Custom Search

طبقات الرصف للطرق

Posted by
التصميم لانشائي للطرق

 بعد تحضير سطح الطريق الترابي وتحسين خواص التربة الطبيعية يتم وضع طبقة او مجمعة طبقات فوق هذا السطح تعرف بالرصف , ويكمن الغرض من وضع طبقات الرصف في تحمل كل الاجهادات الناتجة من حركة المرور ونقلها الي طبقة التربة التي تعتبر الاساس الحقيقي للطريق .

وتصميم طبقات الرصف تكون قادرة علي تحمل ثقل العربات وتوصيل الثقل الي السطح الترابي بشكل لا يسبب  اي هبوب او انهيار للطريق 

انواع الرصف 

ينقسم الرصف الي قسمين رئيسين هما :

1- الرصف المرن (flexible pavement) 

2- الرصف الصلب ( rigid pavement)

ولكل نوع خواصه ومميزاته وسلبياته ومجال تطبيقه .

الرصف المرن

يعد هذا النوع من الرصف الاكثر استخداما ويطلق عليه ايضا الرصف الاسفلتي وهو الرصف بالاسفلت والمكادم , حيث يتكون جسم الطريق من عدة طبقات توضع علي سطح الارض الطبيعية الواحدة فوق الاخري كما هو مبين في الشكل التالي وهي طبقة تحت الاساس وطبقة الاساس والطبقة السطح :


طبقات الرصف المرن

1- طبقة السطح : 

يشكل السطح الجزء الذي يلامس عجلات المركبات ويتألف من طبقة او طبقتين اسفلتية تعطي قوة للرصف وتقاوم البري والتفتت والاهتراء الناتج عن حركة المرور والعوامل الجوية ويمنع من دخول الماء الي الطبقات السفلية .

  2- طبقة الاساس :
وهي الطبقة التي يرتكز عليها سطح الطريق وتتوالي بشكل رئيس نقل وتوزيع  الاحمال الناتجة عن المرور الي الطبقات السفلي . كما انها تساعد علي حماية سطح الطريق من الخراب الناتج عن انتفاخ وهبوط التربة الاصلية وعن صعود المياه الجوفية الي اعلي .

وتكون طبقة الاساس اما من المكادم او من مواد حصوية مثبتة بالاسمنت او بالجير او معالجة بالبيتومين وقد يكون الاساس من خلطة اسفلتية .

3- طبقة ماتحت الاساس : توضع هذه الطبقة فوق السطح الترابي بعد تهيئته وتساعد علي تقويته وحمايته من الخراب . كما توفر في تكاليف الرصف وتعمل علي توزيع الاحمال وعلي تصريف المياه وتكون من موادحصوية اقل جودة من مواد الاساس 

4- السطح الترابي  : 

يأتي تحت طبقة الاساس المساعد ويجب ان تنشأ مواده بشكل جيد وان يدمك جيدا وان يكون مستويا حسب المناسيب

5- التربة الاصلية : وهي طبقة الارض الطبيعية التي يتم وضع طبقات الرصف عليها بعد تمهيدها وتسويتها . وتعتبر التربة الاصلية الاساس الحقيقي لجسم الطريق حيث انها القاعدة الاساسية التي ترتكز عليها جميع طبقات الرصف 


ويتميز الرصف المرن بمقاومة قليلة نسبيا ضد الانحناء لهبوط او تغيير في شكل التربة الاصلية او في طبقة الاساس التي يصاحبها تغييرا مماثلا في طبقة الرصف . وتتلخص عملية انشاء الرصف المرن في تحضير الارضية ثم وضع الطبقات وفرشها ودمكها ورش لاسفلت التأسيسي ووضع الخلطة الاسفلتية ودحلها .

