تاثیر استفاده از خاکستر ضایعات کشاورزی در اصلاح ویژگی های مکانیکی خاک بستر جاده های جنگلی

مقدمه و هدف: خاک ­بستر جاده­های جنگلی در برخی مناطق دارای مشکلاتی مانند خمیرایی بالا، قابلیت بارگذاری و مقاومت برشی پایین، دشواری تراکم و امکان نشست می­باشد. از این­رو، تثبیت و ارتقاء مقاومت خاک ­با استفاده از مواد افزودنی همواره مورد توجه پژوهشگران و مهندسین راه­سازی بوده است. امروزه در صنعت کشاورزی مشکلات زیادی در خصوص دفع ضایعات و زباله­های حاصل از فرآیندهای تولید وجود دارد که هر روز بر حجم آنها افزوده می­شود. در عین حال، بسیاری از این ضایعات با توجه به اجزای معدنی تشکیل­دهنده آنها دارای ویژگی های مقاومتی مطلوبی هستند که آنها را به­طور بالقوه به یکی از کاندیدهای اصلی برای جایگزینی با افزودنی­ها و تثبیت­کننده­های سنتی خاک­های جنگلی مانند آهک و سیمان تبدیل کرده است. علاوه بر این، ویژگی های ساختاری مواد آلی می تواند به حفظ محیط­زیست و اصلاح زیستی خاک­های ناپایدار و منبسط­شونده کمک کند.مواد و روش ها: در این بررسی، ضایعات محصولات کشاورزی گردو و بادام زمینی برای مقاوم­سازی خاک­ بستر جاده­های جنگلی طرح جنگلداری شصت کلاته مورد استفاده قرار گرفت. خاک مورد استفاده از مناطق رانشی و ناپایدار حاوی خاک متورم شونده تهیه شد. ابتدا پنج نقطه رانشی در امتداد جاده­های جنگلی که دربرگیرنده خاک ریزدانه است، مشخص و از هر نقطه حداقل سه نمونه هر یک به وزن پنج کیلوگرم و در مجموع ۱۵ نمونه به وزن کل ۷۵ کیلوگرم به­روش تصادفی تهیه شد. سپس پوسته­های سخت بادام زمینی و گردو پس از آسیاب در دستگاه خردکن حرفه­ای عطاری به­صورت پودر درآمد. در مرحله بعد، پودر پوسته گردو و بادام زمینی به مدت دو ساعت در دمای ۵۸۰ درجه سانتی­گراد کوره سوزانده و به خاکستر تبدیل شد. نمونه­های خاک رسی با خمیرایی بالا (CH) با مقادیر متفاوت صفر، ۵، ۱۰ و ۱۵ و ۲۰ درصد خاکستر پوسته بادام­زمینی و گردو (اندازه خاکستر ۴/۰-۰۴/۰ میلی­متر) مخلوط شد. زمان عمل­آوری ترکیب ضایعات و خاک ۲۸ روز در نظر گرفته ­شد. سپس ویژگی­های تراکمی، حدود آتربرگ و ظرفیت بارگذاری (CBR) به­ترتیب به­کمک آزمایش­های پروکتور، روش کاساگرانده و فتیله خمیری و مقاومت فشاری مورد اندازی­گیری قرار گرفت. تجزیه و تحلیل­های آماری در قالب طرح فاکتوریل با سه عامل اصلی شامل نوع ضایعات در دو سطح و مقدار ضایعات در پنج سطح و در مجموع با ۱۰ تیمار در نرم­افزار SPSS به­اجرا درآمد.یافته ها: نتایج نشان داد که کلیه تیمارها سبب افزایش دو تا ۵/۲ برابری مقدار ظرفیت بارگذاری شدند اما هیچ ­یک از آنها نتوانستند وضعیت ظرفیت بارگذاری خاک را از حالت ضعیف به حالت بهتر ارتقاء دهند. کمترین مقدار CBR در نمونه­های خاک تیمار شده با سه درصد خاکستر پوسته بادام ­زمینی به ثبت رسید. بیشترین شاخص خمیری در نمونه شاهد و نمونه­ خاک تیمار شده با ۱۰ و ۱۵ درصد خاکستر پوسته گردو مشاهده شد. در حالی ­که کمترین مقدار شاخص خمیری در نمونه­های خاک تیمار شده با سه درصد خاکستر پوسته بادام زمینی به ثبت رسید. در مجموع مقدار شاخص خمیری در نمونه­های خاک تیمار شده با خاکستر بادام­ زمینی به­طور معنی­داری کمتر از نمونه­های خاک تیمار شده با خاکستر پوسته گردو بود. در مجموع تیمارهای مورد استفاده از نظر تاثیرگذاری بر قابلیت بارگذاری به­دلیل خمیرایی بالای خاک شاهد دارای ضعف­های بارزی بودند، از این­رو، استفاده از آنها به­صورت خالص برای بهسازی خواص مکانیکی خاک­های CH پیشنهاد نمی­شود اما می­توان اثر آنها را در ترکیب با افزودنی­هایی مانند آهک و سیمان مورد ارزیابی قرار داد.نتیجه گیری: درصدهای بالای خاکستر پوسته گردو (۱۰ و ۱۵ درصد) نتوانستند تاثیر چندانی در کاهش شاخص­های خمیری خاک داشته باشند که دلیل این موضوع را می­توان میل ترکیبی بیشتر خاکستر پوسته گردو با آب دانست. اما عملکرد مطلوب خاکستر بادام­ زمینی (مقدار سه درصد وزنی) در کاستن از خواص خمیرایی خاک نشان می­دهد که از این تیمار می­توان برای تثبیت ترانشه­های رانشی که روی آنها بارگذاری انجام نمی­شود استفاده کرد. بدین ترتیب تیمارهای مورد استفاده از نظر تاثیرگذاری بر قابلیت بارگذاری خاک دارای ضعف­های بارزی بودند، از این­رو، استفاده از آنها به­صورت خالص برای بهسازی خواص مکانیکی خاک­های CH پیشنهاد نمی­شود اما می­توان اثر آنها را در ترکیب با افزودنی­هایی مانند آهک و سیمان مورد ارزیابی قرار داد.

کلیدواژه ها:

خاکستر پوسته بادام زمینی ، خاکستر پوسته گردو ، ظرفیت بارگذاری ، شاخص خمیری ، خاک CH