ليکا در راه سازي
دانه هاى ليكا كه وزن فضايى آن در طيف دانه بندى از 0 تا 25 ميلى متر بين 300 تا 600 كيلوگرم بر متر مكعب است و همچنين به دليل هدايت حرارتى كم در حد 0.09تا 0.101 W/m.k و خاصيت زهكشى بالا ، كاربردهاى مفيدى در امور راهسازى دارد.
وزن فضايي کم
كنترل نشست
در خاك هاي رسوبى ضعيف و تراكم ناپذير ، بار خاكريزى يكى از عوامل مهم تحكيم و نشست خاك است. ميزان نشست به تناسب ارتفاع خاكريزى و خواص تحكيم پذيرى خاك ميتواند در هموارى ، عملكرد و دوام راه بطور جدى مشكل آفرين باشد. علاوه بر بار ناشي از خاكريزى ، پركردن ترانشه ها و كاهش سفره هاى آب زيرزمينى نيز مى تواند موجب نشست خاك بستر راه گردد.
استفاده از ليكا به دليل وزن فضايى كم از يك طرف باعث سبك شدن خاكريز جاده و به دليل حجم فضايى بيشتراز خاك از جانب ديگر موجب كاهش تراكم و نتيجتأ عامل مهمى در كنترل نشست و تحكيم خاكريز به شمار مى رود. بار وارده بر زير اساس ناشى از پركردن ترانشه ها و كاهش سطح آب زيرزمينى موجب نشست غير يكنواخت مى گردد كه با كاربرد ليكا ميتوان اين نشست را به مقدار زيادى كاهش داد .
پايدارى خاكريزها
بار وارده به زير اساس باعث گسيختگى لايه هاى خاك و خرابى خاك ريزى روى خاك هاى ضعيف گردد. بار خاكريزى روى بستر راه را مى توان با استفاده از ليكا كاهش داد تا پايدارى خاك تأمين گردد.
عايقكارى يخبندان
كاهش آسيب يخ زدگى
يخ زدگى زير اساس در اثر نا همگونى زير اساس، سنگ ها و نقاط بالاى عمق نفوذ يخبندان در سنگ و نيز در اثر جريان آب در زير اساس روي مى دهد.در زمان ذوب يخ ها، آب حاصل از ذوب يخ با خاصيت نفوذپذيرى باعث كاهش ظرفيت باربرى زير اساس و لايه هاى جسم راه مى گردد.
با عايق كارى جسم راه با ليكا ، اثرات يخ زدگى جاده و آسيب هاى ناشى از آن و نيز كاهش ظرفيت باربرى در اثر ذوب يخ از بين مى رود. عايق ليكا در لايه هاى جسم راه قرار مى گيرد و مقاومت آنها را در برابر يخ بندان به دليل ظرفيت عايق حرارتى بالاتر نسبت به دانه هاى سنگى ، افزايش مى دهد
تسطيح تورم يخبندانبا پوشش عريض ترى از يك لايه ليكا با ضخامت كمتر به عنوان بخشى از روسازى مى توان از تغييرات طبيعى موثر كه موجب تورم طولى و عرضى ناشى از يخبندان مى گردد جلوگيرى نمود.
كاربرد ليكا به عنوان زهكش
با استفاده از ليكا و انجام زهكشى موثر لايه هاى روسازى مى توان از افت باربرى آن در اثر ورود آب جلوگيرى شود و ظرفيت باربرى مطلوبى را در طول عمر راه تامين شود.
به دليل خواص مطلوب انتقال آب، ليكا به عنوان مصالح پركننده و هدايت كننده آب در كانال هاى زهكش مورد استفاده قرار مى گيرد.به هدايت مستقيم جريان آب زيرزمينى توسط يك لايه ليكا با شيب ملايم به كنار جاده، خسارت يخبندان و افت ظرفيت باربرى جاده حذف مى گردد.
