أنظمة تصميم الرصف السليمة:
يمكن استخدام مبادئ أنظمة تصميم الرصف السليمة لأي نوع من الهياكل بمتطلباتها الخاصة، بعض الأمثلة على ذلك هي:
- المناطق الصناعية.
- الموانئ.
- مدارج، طرق سيارات الأجرة، مآزر في المطارات.
- السدود.
تظل المبادئ كما هي، لكن الأحمال في مثال معين تختلف تمامًا عن تحميل الرصيف العادي، على سبيل المثال قد تحتوي المناطق الصناعية على أحمال ثابتة من الحاويات مكدسة فوق بعضها البعض بخلاف حمولة المركبات على الطرق العادية، وللتغلب على هذه الأحمال المختلفة على الطرق العادية أو الطرق المحددة، يجب أن تزيد من قوة الرصيف، ولكن بطريقة اقتصادية.
الحل هو بناء “Composite Pavement” باستخدام ألياف الصلب، إن سبب استخدام “الرصيف المركب” بدلاً من استخدام الرصيف الصلب وكذلك الرصيف المرن فقط هو أن الرصيف المركب يتكون من النوع نفسه كما أنه يزعج خصائص كليهما.
تحليل الأحمال على الرصف الصلب والمرن:
بالنسبة للتحليل فإن الرصيف المرن لا يحمل الصلابة الجيدة على سطح الجري، حيث أنه عندما يتم تطبيق أحمال العجلات عليها، فإنها لا تقاوم بشكل صحيح وتتطور الشقوق الصغيرة (أو الدقيقة) فيها، ولكنها تحتوي على سطح جيد مع توفير سطح ركوب أملس، بينما يحتوي الرصيف الصلب على قوة ومقاومة جيدة ضد حمل العجلة، ولكن له سطح خشن لركوب العجلة.
كما تقوم أيضًا بتسخين مطاط الإطار، مما يؤدي إلى وقوع حادث كبير، لذلك في الختام يعطي الرصيف المركب نتيجة أفضل للتحليل، حيث تستخدم فيها طبقات الخرسانة والأسفلت ويتم استخدام البيتومين على الطبقة العلوية لإنهاء السطح بشكل جيد بعد ذلك، قدمت طبقة الأساس المستقرة من البيتومين لضغط الحمل.
الطبقة الوسطى ليست مهمة، عند استخدام ألياف الصلب، حيث يتم تقليل هذه الطبقة، مما يؤدي أيضًا إلى تقليل تكلفة إنشاء الطرق، وبعد الطبقة الثانية من الرصيف المركب، يتم وضع الطبقة الخرسانية التي يتم فيها خلط الألياف الفولاذية ويعتبر (RC Concrete) هو المكون الهيكلي الأكثر استخدامًا، حيث يكون الأسمنت هو المادة المستخدمة بشكل كبير في العالم بإنتاج سنوي يزيد عن عشرة مليارات طن.
كما أن الخرسانة عبارة عن مادة مركبة تحتوي على الأسمنت الهيدروليكي والماء والركام الخشن والركام الناعم، المادة الناتجة عبارة عن هيكل شبيه بالحجر يتكون من تفاعل كيميائي للأسمنت والماء، هذه المادة الشبيهة بالحجر هي مادة هشة قوية في الانضغاط، ولكنها ضعيفة جدًا في الشد، في كثير من الأحيان قد تُعزى الشقوق إلى عوامل هيكلية أو بيئية أو اقتصادية، لكن السبب الرئيسي لتعرض الخرسانة للتشقق عند تطبيق حمولة ثقيلة عليها، وفي معظم الحالات يتشكل بسبب الضعف المتأصل في المادة لمقاومة قوى الشد، مرة أخرى تتقلص الخرسانة وتتشقق عندما يتم تقييدها.
تكون مقاومة الشد للخرسانة أقل بسبب اتساع الشقوق الدقيقة الموجودة في الخرسانة المعرضة لضغط الشد، ونتيجة لذلك، يتم استخدام الألياف الفولاذية كحل لتطوير الخرسانة بهدف تعزيز قوة شدها، وعلى مدى العقود الأربعة الماضية أظهرت عدد من الدراسات المزايا التقنية للخرسانة المسلحة بالألياف الفولاذية (SFRC)، حيث إن الاتجاه الجديد لاستخدام هذه التقنية يحل تمامًا محل جميع أنواع حديد التسليح والشبكات التقليدية، بسبب القوة المفرطة والألياف الفولاذية، كما يمكن تقليل سماكة الرصيف حتى 20 إلى 25 بالمائة.
نقوم أولاً بإعداد طبقات مثل القاعدة الفرعية والطبقة المقصودة من مزيج الخرسانة مع حشوات الصلب، ثم يتم إعطاء تشكيل طبقات الطريق، وبعد ذلك يتم وضع طبقة البيتومين لسطح الطريق الأملس، ثم تقوم كل هذه العمليات بإعداد الطبقة المركبة من الألياف الفولاذية، مما يعطي القوة والمتانة وكذلك يقلل من تكلفة إنشاء الطرق، ومن المحتمل أن يكون الطريق النهائي للرصيف المركب بألياف فولاذية أو (SFRC).
العامل الثاني الذي له تأثير كبير على قابلية التشغيل هو نسبة العرض إلى الارتفاع للألياف، وقابلية العمل تتناقص مع زيادة نسبة العرض إلى الارتفاع، عند استخدام (SFRC) في المصفوفة، حيث يجب تضمين البنود التالية في المواصفة وهي كالتالي:
- يجب أن تُصنع ألياف الصلب من الفولاذ الصلب ومنخفض الكربون، بحيث يكون لها مقاومة شد تزيد عن 1000 ميجا باسكال.
- يتم خلط ألياف الصلب بشكل صحيح مع الخرسانة، ويخلط الركام ويستقر في الطبقة للتغلب على مشكلة طبقة الرصف التي وقع بها الحادث.
- يجب فحص الألياف بشكل صحيح بحيث يتم التخلص من مخاطر التشقق.
- يتم توزيع الألياف الفولاذية بشكل صحيح على كامل سطح الرصيف، من أجل الزي الموحد.
