially rutting and stripping. In this experimental project conducted at Iran University of Science and Technology, Bitumen and Asphalt Mixture Center, two sets of specimens were made and defined. The first group of specimens was made with lime aggregate and in the second group, coarse aggregates were replaced by basalt. Comparison was done against rutting, durability, and resilient modulus and Marshal Stability tests. Results show that specimens made with %100 lime material demonstrate better performance compared to specimens containing basalt.

    Keywords: HMA, aggregates, traffic load, rutting, stripping, Marshal Stability
  • J. A. Zakeri Sh. Shahriari, H. Asgari Page 27
    The vital part of every overall maintenance system is “predicting the future condition” sector. This sector will receive all data which are “gathered by inspection systems and saved in data base” and predict the future condition by analyzing this information. In this paper, first of all, the rail condition was categorized according to definition of rail wear defect index and thereafter, the future rail condition on the basis of wear was predicted. In fact, by having two “time and line passing traffic” variables, the future rail condition can be predicted. In addition, the rail life, from the wear point of view, can be estimated by Deterioration Model. Actually, in this research, rail wear in curved track with 250 meters radius was measured with field scan on six - month periods and rail life was predicted by Deterioration Probabilistic Model.
    Keywords: Infrastructure Deterioration Model, Markov Theory, rail wear, rail durability, rail life prediction
  • J. Shahi, M. Ameri, H. Khani Page 41

    Nearly all the pavements in Iran are made of asphalt concrete. These pavements have short service life due to various reasons. One of the most specific destructions of asphalt pavements is the fatigue crack which occurs due to the numerous traffic loads on the roads. Geotextiles may act as reinforcing agents and increase the service life of asphalt pavements. In this research, three types of geotextiles are studied and their impact on the fatigue life of asphalt beams is investigated. The fatigue test has been implemented by 4 - point bending beam at constant strain condition with haversine wave, 10 Hz frequency. Results show that the fatigue life of all the specimens reinforced by Iranian and other geotextiles is increased, but this increase is higher for the foreign specimens compared to Iranian ones, and at various strain levels for any type of geotextile materials is different. The results also show that the average flexural stiffness of laboratory specimens may be increased or decreased by using geotextiles but totally geotextiles improve the quality of asphalt pavements.

  • S. Ghaffarpour Jahromi, M. Mortazavi, S.Vossough, N. Ahmadi Page 51
    The main objective of this study is to conduct a comparative test program on unmodified and modified bitumen containing nanoclay, and assessing the effects of asphalt properties on performance of the pavement. In order to meet this objective, the main targets of this study are: finding out if the nanoclays alter the critical properties of bituminous binders and influence the ageing and rheology of the bituminous binders. The first task performed was studying the nanoclay modifiersat nanoscopic level and the test performed in this area is x-ray analysis of the nanoclay modifiers. The second task is studying the influence of nanoclay modifiers on bituminous binder characteristics. The tests performed related to this target are rheological studies of fresh (non aged) and aged bitumen types by dynamic shear rheometer (DSR). Findings of the tests performed on bituminous binders proved that the cloisite-15A nanoclay modifications help to increase the stiffness and also improve the rutting resistance of the standard bituminous binder. This is especially true if the %4 cloisite modification is used. The nanofil-15 modification helps to improve the ageing resistance of the bituminous binder in the short and long terms. However, the nanoclay modifications were observed to negatively influence the fatigue resistance performance of asphalt bituminous binders, especially at low temperature values.
    Keywords: Modified bituminous binder, Nanoclay, fatigue, permanent deformation, aging, thermal stability
  • A. Kavussi, A. Zahedi Tabarestani Page 65
    Abrasion resistance of water-borne traffic paints caused by traffic flow is one of the most important challenges in urban traffic management. Road marking policy should be made in a manner to assure drivers and pedestrian’s safety. In addition, according to the wide ranges of traffic paints application, the paints with adverse environmental impacts should not be used. In this research abrasion resistance of one type of water-borne traffic paint, used in pavement marking in the city of Tehran, has been evaluated. Wet Track Abrasion Test was performed on samples at different conditions. Moreover field works in several streets of Tehran have been evaluated by means of different methods. The evaluation process consists of AS/NZS 4049 and EN 1824.According to laboratory testing results, the water-borne traffic paint used, had good performance in dry conditions. In addition, its performance in simulated winter maintenance conditions (i.e. in presence of sand and salt) was studied. This type of paint showed to have less environmental impacts and exhibited greater retro- reflectivity in comparison with solvent-borne traffic paints. The easy method of application of these types of paint makes them appropriate alternatives for pavement marking operations.
    Keywords: Water, borne traffic paint, abrasion resistance, wet track abrasion test, image processing
  • A. Mirabadi, Kh. Zareei, M. A. Sandidzade Page 79
    A turnout system in railway signaling based on its function is considered as a safety-critical system. Turnout system consists of point machines, switch rails and interfacing mechanisms. In this paper in addition to introducing the point machine and its functionality, most important faults and their causes and consequences have been described. As the main part of the paper, a general review on different fault detection and diagnosis methods and details of the developing and implementing fuzzy algorithms for fault detection and diagnosis of point machine has been done. The fuzzy rules are developed based on real data froma laboratory based system, installed in the signaling laboratory of the School of Railway Engineering. The algorithm was tested and evaluated for different fault modes of the system. In general, the algorithm is able to detect and locate most of the point machine systems studied in this research work.
    Keywords: Fault detection, railway turn out systems, fuzzy algorithms, point machines