بلوک‌های روسازی‌های بلوکی بتن می‌توانند شکل ها و الگوهای قرارگیری متفاوتی داشته باشند. این شکل‌ها و فرم‌های قرارگیری مختلف بر نحوه‌ی عملکرد این سیستم روسازی تاثیر فراوانی دارد. در این مقاله ابتدا مکانیسم انتقال بار در سیستم روسازی بلوکی تشریح گردیده و در ادامه تاثیرات شکل و الگوی قرارگیری بلوک برکارکرد این سیستم روسازی به تفصیل بیان شده است.
اصول پدیده درهم قفل‌شدگی (Interlocking):
شکل 1 الگوهای متفاوت قرارگیری بلوکها با ذکر نام آنها که متداول میباشد را نشان می‌دهد. پدیده درهم قفل‌شدگی در روسازی بتنی بسیار حائز اهمیت است. وقتی که فلسفه روسازی بلوکی را مورد مطالعه قرار می‌دهیم، به سه حالت قفل‌شدگی می‌توان اشاره نمود که عبارتند از [1]:
شکل 1: الگوهای مختلف قرارگیری بلوک‌های بتنی
1. قفل‌شدگی عمودی
2. قفل‌شدگی چرخشی
3. قفل‌شدگی افقی
هر سه حالت فوق در شکل 2 قابل مشاهده است.
شکل 2: انواع قفل شدگی (عمودی، چرخشی و افقی)
وقتی که به قفل‌شدگی عمودی اشاره می‌شود، منظور این است که ماسه موجود در مفاصل در تماس و اتصال کابل با بلوکها بوده و از این طریق نیروهای برشی از مفاصل عبور نموده و به لایه‌های زیرین منتقل می‌گردد و بلوکها نبایسی بیش از حد مجاز جابجا گردند. این نوع قفل‌شدگی از طریق داشتن ضخامت کافی بلوکها، نزدیک به هم قرار دادن آنها و گیردار کردن به جداول کناری در برابر نیروهای وارده از جانب چرخ‌های وسایل نقلیه حاصل می‌شود [2].
منظور از قفل‌شدگی چرخشی، جلوگیری از چرخش بلوکها نسبت به یکدیگر است که در صورت داشتن یا ایجاد نمودن زائده‌ها بر روی بلوکها می‌توان این نوع قفل‌شدگی را افزایش داد. این کار علاوه بر آسان نمودن زهکشی، سبب درگیر شدن بیشتر و محکم شدن بلوکها نسبت به هم شده و میزان نشست روسازی در برابر بارهای وارده کاهش یافته، در نتیجه ظرفیت باربری سازه افزایش می‌یابد.
قفل‌شدگی افقی مقدمه‌ای برای دست‌یابی به الگوهایی است که می‌تواند تحت تاثیر ترمز نمودن، چرخیدن لاستیک‌ها و شتاب‌گیری وسایل نقلیه باشد.
موثرترین الگوی قرارگیری برای ایجاد قفل‌شدگی بلوکها، الگوی جناغی است. آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که این الگو دارای ظرفیت سازه‌ای بالاتر بوده و مقاومت جانبی بیشتری نسبت به سایر الگوها دارد[3]. این فرآیند با استفاده از تحلیل عددی نیز اثبات گردیده است[4]. بنابراین الگوی جناغی در تسهیلاتی که ترافیک وسایل نقلیه از آن عبور می‌کند، توصیه می‌گردد.
انستیتو روسازی بلوکی امریکا (ICPI) استفاده از قفل‌شدگی افق را از طریق الگوی جناغی هنگامی که بلوکها تحت اثر بارهای جانبی تکراری وسایل نقلیه می‌باشند را توصیه می‌نماید.
شکل‌های مختلف بلوک‌های روسازی صنعتی و پیاده‌روها:
تمامی بلوکها از لحاظ شکل ظاهری به سه دسته طبقه‌بندی می‌شوند[5]:
دسته اول: بلوک‌های دندانه‌دار که با توجه به شکل هندسی آنها، سبب ایجاد حداکثر قفل‌شدگی درهم می‌شود. ایجاد پدیده قفل‌شدگی این بلوکها هم در جهت محور طولی و هم در جهت محور عرضی صورت می‌پذیرد. شکل 3 نمونه‌ای از این بلوکها را نشان می‌دهد.
