بررسی و مقایسه فناوری‌های جدید کنترل تراکم به منظور اصلاح روش‌های کنترل و تضمین کیفیت تراکم لایه‌های خاکی در پروژه‌های راهسازی کشور

نویسندگان

1 دانشجوی مقطع دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

میزان تراکم و یکنواختی آن در طول و عرض راه یک پارامتر بسیار مهم در تعیین کیفیت مکانیکی لایه­های راه است. اجرای تراکم هزینه­بر و زمان­بر بوده و ممکن است در صورت نامناسب یا ناکافی بودن ابزار و روش کنترل کیفیت تراکم، به نتایج مطلوب نرسیده و موجب خرابی­های موضعی و یا خرابی­های عمومی زودرس شود. کنترل کیفیت تراکم همانطور که در کشور ما نیز رایج است، می­تواند تنها با کنترل نتیجه نهایی غلتک­زنی انجام شود و یا اینکه ترکیبی از کنترل فرایند غلتک­زنی به اضافه تعداد اندکی آزمون از نتیجه نهایی باشد.  روش‌های آزمون برجا، اندازه‌گیری‌هایی با دقت متوسط از خواص مصالح متراکم شده فراهم می‌آورند. از محدودیت‌های این روش‌ها می­توان به کنترل کیفیت تراکم در تعداد محدودی از نقاط سطح لایه متراکم شده، نتایج غیرقابل اعتماد در بعضی از این روش­ها به دلیل حضور ذرات بیش ‌از اندازه درشت، وابسته بودن روش کنترل سختی به رطوبت خاک و ابعاد سطح بارگذاری، محدودیت عمق اندازه‌گیری در بعضی از آن‌ها و نداشتن کنترل بر روی ضخامت لایه­ها اشاره کرد. با استفاده از دستگاه کنترلوگراف جهت ثبت عملکرد روزانه غلتک (کنترل سرعت، فاصله طی شده، فرکانس، روشن یا خاموش بودن ویبره دستگاه و...) و نیز جدول­های عملکرد غلتک یا ساخت قطعه­های آزمایشی می­توان کنترلی اولیه بر فرایند اجرا حاکم کرد که باعث افزایش یکنواختی و کیفیت تراکم می­شود. با معرفی سیستم­های کنترل پیوسته تراکم، بسیاری از محدودیت­های روش­های سنتی کنترل تراکم برطرف شد. هدف این تکنولوژی دست یابی به تراکم یکنواخت و با کیفیت است. این روش امکان کنترل حین اجرای تراکم و کنترل صددرصدی مساحت پروژه را فراهم می­آورد. هدف تحقیق حاضر بررسی و تشریح سیستم­های کنترل پیوسته تراکم (CCC) و تراکم هوشمند (IC) و نیز ارزیابی روش­های کنترل تراکم لایه­های خاکی راه در کشور به منظور پیشنهاد برای اصلاح وضع
موجود است.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of New Compaction Control Technology in order to Modification of Soil Compaction Quality Assurance within our Country Road Construction Projects

نویسندگان [English]

  • A. Dolatpoor 1
  • O. Farzaneh 2
1 Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Level of compaction and its uniformity is an important parameter to specify mechanical quality of road layers. Compaction is an expensive and time consuming procedure therefore without applying decent compaction control tools; the results could be unsuitable and cause premature local and general distresses. Compaction quality control, as is common in Iran, can be based on end-product specifications or combination of method specifications and end-product specifications. In situ test method results have relatively low accuracy on assessing materials properties. Some limitations associated with these test methods are: random quality control of compaction, unreliable results in some of this method due to presence of oversized particles, moisture content dependency in stiffness based methods, measurement depth limitation in some of in situ test methods and lack of lift thickness control. Using several means including controlographe (in order to record daily roller operation like speed control, traveled distance, frequency, vibration), roller performance tables, and test section construction it is possible to have primary control over compaction procedure that can lead to higher uniformity and quality of compaction. By introduction of continuous compaction control (CCC) systems, most of conventional in situ test method limitations were solved. The main goal of this technology is to produce uniformly compacted pavement and high quality products. This method makes it possible to monitor compaction control and construction simultaneously and 100 percent coverage on the compacted area. The objective of this study is to investigate CCC systems and evaluation of conventional in situ compaction verification tests and specifications for compaction control of embankments and pavement layers in order to propose a solution to modify existing situation in Iran.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • compaction quality control
  • intelligent compaction
  • continuous compaction control systems
  • compaction control specifications

