ژئوفوم های پلی استایرنی منبسط شده در ساخت پیاده رو
چکیده
پلی‌استایرن منبسط شده (EPS)، راهکارهایی را در اختیار بسیاری از مسائل مرتبط با ساخت پیاده‌رو مهندسی عمران قرار داده است. با استفاده از ژئوفوم EPS، بر مسائلی همچون احداث پیاده‌رو بر روی خاک‌های بستر با ظرفیت تحمل (باربرد) اندک (همچون خاک‌های تورب‌دار و خاک‌های رسی)، یا در مناطقی با زمستان‌های شدید، و ساخت پیاده‌رو بر روی سرویس‌های زیرزمینی غلبه شده است. این مواد در بسیاری از کاربردهای پیاده‌روسازی یا ایجاد روکش مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از جمله این کاربردها می‌توان به استفاده از ژئوفوم EPS به عنوان پرکننده سبک‌وزن، به عنوان عایق حرارتی، لرزش‌گیر و برای حفاظت از سرویس‌های زیرزمینی اشاره نمود. متاسفانه موانعی بر سر راه استفاده از ژئوفوم EPS به عنوان یک ماده استاندارد در سراسر جهان وجود دارد. برای توسعه و گسترش دانش فنی لازم برای ممانعت از استفاده غیرموثر و حتی نادرست از ژئوفوم EPS لازم است تلاش‌های گسترده‌ای صورت گیرد. همچنین توسعه کاربردهای جدید و نوآورانه برای استفاده از ژئوفوم EPS و توسعه استانداردهای به‌روز و فرایندهای آزمون نیازمند انجام پژوهش‌های گسترده‌تر در این زمینه است. برای تسهیل انجام تحقیق در این حوزه‌ها، در این مقاله مروری به بحث در خصوص ملاحظات طراحی، محدودیت‌ها و روش‌های تضمین کیفیت برای استفاده از EPS در کاربردهای مربوط به پیاده‌رو و روکش‌سازی پرداخته شده و توصیه‌هایی برای نقاط ضعف موجود در این زمینه‌ها ارائه شده‌اند. همچنین در این مقاله به بررسی جزئیات مربوط به مطالعات موردی قبلی که در آنها از EPS استفاده شده است، پرداخته شده و همچنین خواص مکانیکی EPS و سرانجام فرایند ساخت آن مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
1. مقدمه
پلی‌استایرن منبسط شده (EPS)، یک ماده ژئوسنتز (زمین‌ساخت) پلیمری با ساختار سلولی به هم پکیده است. ساخت این ماده مستلزم گرمادهی دانه‌های انبساط‌پذیر پلی‌استایرن با بخار و قرارگیری این دانه‌های پلی‌استایرن منبسط شده با گرما درون قالب برای ایجاد بلوک‌هایی منشوروار از EPS است [1]. این بلوک‌ها برای استفاده در دسته‌ای از کاربردهای مهندسی عمران ساخته می‌شوند. یکی از این کاربردهای اولیه، ایجاد روکش برای مقابله با مسئله مربوط به خاک‌های با ظرفیت تحمل اندک است، کاربردی که با موفقیت بسزایی همراه بوده و بیش از چهار دهه است که مورد قبول قرار گرفته و از آن استفاده می‌شود [2]. از دیگر کاربردهای EPS می‌توان به استفاده از آن به عنوان عایق حرارتی، درون‌گیر به‌هم‌فشردنی، تثبیت شیب، ساخت آبراهه پل، ساخت جایگاه تماشاچیان در استادیوم‌ها و حتی کاهش نویز/ ارتعاش اشاره نمود [3- 5].
9. نتیجه‌گیری
پلی‌استایرن منبسط شده به یکی از مواد همه‌منظوره و چندبعدی مبدل شده است که از آن در ده‌ها کاربرد مهندسی ژئوتکنیک به ویژه در ساخت روکش‌های جاده‌ای می‌توان استفاده نمود. این موضوع احتمالاً ناشی از خواص جالب توجه مکانیکی ژئوفوم EPS است. شایان ذکر است که ماهیت سبک‌وزن آن (که آن را به عنوان یکی از مواد پرکننده عالی مطرح ساخته است)، هدایت گرمایی اندک آن (که آن را به عایق روکش جاده‌ای مطلوبی در اقلیم‌های سرد مبدل نموده است)، تراکم‌پذیری آن (که بکارگیری آن در محافظت از سرویس‌های زیرزمینی را تسهیل نموده است) و سرانجام توانایی میراسازی ارتعاشی آن (که آن را به یک میراگر ارتعاشی بالقوه مبدل ساخته است) از مهم‌ترین ویژگی‌های این ماده می‌باشند.