نتيجه گيرى
با توجه به ويژگيهاى ليكا و از آن جمله وزن فضايى كم، زهكشى، عايق بودن، موئينگى كم، دوام، مقاومت در برابر تغيير شكل و ظرفيت باربرى كافى ، كاهش رانش ديوارهاى حايل پل ها و شيروانى ها همراه با اجراى صحيح مى توان بسيارى از مشكلات راه سازى را حل و ايمنى و دوام آن را تضمين شود
کاربرد رس منبسط شده درراه سازي
رس منبسط شده به دليل وزن کم ، هدايت حرارتي کم ، زهکشي بالا و ... مي تواند در کارهاي خاکي، راهسازي ، تونل و راه آهن مورد استفاده قرار گيرد.در هنگام احداث يا بهره برداري از جاده مشکلات زيادي مانند يخ زدگي خاک هاي مستعد ، ورود جريان آب زير زميني به جاده ، تا"مين پايداري خاکريزها ، نشست ها و.... مانع حداکثر بهره برداري از جاده ها مي شود . رس منبسط شده بسياري از مسائلي را که در راهسازي رخ مي دهد حل کرده باعث افزايش کارايي جاده مي شود. در اين مقاله به برخي از موارد کاربرد رس منبسط شده در راهسازي اشاره کرد
1- وزن فضايي کم :
الف : استفاده از ليکا در کنترل نشست به دليل وزن کم
در خاکهاي رسوبي ضعيف و تراکم پذير ، بار خاکريزي يکي از عوامل مهم تحکيم و نشست خاک مي باشد.ميزان نشست در بستر هاي سست بستگي به ارتفاع خاک ريزي ، عمق لايه ضعيف و ويژگي هاي تراکم پذيري خاک دارد و خود عامل مشکل آفرين در همواري ، عملکرد و دوام راه است.علاوه بر بار ناشي از خاکريزي و جسم راه ، تغييرات آب زير زميني نيز مي تواند سبب نشست شود.تغييرات لايه هاي زيرين و تغيير بار روي بستر راه در فواصل کوتاه مدت موجب نشست هاي موضعي در راه مي شود.نشست هاي غير يکنواخت و پله اي اغلب در محل هاي زير روي مي دهند:
- اطراف لايه هاي ضعيف
- در محل تغيير مقاومت زير اساس
- در ابنيه پل ها ، کانال هاي زهکشي و لوله ها که پر کردن کانال ها ، خاکريزي ها و يا کاهش سطح آب زير زميني باعث افزايش بار بر زمين گردد.
در برآورد پتانسيل آسيب ناشي از نشست هاي کلي و نسبي ، بايد به عوامل زير توجه نمود :
حرکت ديناميکي بر سطح راه
ميدان ديد راننده
عملکرد و قابليت خسارت سازه مجاوريا نزديک خاکريز
ترميم نشست ها و درزها و مسائل مربوط به آن
هزينه ترميم
هزينه تقويت بستر راه
بار ناشي از خاکريزي روي بستر راه و نيز نشست هاي کلي و نسبي را مي توان با سبک کردن خاکريز جاده کاهش داد. اگر سبک کردن خاکريز راه کافي نباشد ، مي توان مقدار بار عامل نشست را با جايگزيني لايه هاي ضعيف با مصالح سبک ، باز هم کمتر کرد. با توزيع بار کل ، نشست نا متقارن کاهش مي يابد. توزيع کامل بار معمولا" در خاکريزهايي که نزديک به سازه هاي بدون نشست و صلب هستند ، براي حذف نشست نسبي در مرز بين خاکريز و سازه لازم است.به علاوه بارهاي اضافي وارد بر سازه ناشي از نشست زير اساس نيز بايد حذف شود.بار وارد به زير اساس ، حاصل از پر کردن ترانشه ها و کاهش سطح آب زيرزميني و نشست غير يکنواخت ناشي از اين بارها، با سبک کردن مصالح پر کننده و ترانشه و زير اساس کاهش مي يابد. در کناره هاي لايه هاي ضعيف خاک ، در نقاط تغيير در مقاومت جسم راه و در نقاط اتصال سازه به خاکريز جاده، تغييرات خطرناک و جدي نشست ها را مي توان با لنزهاي نازک رس منبسط شده اصلاح نمود. در نتيجه بار وارد بر بستر راه به خاطر تغييرات شيب سطح جاده تا محدوده مجاز کاهش مي يابد. غالبا" استفاده از ليکا در تقويت بستر راه لزومي ندارد. در بسياري از مسائل ، ترکيبي از راه حل هايي نظير پيش بارگذاري ، زهکشي قائم ، تحکيم عمق (با چاه هاي پر شده از آهک و...) و استفاده از ژئو تکستايل ها و ژئوگريدها مفيد خواهد بود
ب- پايداري خاکريزها با استفاده از سبکي ليکا
بار وارد بر زير اساس مي تواند باعث گسيختگي لايه هاي خاک و خرابي خاکريزي جاده روي خاک هاي ضعيف گردد. بار خاکريزي راه را مي توان با استفاده از ليکا کاهش داد تا پايداري کافي خاکريز تامين شود.براي پايدار سازي خاکريزها علاوه براستفاده از ليکا ممکن است از روش هايي نظير بار گزاري پله اي ، کاربرد ژئوتکستايل يا ژئوگريد و يا تحکيم در عمق استفاده گردد
2- ليکا براي عايقکاري يخبندان
الف- کاهش آسيب يخ زدگي
يخ زدگي زير اساس به ويژه يخ زدگي هاي موضعي موجب آسيب هايي به صورت نا همواري سطح راه و ترک در رويه راه مي گردد. يخ زدگي زير اساس در اثرنا همگوني زيراساس ، سنگها ، تخته سنگها و نقاط بالاي عمق نفوذ يخبندان در سنگ و نيز در اثرجريان آب در زير اساس روي مي دهد. قابليت يخ زدگي زير اساس در جايي که منطقه سنگي به خاک مستعد يخ زدگي يا از برش مستعد يخ زدگي به خاکريز مقاوم در برابر آن تبديل مي شود ، نيز تغيير مي کند. در زمان ذوب يخ ها ، به دليل آن که آب ذوب يخ باعث کاهش ظرفيت باربري زير اسا س و لايه هاي جسم راه مي گردد ، آسيب هايي مشاهده مي شود. با عايقکاري جسم راه با ليکا ، اثرات يخ زدگي جاده و آسيب هاي ناشي از آن و کاهش ظرفيت باربري در اثر ذوب يخ ، از بين مي رود. عايق ليکا در لايه هاي جسم راه قرار مي گيرد و مقاومت آنها را در برابر يخ بندان به دليل ظرفيت عايق حرارتي بالاتر نسبت به دانه هاي سنگي ، افزايش مي دهد.
با قرار دادن ضخامت مناسب عايق ليکا، يخ زدگي بستر راه به کلي حذف مي شود. از نقطه نظر مسايل فني عايقکاري ، بهتر است يک لايه ماسه زيرعايق اجرا شود.کناره هاي لايه عايق با ضخامت متغير و رو به کاهش ساخته مي شود تا از نشست هاي غير يکنواخت در امتداد طولاني جلوگيري شود
استفاده از رس منبسط شده در عايق کاري مزاياي زير را بر دارد :
- افزايش عمق خاک مستعد يخ بندان
- جلوگيري از ورود آب زير زميني به جسم راه.
ب- تسطيع تورم يخبنداني با لايه ليکا
تورم طولي و عرضي ناشي از يخبندان در نقاطي که تغييرات طبيعي موثري در خاک بستر روي مي دهد ، مي تواند با لايه هاي پوششي عريض تري از يک لايه با ضخامت کمتر تسطيع گردد. لايه ليکا به عنوان بخشي از روسازي که مساله زهکشي آب جمع شده در لايه ها برطرف مي کند ،اجرا مي شود.