الرصف الصلب 

ويطلق عليه ايضا الرصف الخرساني حيث يتكون من بلاطات خرسانية يتراوح سمكها ما بين 15 و 30 سم تصب مباشرة علي سطح الارض الطبيعية او فوق طبقة اساس حصوية كما هو موضح في الشكل 

طبقات الرصف الصلب
وقد تكون البلاطات الخرسانية مسلحة وقد تكون بدون تسليح وتصب علي شكل قطع يتراوح طولها ما بين 5 و 30 متر في الخرسانة العادية وقد يصل الي 300 متر في الخرسانة العادية وقد يصل الي 300 متر في الخرسانة المسلحة . ويمتاز الرصف الصلب بمقاومته الكبيرة للأنحناء حيث لا يسمح بهبوط السطح الترابي ولكن ممكن ان يتعرض للتشققات او الكسر عندما تتعرض التربة الاصلية لتغيرات معتبرة في شكلها ولانشاء الرصف الصلب  يجب تحضير الارضية ودمكها جيدا وازاله المناطق الضيقة ووضع الطوبار الجانبي والفواصل . ثم تصب الخرسانة لنصف السماكة ويوضع حديد التسليح علي شكل شبك وتصب باقي الخرسانة ويسوي السطح لتخشينه ومعالجته .

ان الرصف الصلب هو المناسب للتربة الضعيفة لانه اقدر علي تحمل الاجهادات العالية في حين يعد الرصف المرن مناسبا للتربة القوية نوعا ما .

كما ان عمر الرصف الصلب اكبر من عمر الرصف المرن ولذلك فهو يستعمل لكثرة عند الاحمال الثقيلة مثل المطارات والطرق الهامة ومقاطع الاودية 


طرق تصميم الرصف المرن


يشمل تصميم الرصف المرن تصميم ال

يشمل تصميم الرصف المرن تصميم الخلطات الاسفلتية وكذلك تصميم القطاع وسماكة الطبقات التي توضع فوق السطح الترابي بحيث تتحمل ثقل المركبات التي تمر عليها دون ان تنهار او تتأثر مع الزمن .

ويعتبر تصميم سماكة الطبقات من اهم الامور المؤثرة علي الاداء الوظيفي للطرق كما ان ذلك يعتبر ذا اهمية كبيرة من حيث رفع كفاءة استثمار الموارد المتاحة .

فاذا تم تحديد طبقات الرصف بسماكات اعلي من الحدود المطلوبة فأن ذلك يؤدي الي ذيادات معتبرة في تكاليف الانشاء وهذا هدر للأمكانيات والميزانيات المخصصة .وقد  يحدث ان يتم تحديد طبقات الرصف بسماكات ادني من الحدود التصميمية وهذا يؤدي الي ظهور عيوب مختلفة خلال فترة وجيزة من العمر الخدمي للطريق مما يؤثر مستقبلا علي الميزانيات المخصصة للأعمال الصيانة .وعليه فيجب تصميم سماكة الرصف بأساليب 

علمية ومدروسة ينتج عنها طرق بمواصفات عالية الجودة من حيث الاداء الوظيفي والسلامة والراحة وبتكاليف اقتصادية .

ويجب كذلك الاهتمام جيدا بتصميم الخلطة الاسفلتية وذلك بتحديد نسبة الركام والمادة الرابطة بالخلطة بدقة وذلك للحصول علي رصف جيد يفي بجميع المتطلبات . ومن اهم الخصائص التي يجب ان تتوفر في الخلطة والتي يجب ان تؤخذ في الاعتبار اثناء التصميم هي :


1- الثبات : ويعبر عن قدرة الخلطة علي مقاومة الاحمال دون ان يحدث تشرخ او تشوه او هبوط .

2- المتانة : وتشير الي المقاومة الخلطة لتأثير العوامل الجوية وقوة الاحتكاك الناتج من المرور .

3- المرونة : وهي قدرة الخلطة الاسفلتية علي الانحناءات المتكررة دون ان تحدث تشرخات 

4- مقاومة الانزلاق : وهي قدرة سطح الرصف علي مقاومة انزلاق اطارات السيارات 

النظريات التي تعتمد عليها طرق التصميم المختلفة :

ان مقدرة الرصف المرن علي تحمل الاحمال تأتي من مقدرة الطبقات علي نقل وتوزيع هذه الاحمال من الطبقات العليا الي الطبقات السفلي حتي تصل الي التربة الاصلية دون ان يحدث اي تغيير او هبوط في هذه الطبقات .

ومن هنا فأن سماكة ونوع الطبقات ومقدرة السح الترابي علي تحمل الاجهادات كلها عوامل مؤثرة علي تصميم الرصف المرن .

