بهینه سازی هزینه های بازسازی و آسفالت پس از حفاری با استفاده از روش های نوین تثبیت بستر

یکی از چالش های اساسی در پروژه های توسعه شهری و زیرساختی، مسئله حفاری های مکرر برای تعمیرات تاسیسات زیرزمینی (آب، فاضلاب، گاز و مخابرات) و به دنبال آن، بازسازی روسازی آسفالتی است. روش های سنتی مرمت، شامل قشربرداری کامل و جایگزینی مصالح، علاوه بر تحمیل هزینه های سنگین مستقیم، باعث افزایش زمان اجرا، ترافیک طولانی مدت و کاهش عمر مفید روسازی مجدد می شود. در این پژوهش، به بررسی کاربرد روش های نوین تثبیت بستر (شامل تثبیت با آهک و سیمان، استفاده از ژئوگریدها و فناوری های پلیمری نوین) جهت کاهش ضخامت لایه های بازسازی و افزایش مقاومت فوری بستر پرداخته شده است. روش شناسی تحقیق مبتنی بر انجام آزمایش های صحرایی (نفوذسنجی دینامیکی و بارگذاری صفحه ای) و آزمایش های آزمایشگاهی (CBR، مقاومت فشاری و دوام سنجی) بر روی بسترهای حفاری شده با مصالح مختلف (خاک های رسی، ماسه ای و بسترهای آمیخته) می باشد. سپس با استفاده از روش های عددی (مدل سازی اجزاء محدود) و تحلیل اقتصادی‑فنی، ضخامت بهینه لایه های روسازی برای هر روش تثبیت، تعیین و با روش سنتی مقایسه گردید. یافته های تحقیق نشان می دهد که استفاده از ترکیب تثبیت کننده های نانوسیلیس و الیاف پلیمری در لایه بستر، به طور میانگین مقاومت باربری (CBR) را تا ۱۲۰٪ نسبت به حالت طبیعی افزایش داده و در نتیجه ضخامت لایه آسفالت را تا ۴۰٪ کاهش می دهد. همچنین، استفاده از ژئوگریدهای سه بعدی در فصل مشترک بستر و زیراساس، علاوه بر یکنواخت سازی توزیع تنش، از وقوع نشست های موضعی جلوگیری می نماید. تحلیل هزینه‑چرخه عمر (LCCA) نشان می دهد که روش های نوین تثبیت، با وجود هزینه اولیه بالاتر نسبی، در بازه ۵ ساله به دلیل کاهش ضخامت آسفالت، افزایش فواصل تعمیر و کاهش ترافیک ناشی از عملیات، حدود ۳۵ تا ۵۰ درصد صرفه جویی اقتصادی به همراه دارند.نتایج نهایی حاکی از آن است که پیاده سازی سیستم تثبیت انتخابی بر اساس نوع خاک بستر و عمق حفاری، می تواند به عنوان یک راهکار موثر در مدیریت بهینه هزینه های نگهداری شهری و افزایش کیفیت روسازی پس از حفاری، جایگزین روش های مرسوم گردد. این رویکرد نه تنها از منظر اقتصادی بلکه از حیث زیست محیطی (کاهش مصرف قیر و مصالح سنگی) نیز حائز اهمیت بوده و به تحقق اهداف توسعه پایدار در پروژه های عمرانی کمک می کند.

کلیدواژه ها:

بهینه سازی هزینه ، تثبیت بستر ، بازسازی آسفالت ، حفاری شهری ، ژئوگرید ، مقاومت باربری ، تحلیل چرخه عمر (LCCA)