در کتب روسازی، روسازی راهها به دو دسته انعطاف پذیر و صلب تقسی مبندی می شود. این تقسیم بندی بر اساس رفتار سازه ای لایه روسازی در قبال اعمال بار خودروهاست، بنابراین مرز تشخیص بین این دو نوع روسازی، رفتار باربری لایه هاست. صرف نظر از رفتار، می توان تقسیم بندی دیگری را نیز بر اساس جنس و نوع مصالح به کار برد. هرچند قطعیت رفتار کاملاً انعطاف پذیر روساز یهای آسفالتی احتمالاً بر حسب برخی عوامل موثر در آنها جای بحث دارد؛ اما روسازی های بتنی را می توان در زمره روسازی های صلب به شمار آورد.
امروزه بیش از یک قرن از شروع ساخت روسازی بتنی در دنیا می گذرد، و در طی این مدت مدید تجربیات گرانبهایی از عملکرد آن در اقصی نقاط جهان در دسترس است؛ با این همه، هنوز هم ساخت روسازیهای بتنی در پاره ای از موارد با کج سلیقگی انجام می شود. بسیاری از مهندسین اجرایی از مبانی اصولی اولیه مربوط به طراحی، که باید قبل از اقدام به ساخت انواع روسازی بتنی به درستی درک شوند، بی اطلاع هستند. هر چند اکثر مهندسان در طی تحصیلات دانشگاهی، آموزش های گسترده ای را درباره طراحی سازه های بتن آرمه طی می کنند، اما تعداد خیلی کمی از آنها در خصوص طراحی روسازی های بتنی آموزش می بینند؛ حال آن که روسازی های بتنی به روشی کاملاً متفاوت از سازه های بتن آرمه طراحی می شوند. اینک که دهه ها از آغاز راهسازی نوین در کشور ما گذشته است، موارد بسیار محدودی از روسازی بتنی در راهها اجرا شده و اکثر قریب به اتفاق روسازی جاده ها از نوع روسازی آسفالتی است. شاید بتوان گفت که نفت خیز بودن کشور ما و ارزانی قیمت قیر یکی از اصلی ترین دلایل این موضوع است که باعث شده تا همواره در مقایسه اقتصادی این دو نوع روسازی، روسازی آسفالتی اقتصادی تر بوده باشد. البته در این مورد ارزانی سوخت و کمبود کارخانجات سیمان نیز موثر بوده است. طی چند سال اخیر، با افزایش قیمت فرآورده های نفتی و از جمله قیر، به نظر می رسد که دستگاه های اجرایی تمایل بسیاری به استفاده از بتن به جای آسفالت در روسازی راهها و خیابانها از خود نشان داده اند. این موضوع باعث دلگرمی و در عین حال نگرانی است.
استفاده از بتن به عنوان روسازی علاوه بر استحکام و طول عمر بیشتر، مزایای دیگری نیز دارد که در این کتاب در مورد آنها مطالبی بیان شده است؛ علاوه بر این در کشور ما، باعث حفظ منابع نفتی برای آیندگان خواهد شد. این مطالب مایه دلگرمی است؛ ولی آنچه که باعث نگرانی میشود، این است که اجرای روسازی بتنی باید با ملاحظات دقیق و کیفیت بسیار بالایی اجرایی انجام شود، در غیر این صورت رفع نواقص آن به مراتب دشوارتر از لایه های آسفالتی است. از آنجایی که در کشور ما، نیروی آموزش دیده در اجرای روسازی بتنی کمیاب است و از طرفی منابع فارسی لازم نیز در این خصوص بسیار محدود هستند، بر آن شدیم تا این کتاب را در دسترس جامعه مهندسی راه و ترابری قرار دهیم.
کتاب حاضر، حاصل چندین سال بررسی و تحقیق و مطالعه متون و کتب فنی بسیار زیاد به علاوه بررسی ها و تجربیات نویسندگان مختلف است، که در نهایت با تجمیع و پوشش دادن مطالب ناتمام در برخی از آنها تدوین یافته و امید می رود مورد استقبال جامعه مهندسی قرار گیرد.
روسازی های بتنی برای ساخت راه ها، فرودگاه ها، خیابان ها، جاده های محلی، توقفگاه های روباز، محوطه های صنعتی و انواع دیگر کف سازی ها به کار می روند. چنانچه روسازی های بتنی با مصالح بادوام و پایدار طراحی و ساخته شوند، می توانند دهه های زیادی را بدون هیچ تعمیری و یا با تعمیر اندک سپری کنند. بتن عموماً هزینه های ابتدایی بالایی نسبت به آسفالت دارد اما عمر بیشتر و هزینه های تعمیر و نگهداری کمتری دارد. به هرحال، در بعضی موارد به علت خطاهای طراحی یا ضعف های اجرایی و یا انتخاب مصالح ضعیف، عمر روسازی های بتنی بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. از این رو، دقت در انتخاب مصالح و آگاهی کافی در مورد نسبت اختلاط، طراحی و جزئیات مربوطه، زهکشی، روشهای اجرایی و عملکرد و کاربرد روسازی های بتنی، برای مهندسان راه مهم است. همچنین درک چارچوب نظری اصولی که بطور عادی برای فرآیندهای طراحی مورد استفاده قرار میگیرد، و دانستن حدود کاربرد این فرآیندها نیز اهمیت به سزایی دارد.