وهناك عدة طرق علمية تستعمل لتصميم سماكة الرصف المرن اهمها :

1- طريقة الاتحاد الامريكي لطرق الولايات والنقل اشتو AASHTO

2- طريقة معهد الاسفلت الامريكي ASPHALT INSTITUTE

3- طريقة ولاية كاليفورنيا الامريكية califrnia methd 

وهناك ايضا عدة طرق تستعمل لتصميم الخلطات الاسفلتية اهمها :

4- طريقة مارشال marshal methd

5 - طريقة السوبر بيف superpave methd

6- طريقة فيم Hveem method

تصميم سماكة الرصف بطريقة الاتحاد الامريكي لطرق الولايات والنقل اشتو

لتصميم الرصف المرن بطريقة اشتو يتم في البداية تحديد الرقم الانشائي وبعد ذلك تحسب سماكة الطبقات كالتالي :


أ) تحديد الرقم الانشائي (SN) : لتحديد الرقم الانشائي نتبع الخطوات التالية :

1- ايجاد حجم المرور اليومي المتوسط نتبع الخطوات التالية :

1- ايجاد حجم المرور اليومي المتوسط عند فتح الطريق 

2- ايجاد حجم المرور المتوسط بعد 20 عاما من فتح الطريق 

3- المعدل المستعمل للتصميم = ( المتوسط الحالي + المتوسط بعد 20 سنة ) ÷ 2

4- تحديد معامل الاتجاه وهو النسبة بين حجم المرور اليومي المتوسط في الاتجاه الواحد الي حجم المرور اليومي المتوسط في اتجاهي الطريق وهو 0.5 , 0.6 , 0.7

5- تحويل عدد المركبات التي ستستعمل الطريق الي مايعادلها من اوزان محورية قياسية مقدارها 8200 كجم باستخدام الجداول التاليه - 
يتم ضرب عدد السيارات من كل نوع في ما يساويها من محور قياسي ومن ثم يجمع حاصل الضرب واستعماله في التصميم 


الاوزان المحورية 


الاوزان المحورية 




6- يضرب مجموع الاوزان المحورية في معامل المسرب وهي : 1 لطريق من مسربين و 0.9 لطريق من اربعة مسارب و 0.8 لطريق من ستة مسارب 

7- تحديد العامل المناخي كالتالي :

- من (4-- 5) للمناطق الرطبة المعرضة للأمطار الكثيرة 

  من (1- 2,5) للمناطق المتوسطة

من ( 0,3 - 1,5 ) للمناطق الجافة 

من (0,2 - 1 ) للمناطق التي يحصل تجمد بسيط فيها 

8- تحديد معامل قابلية الخدمة للطريق ويتراوح ما بين (2-5) يمكن استعمال القيمة 2,5 للسير الثقيل والقيمة 2 للسير الخفيف

9- تحديد الرقم الانشائي (SN) باستخدام المنحنيات المبينة في الشكل  كالتالي :


نبدأ من اليسار برسم خط يصل بين نسبة التحميل لكاليفورنيا (CBR) لسطح الطريق والاوزان القياسية التي ستستعمل الطريق وتمد الخط حتي يقطع محور الرقم الانشائي في العمود الثالث (SN)

- ثم من هذه النقطة نرسم خطا جديدا يمر من محور العامل المناخي ونمده ليقطع المحور الخامس في نقطة تحدد المحور الانشائي النهائي 

- اختيار سمك الطبقات :

لحساب سمك الطبقات نتبع الخطوات التالية :

1- الرقم الانشائي النهائي (SN) الذي تم تحديده يساوي مجموع حاصل ضرب سماكه الطبقات بمعامل يتعلق بقوه ونوع الطبقة :

SN= A1D1 +A2D2+A3D3

حيث D1 : سمك طبقة السطح

       D2 : سمك طبقة الاساس 

      D3 : سمك طبقة ما تحت الاساس 


A1 : معامل طبقة السطح

A2 : معامل طبقة الاساس 

A3 : معامل طبقة ما تحت الاساس 

تؤخذ قيم هذه المعاملات من الجدول (التالي)


معامل قوة الطبقات المستعملة في الرصف 

معامل قوة الطبقات