شکل 3: بلوک‌های دسته اول
دسته دوم: بلوک‌های دندانه‌دار که دندانه‌های آنها سبب قفل شدگی آنها در همدیگر می‌شود. تفاوت این بلوکها با بلوک‌های دسته اول، این است که قفل شدگی تنها در امتداد یک محور صورت می‌گیرد. شکل 4 نمونه‌ای از بلوک‌های مذکور را نمایش می‌دهد.
شکل 4: بلوک‌های دسته دوم
دسته سوم: بلوک‌هایی که هیچ قفل‌شدگی در هم ندارد، بلکه با ایجاد الگوهای مختلف قرارگیری، قفل‌شدگی بین بلوکها ایجاد می‌گردد. بلوک‌های نشان داده شده در شکل 5 از این دسته می‌باشند.
شکل 5: بلوک‌های دسته سوم
رابطه بین انتقال بار و نحوه قرارگیری بلوکها:
بلوکها هم در طی اجرای روسازی و هم در فرآیند بهره‌برداری، دچار چرخش می‌شوند. چنین چرخش‌های کوچکی با چشم غیرمسلح قابل تشخیص نیستند، اما با نیم‌رخ‌سنج می‌توان این چرخش‌ها و میزان آنها را مشخص نمود. اندازه‌گیری با پروفیل‌متر نشان می‌دهد که به طور معمول، میزان چرخش‌ها کمتر از 10 درجه و همراه با تغییر مکان کمتر از 5 میلی‌متر میباشد[6ُ].
حال می‌توان دریافت که مقادیر تغییر مکان‌ها و چرخش‌ها در این سیستم روسازی بسیار اندک هستند. به هر صورت، این تمایل همواره وجود دارد که نحوه قرارگیری آنها به صورتی باشد که بین بلوکها مفاصلی با عرض یکنواخت و بسیار باریک تشکیل شود. به عنوان مثال، در استرالیا مرسوم است که عرض مفاصل بین 2 الی 4 میلی‌متر متغیر باشد[7].
به دلیل وجود همین مفاصل با عرض بسیار کم، ایجاد چرخش در یک بلوک، سبب می‌شود گوه تنش در بلوک‌های مجاور تشکیل شود و تنش‌ها به بلوک‌های مجاور منتقل گردد که به طور شماتیک در شکل 6 نشان داده شده است.
بطور کلی شکل 6 بر این امر صحه می‌گذارد که فضاها و بلوک‌های اطراف محل وارد شدن بار بایستی گیرداری لازم را داشته باشند، در غیراینصورت گوه تنش تشکیل یافته، لبه‌های قسمت‌های غیرگیردار را هل داده و سبب ایجاد خزش و تغییر مکان‌های غیرقابل قبول می‌شود. این موضوع در مورد بلوک‌هایی که در مجاورت جداول کنار خیابان و تسهیلات زهکشی هستند، بسیار حائز اهمیت است. همچنین شکل 6 نشان می‌دهد که بلوکها تنها یک پوشش سطحی نبوده، بلکه یک عنصر سازه‌ای نیز می‌باشند که این امر از دیدگاه تحلیل عددی نیز اثبات گردیده است[8].
شکل 6: چرخش بلوک B سبب تشکیل گوه تنش و انتقال آن به بلوک‌های A و C می‌شود.
در مورد بلوک‌های مستطیل شکل که به طور شماتیک در شکل 7 مشاهده می‌شود، در صورت چرخش بلوک B حول محور افقی، یک گوه تنش ایجاد می‌گردد که در جهت محور طولی به بلوک D منتقل می‌شود که در این حالت گوه تنش به بلوک‌های A و C منتقل نمی‌گردد. حال اگر همین چرخش بر روی روسازی بلوکی که بلوکها دارای دندانه‌اند صورت گیرد (شکل 8)، می‌توان دریافت به علت افزایش پدیده درهم قفل‌شدگی در بلوکها، گوه تنش در دو جهت تشکیل می‌گردد، اما در شکل 7 به علت شکل مستطیلی بلوکها، این گوه در یک جهت حاصل می‌شود.
تجربه مهندسان و آزمایش‌های انجام شده بیانگر آن است که الگوی قرارگیری بلوکها به صورت جناغی بهتر از حالت‌هایی نظیر آنچه که در شکل 7 آمده است، میباشد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 8 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله مکانیسم انتقال بار در سیستم روسازی بلوکی