تفاوت رفتار روسازی ها :
از لحاظ تاریخی، روسازی به دو طبقه بندی کلی تقسیم شده است ؛ روسازی انعطاف پذیر و روسازی صلب. روسازی انعطاف پذیر شامل پوشش سطحی نسبتاً نازکی است که بر روی یک قشراساس ویا قشر زیراساس ساخته شده است، و همه این لایه ها نیز بر روی قشر خاک متراکم شده بستر قرار می گیرند. در مقایسه، روسازیهای صلب از بتن سیمان پرتلند ساخته می شوند و ممکن است که بین روسازی و خاک بستر قشر اساس اجرا شود و یا اینکه اصلاً دال بتنی روی خاک متراکم قرارگیرد.
تفاوت اساسی بین دو نوع روسازی صلب و انعطاف پذیر، در فرایند نحوه توزیع بار بر روی خاک بستر است. روسازی صلب، بخاطر مدول الاستیسیته و صلبیت بالا، تمایل به توزیع بار بر روی یک سطح نسبتاً وسیع از خاک دارد؛ بنابراین قسمت عمده ای از ظرفیت سازه ای مورد نیاز به وسیله خود دال تامین می شود. فاکتور عمده ای که در طراحی روسازی صلب در نظر گرفته می شود، مقاومت سازه ای بتن است. برای این منظور متغیرهای فرعی در مقاومت خاک بستر، تاثیر کمی بر روی ظرفیت مقاومت سازه ای روسازی دارند.
باید به این نکته توجه نمود که شناخت طبقه بندی روسازیهای انعطاف پذیر در ابتدا، شامل آن روسازی هایی است که یک پوشش بتن آسفالتی دارند، در صورتیکه روسازی صلب از بتن سیمان پرتلند ساخته می شود، بنایراین تعریف انعطاف پذیر و صلب اختیاری است و در تشخیص بین روسازی آسفالتی و بتن سیمان پرتلند، برحسب رفتار واقعی آنها باید مورد بررسی قرارگیرد. به طوری که روسازی های آسفالتی ممکن است دارای سختی به مقدار سختی روسازیهای بتنی باشند. این موضوع وقتی بیشتر مصداق پیدا می کند که در اجزاء این نوع از روسازی، مواد تثبیت کننده بکار رود، برای مثال از لایه های تثبیت شده سیمانی برای قشر اساس یا زیراساس استفاده شود، یا اینکه روسازی متشکل از لایه های بسیار ضخیم بتن آسفالتی باشد. در نهایت، اگر پوشش خیلی لاغری بکار برده شود، می توان روسازی را انعطاف پذیر در نظر گرفت. از این رو خواننده باید در نظر داشته باشد که تعاریف نسبی است و بر حسب رفتار واقعی لایه روسازی امکان تغییر آن وجود دارد.
ظرفیت باربری یک روسازی انعطاف پذیر، بوسیله المان های توزیع بار سیستم لایه ای حاصل می شود. روسازی انعطاف پذیر شامل یک سری لایه هاست که هرچه به طرف بالا می رود کیفیت آنها بیسشتر می شود. از این رو، مقاومت روسازی انعطاف پذیر، حاصل ساخت لایه های ضخیم است و به موجب آن، توزیع بار بر روی خاک بستر، به جای عمل انحنای دال، برطراحی ضخامت روسازی تحت تاثیر مقاومت خاک بستر استوار است، بنابراین اگر یک روسازی آسفالتی دارای سختی زیادی باشد، ممکن است اساساً به صورت یک روسازی صلب عمل نماید و در نتیجه احتمال خستگی قسمت سطحی آن و یا خستگی هر یک از اجزا روسازی وجود دارد. در این گونه موارد، مفاهیم اساسی طراحی، به مواردی که منطبق بر طراحی روسازی بتنی هستند، نزدیک می شود.
ملاحظات ضروری:
طراحی روسازی یک پدیده دینامیکی است و هر آینه اطلاعات جدیدی در زمینه های مختلف مرتبط با آن در دسترس قرار می گیرند، مفاهیم بطور پیوسته تغییر می کنند. از آنجائیکه عوامل موثردر طراحی از یک منطقه به منطقه دیگر متغیر هستند، روشهای طراحی متنوعی بنیان نهاده شده است. به ویژه، مصالحی که برای ساخت روسازی در دسترس هستند، نقش عمده ای را در طراحی ایفا می کنند. ولی در عین حال، قوانین کلی طراحی که ملاک قرار می گیرند، صرف نظر از سایر موارد جزئی، برای همه مسائل مشترک هستند.
طراحی روسازی های راه و فرودگاه مستلزم مطالعه عناصر خاک و روسازی، نحوه اعمال بارهای ترافیکی، رفتار آنها در اثر بارگذاری و طراحی یک روسازی برای تحمل آن بار، تحت هرنوع شرایط جوی است. همه روسازی ها به نوعی به مقاومت نهایی خاک بستر وابسته هستند ؛ بنابراین داشتن یک سری اطلاعات اولیه از مکانیک خاک ضروری است. از طرفی، نقش تاثیر رطوبت، اعم از بارندگی و یا آبهای زیر زمینی و انجماد و ذوب و جریان آب در سطح و یا در جسم روسازی ؛ بسیار مهم است. این موضوع مستلزم داشتن آموخته های مناسبی از علوم مربوط به هیدرولوژی و هیدرولیک است. جهت طرح ترکیب و اختلاط مصالح مورد نیاز برای قشرهای مختلف روسازی، باید خصوصیات و ویژگی های آنها را به خوبی دانست. علاوه بر تمام این موارد، در روسازی های بتنی، مباحث رفتار سازه ای دالهای بتنی قابل توجه است، که این موضوع اساس الزامات یک طراحی خوب است.