3-کاربرد ليکا به عنوان زهکش
الف – کاربرد ليکا در بدنه زهکش جاده
زهکشي موثر لايه هاي روسازي مي تواند افت باربري مطلوبي را در طول عمر راه تا"مين نمايد.لايه هاي جسم راه اغلب به گونه اي زهکشي مي شوند که آب تراوش يافته از لايه هاي زيرين (در اثر پديده موئيدگي) صعود مي کند و به طور مستقيم در امتداد لايه هاي راه به شيرواني هاي خاکريز ، جوي هاي کناري ، زهکشي هاي پوشيده يا کانالهاي زهکش روباز هدايت مي گردد. آبي که از کناره هاي جاده مي آيد به جوي هاي کناري مي پيوندد. اگر لايه هاي راه در زير سطح آب زيرزميني اجرا شده باشند ، سطح آب با استفاده از زهکش هاي سرپوشيده پايين نگاه داشته مي شود .
ب – کانالهاي زهکش ليکا براي خشک نگه داشتن لايه هاي روسازي
به دليل خواص مطلوب انتقال آب ، ليکا به عنوان مصالح پرکننده و هدايت کننده آب در کانال هاي زهکش مورد استفاده قرار مي گيرد. همچنين مقدار کافي از ليکا به عنوان عايق حرارتي لايه هاي زهکش و کانال هاي بالاتر از عمق نفوذ يخ بندان عمل مي کند و در هنگام ذوب بهاري آن را خشک نگه مي دارد.
خسارت يخ بندان و افت ظرفيت باربري جاده در شيرواني ، با هدايت مستقيم جريان آب زير زميني توسط يک لايه ليکا با شيب ملايم به کناره جاده از محلي که آب بتواند از يک زهکش سر پوشيده يا لوله خروجي به يک جوي کناري با شيب مناسب جريان يابد حذف مي گردد
در جايي که مقاطع راه در زير سطح آب زير زميني باشند ، خسارت يخ بندان و افت ظرفيت باري جاده با پايين بردن سطح آب کاهش مي يابد. اين عمل با هدايت جريان آبي که به روسازي وارد مي شود توسط کانال هاي زهکش ليکا در دو کناره جاده – انجام مي گيرد. هنگامي که حجم آب زياد باشد، ظرفيت زهکش ها را مي توان با استفاده از لوله هاي پوشيده افزايش داد . عمق خشک مورد نياز براي حذف آسيب يخبندان معمولا" عمق نفوذ يخ بندان از سطح روسازي است. اگر خاک نفوذ ناپذير يا سنگ يکپارچه اي در زير جاده وجود داشته باشد يا از يخ زدگي زير اساس باعايق ليکا جلوگيري شده باشد، سطح زهکش را مي توان بالاتر گرفت. جوي هاي پوشيده يا کانال هاي زهکش در بالاتر از عمق نفوذ يخ بندان با ليکا عايق مي گردند.
5-جلوگيري از نفوذ مويين آب به لايه هاي روسازي
در خاک هاي مورني با استفاده از يک لايه عايق در برابر صعود مويينه آب ، از جذب آب توسط مورن و تورم يخ بنداني ناشي از آن جلوگيري مي شود . با استفاده از ليکا در اين لايه عايق ، تورم يخ بنداني زير اساس نيز کاهش مي يابد. زهکشي زير اساس جاده غالبا" زماني که آب زير زميني به جسم راه جريان مي يابدلازم است.جريان آب زير زميني باعث خسارت هاي موضعي به جسم راه و کاهش ظرفيت باربري راه مي گردد. اين خسارت اغلب در شيرواني ها و مقاطع زير سطح آب زير زميني روي مي دهد
6- حفاظت لوله هاي پوشيده از يخ زدگي و خشک نگهداشتن شيرواني ها
جريان آب زير زميني مي تواند باعث فرسايش شيرواني ها و تشکيل لنزهاي يخ شود. با قرار دادن يک زهکش پوشيده محافظت شده يايک کانال زهکش ليکا در يک شيرواني داراي يک لايه خاک نفوذ پذير ، فرسايش شيب و تشکيل لنزها از بين مي رود
با توجه به موارد مذکور رس منبسط شده داراي خواص وزن کم ، زهکشي ، عايق بودن ، مويينگي کم ،دوام ، مقاومت در برابر تغيير شکل و ظرفيت باربري کافي مي باشد. اين خواص همراه با اجراي صحيح ، بسياري از مشکلات راه سازي راحل کرده ايمني و دوام آن را تضمين مي نمايد.