-Anderegg, R., & Kaufmann, K. (2004), "Intelligent compaction with vibratory rollers: Feedback control systems in automatic compaction and compaction control". Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1868, 124–134.

-Anderegg, R., von Felten, D. A., & Kaufmann, K. (2006), "Compaction monitoring using intelligent soil compactors". In Proc. Geo-Congress.

-Brandl, H., & Adam, D. (2014), "Continuous compaction control (CCC) for fill dams and roller compacted concrete dams". New developments in dam engineering: proceedings of the 4th International Conference on Dam Engineering, 18-20 October 2004, Nanjing China. CRC Press.

-Briaud, J., & Saez, D. (2012), "Soil compaction : recent developments. Proceedings of the International Conference on Ground Improvement and Ground Control, Zachry Department of Civil Engineering, Texas A&M University, pp.1-28.

-Briaud, J.-L., & Seo, J. (2003), "Intelligent compaction: overview and research needs. Report to the Federal Highway Administration.

-Cacciola, D. V. (2013), "Using continuous compaction control systems within an earthwork compaction specification framework. Diss. University of Delaware.

-Facas, N. W., Mooney, M. A., Asce, M., & Furrer, R. (2010), "Anisotropy in the Spatial Distribution of Roller-Measured Soil Stiffness. International Journal of Geomechanics, 10(4), pp.129–135.

-Kloubert, H. J. (2002). Asphalt manager with high efficient compaction system for better roads. proceedings of the 3RD international conference on bituminous mixtures and pavements, HELD THESSALONIKI, Greece, November (Vol. 1).

-Mooney, M. A., & Facas, N. W. (2013), "Extraction of Layer Properties from Intelligent Compaction Data. Final Report for Highway IDEA Project 145, (February).

-Mooney, M., & Adam, D. (2007), "Vibratory roller integrated measurement of earthwork compaction: An overview". FMGM 2007: Field Measurements in Geomechanics. ASCE. pp.1-12.

-Rinehart, & Mooney. (2009), "Measurement depth of vibratory roller-measured soil stiffness", Geotechnique 59.7. pp.609–619.

-Von Quintus, H. L., et al. (2010), "Evaluation of intelligent compaction technology for densification of roadway subgrades and structural layers". Submitted to the Wisconsin Highway Research Program (WHRP), Draft Final Report.

-Von Quintus, H. L., Minchin, R. E., & Nazarian, S. (2009), "NDT Technology for Quality Assurance of HMA Pavement Construction (Vol. 626). Transportation Research Board.

-White, D. J., & Vennapusa, P. K. (2010), "A review of roller integrated compaction monitoring technologies  for earthworks". Final Report ER10-04, Earthworks Engineering Research Center (EERC), Department of Civil Construction and Environmental Engineering, Iowa State University.

- White, D. J., et   al., (2010), “Accelerated Implementation of Intelligent Compaction Technology for Embankment Subgrade Soils­, Aggregate Base , and Asphalt Pavement Materials.  Final Report ER10-08 US12, FHWA-IF-12-002. pp.1-275.

-Technical Guidelines on embankment and Capping Layers construction (GTR), Practical manual for the use of soils and rocky materials in embankment construction.

-MANUAL Manual of contract documents for highway works, Volume 1, Specification for Highway Works (SERIES 600­, EARTHWORKS).

-Field Manual Headquarters, No. 5-434 (Earthmoving Operations), Department of the Army Washington, DC, 15 June 2000.