Abstract
Expanded polystyrene (EPS) has offered solutions to many civil engineering problems associated with pavement construction. Issues, such as the construction of pavements on low bearing capacity subgrade soils (such as peats and clays), or in regions with severe winters, and the construction of pavements over underground services, have all been overcome with the use of EPS geofoam. This material is used for many pavement applications. These include the use of EPS geofoam as a lightweight fill, as a thermal insulator, a vibration dampener, and for the protection of underground services. Unfortunately, there are a number of barriers that are stopping the use of EPS geofoam from becoming standard worldwide. More has to be done to develop and proliferate technical knowledge to avoid the inefficient, and even the incorrect use of EPS geofoam. There is also room for research in the development of new and innovative applications for the use of EPS geofoam, and for the development of updated standards and test procedures. To facilitate research in these areas, this review paper discusses the design considerations, limitations, and quality assurance procedures for the use of EPS in pavement applications, while paying special attention to the areas of weakness for which recommendations are made. Furthermore, this review paper details historic case studies in which EPS was used, as well as discusses the mechanical properties of EPS, and, finally, its manufacturing process.
1. Introduction
Expanded polystyrene (EPS) is a polymeric geosynthetic material with a cellular closed cell structure. Its manufacture involves the heating of expandable beads of polystyrene with steam, and the placement of these heated expanded polystyrene beads into moulds to create prismatic blocks of EPS [1]. These blocks are manufactured for use in a variety of civil engineering applications. One of its primary applications is in pavement construction to counter the issue of low bearing capacity subgrade soils, an application that has been very successful, and, consequently, has been widely adopted and utilised for more than four decades [2]. Other applications of EPS include thermal insulation, compressible inclusion, slope stability, bridge abutment construction, stadium seating construction, and even noise/vibration dampening [3–5].
9. Conclusion
Expanded polystyrene appears to be a versatile material that can be used in a myriad of geotechnical engineering applications, particularly in pavement construction. This is possible due to the interesting mechanical properties of EPS geofoam. Most notably, its lightweight character, which allows it to be an excellent fill material, its low thermal conductivity, which makes it a suitable pavement insulator in cold climates, its compressibility, which facilitates its application in the protection of underground services, and finally, its vibration dampening qualities that makes it a potential vibration dampener.
چکیده
1. مقدمه
2. خواص مواد
2. 1. تولید ژئوفوم EPS
2. 2. چگالی
2. 3. مقاومت فشاری
2. 4. مدول یانگ و نسبت پواسون
2. 5. مقاومت برشی
2. 6. خزش و دوام
2. 7. مقاومت حرارتی، مقاومت شیمیایی و جذب رطوبت
2. 8. ملاحظات زیست‌محیطی
3. ملاحظات ساخت
3. 1. مقاومت خمشی و ظرفیت تحمل (باربرد)
3. 2. شناوری و بارگذاری لرزه‌ای
3. 3. نشست
3. 4. ملاحظات مربوط به ترکیب روکش جاده
4. کاربردهای طراحی
4. 1. طراحی ماده پرکننده سبک‌وزن
4. 2. تعدیل یا میرایی نویز/ ارتعاش
4. 3. حفاظت از سرویس‌های زیرزمینی
4. 4. عایق حرارتی
5. محدودیت‌ها
5. 1. طراحی ناقص یا اقدامات ساخت نامناسب
5. 2. اشتعال‌پذیری
5. 3. یخ‌زدگی دیفرانسیلی یا تفاضلی
6. ملاحظات ساخت
6. 1. آماده‌سازی مکان
6. 2. فشرده‌سازی
6. 3. اصلاح (دستکاری) و حفاظت از اشعه ماورای بنفش
6. 4. لایه‌بندی و نحوه قرارگیری
7. تضمین کیفی
7. 1. ثبت سوابق
7. 2. آزمایش و نمونه‌برداری
8. بررسی‌های موردی
8. 1. بازسازی دیواره خاکی پل فلوم، اسلو، نروژ
8. 2. بازسازی جاده بین‌ایالتی 15، سالت لیک سیتی، ایالات متحده آمریکا
8. 3. بازسازی جاده ماتلینگوگ، روتردام، هلند
9. نتیجه‌گیری
Abstract
1. Introduction
2. Material properties
2.1. Manufacture of EPS geofoam
2.2. Density
2.3. Compressive strength
2.4. Young’s Modulus and Poisson’s ratio
2.5. Shear strength
2.6. Creep and durability
2.7. Thermal resistance, chemical resistance, and moisture absorption
2.8. Environmental considerations
3. Design considerations
3.1. Flexural strength and bearing capacity
3.2. Buoyancy and seismic loading
3.3. Settlement
3.4. Pavement composition considerations
4. Design applications
4.1. Lightweight fill design
4.2. Noise/vibration dampening
4.3. Protection to underground services
4.4. Thermal insulation
5. Limitations
5.1. Inadequate design or improper construction practice
5.2. Flammability
5.3. Differential icing
6. Construction considerations
6.1. Site preparation
6.2. Compaction
6.3. Handling and UV protection
6.4. Layout and placement
7. Quality assurance
7.1. Record keeping
7.2. Testing and sampling
8. Case studies
8.1. Flom bridge embankment reconstruction, Oslo, Norway
8.2. Interstate 15 reconstruction, Salt Lake City, USA
8.3. Matlingeweg Street reconstruction, Rotterdam, The Netherlands
9. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه