\documentclass[12pt,a4paper,draft]{report}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{xepersian}

%\settextfont[Scale=1]{Yas}
%دستور زير براي تعيين فونت متن فارسي مي‌باشد.
\settextfont[Scale=1]{XB Niloofar}
%\setlatintextfont{Linux Libertine}
%دستور زير براي تعيين فونت اعداد مي‌باشد.
\setdigitfont[Scale=1]{Yas}
\title{بررسي ميزان درصدگرفتگي و کاهش نفوذپذيري در روسازي نفوذپذير بر اثر گذر زمان (پايلوت شهري)}
\author{محمد امين طالقاني
\\ \small http://www.parsilatex.com
\\ \small http://wiki.parsilatex.com}
\renewcommand{\contentsname}{}
\begin{document}
%\romantoday
\maketitle
\frenchspacing
\tableofcontents
\begin{abstract}
\begin{flushright}
مخلوط‌هاي آسفالتي با دانه‌بندي باز يکي از انواع مخلوط‌هايي هستند که در روسازي‌هاي آسفالتي استفاده مي‌شوند و افزايش نفوذ‌پذيري و کاهش صداي چرخ از ويژگي‌هاي اصلي آن‌هاست. کاربرد متداول اين مخلوط‌ها در روسازي‌هاي آسفالتي به اين صورت است که آب باران به درون آسفالت متخلخل که بر روي يک لايه‌ي آسفالت با دانه‌بندي توپر قرار دارد نفوذ کرده و سپس به کناره‌هاي راه زهکش مي‌شود. کاربرد ديگر اين مخلوط‌ها که در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته روسازي‌هاي نفوذ‌پذير است که سازه روسازي به آب روي سطح اجازه مي‌دهد که آزادانه از داخل آن نفوذ کرده و به لايه‌هاي زيرين نفوذ کند.

در اين پژوهش سعي بر آن است با توجه به کاربرد دوم مخلوط‌هاي آسفالتي با دانه‌بندي باز يعني روسازي آسفالتي نفوذ‌پذير،نقش انواع پارامتر‌هاي موثر بر ميزان کاهش نفوذ‌پذيري لايه‌ي روسازي بر اثر گذر زمان،مورد بررسي قرار گيرد.در اين روسازي لايه‌ي بالايي از مخلوط آسفالت متخلخل تشکيل شده و لايه‌هاي زيرين داراي نفوذ‌پذيري بالا مي‌باشند.بنابراين آب جمع شده روي سطح روسازي ناشي از باران به داخل روسازي و سپس خاک بستر نفوذ مي‌کند.

همچنين سعي بر آن است تا با ارائه‌ي يک دانه‌بندي مناسب جهت آسفالت‌هاي متخلخل، از ويژگي‌هاي آن مانند افزايش نفوذپذيري و کاهش آلودگي صوتي استفاده نماييم. همچنين در اين پژوهش اين نوع روسازي با آسفالت ماستيک درشت‌دانه (SMA) \footnote{Stone Mastik Asphalt} مقايسه گرديده است.

مساله بسيار مهم در رابطه با اين روسازي‌ها ميزان باربري اين روسازي‌ها در شرايط مختلف ترافيکي است.همچنين عمده خرابي‌هاي اين روسازي‌ها ترک‌هاي طولي و شيار‌شدگي مي‌باشد.
\vspace*{20pt}


کلمات کليدي:مخلوط‌هاي آسفالتي با دانه‌بندي باز، روسازي‌هاي نفوذ‌پذير،آسفالت ماستيک درشت‌دانه، پارامتر‌هاي موثر بر ميزان کاهش نفوذ‌پذيري
\end{flushright}
\end{abstract}
\pagestyle{headings}
\chapter{کليات پژوهش}
\section{مقدمه}
يکي از انواع مخلوط‌هاي آسفالتي که استفاده از آن‌ها رايج شده است مخلوط‌هاي با دانه‌بندي باز\footnote{Open Graded Mixes}مي‌باشد.به‌طور معمول قسمت عمده اين نوع مخلوط‌هاي آسفالتي از سنگدانه‌هاي شکسته يا شن تشکيل و مقدار کمي ماسه نيز به آن‌ها اضافه مي‌شوند و به انواع مختلف از جمله PA\footnote{Porous Asphalt} و PEM\footnote{Porous European Asphalt}تقسيم مي‌شوند و لايه ساخته شده از اين مخلوط‌ها نيز  OFFC\footnote{Open Graded Friction Courses}و PFC\footnote{Porous Friction Course}ناميده مي‌شود.اين مخلوط‌ها به طور معمول در لابه‌لاي روسازي استفاده مي‌شوند و داراي درصد هواي زياد(بين 15 تا 25 درصد) هستند، هرچند که براي آن‌ها حداقل درصد هوا تعيين نشده است\cite{refrences1}.
مخلوط‌هاي آسفالتي با دانه‌بندي باز داراي حفرات هواي متصل به‌هم بوده که آب از اين طريق به درون لايه هدايت مي‌شود. در نتيجه آب بر روي سطح روسازي جريان نمي‌يابد و احتمال وقوع آب‌پيمايي و لغزندگي سطح راه کاهش مي‌يابد.مزيت ديگر اين مخلوط‌ها کاهش صداي چرخ به‌هنگام حرکت بر روي سطح جاده به علت داشتن فضاي خالي زياد است.()در کشورهايي مانند ايالت متحد آمريکا، انگليس،مالزي،آفريقاي جنوبي،ژاپن و استراليا مخلوط‌هاي با دانه‌بندي باز به عنوان لايه‌ي سطحي در روسازي بزرگراه‌هاي با ترافيک زياد و سرعت بالا استفاده شده‌اند.\cite{refrences1}


آسفالت متخلخل از نوع مخلوط‌هاي آسفالتي گرم با دانه‌بندي باز يا ميان تهي است. از اين نوع آسفالت براي رويه‌ي راه‌ها به منظور زهکشي سريع آب باران از لايه جاده، کاهش آب‌لغزي و افزايش ايمني وسايل نقليه استفاده مي‌شود. آسفالت متخلخل عبارت است از يک مخلوط آسفالتي با دانه‌بندي گسسته که پس از تراکم داراي درصد فضالي خالي زياد (تقريبا بيش‌تر از 20درصد) مي‌شود. اين درصد زياد فضاي خالي،شبکه‌اي از مجاري را در جسم مخلوط پديد مي‌آورد که هم به منزله‌ي مخزني براي جذب مقدار زيادي آب و هم به‌عنوان لايه‌ي زهکشي براي تخليه آب به سمت شانه‌هاي راه، عمل مي‌کند.\cite{refrences2}


استفاده از OGFC و PFC ، بيشتر به عنوان يک لايه‌ي نازک بر روي لايه آسفالتي با دانه‌بندي متراکم است تا فرآيند زهکشي آب‌هاي سطحي را تسهيل کرده و احتمال اغزش را کاهش دهد. اين نوع مخلوط‌ها اغلب براي مناطقي که ترافيک سنگين دارند استفاده مي‌شود.()کاربرد ديگر مخلوط آسفالتي با دانه‌بندي باز در روسازي آسفالتي نفوذ‌پذير است. اين نوع روسازي معمولا از يک لايه آسفالتي نازک با دانه‌بندي باز و يک لايه اساس دانه‌اي با ضخامت زياد داراي مصالح سنگي شکسته با اندازه بزرگ تشکيل مي‌شود. اين روسازي‌ها به‌گونه‌اي هستند که لايه آسفالتي روسازي کاملا متخلخل بوده و آب باران به لايه‌هاي زيرين و در نهايت به خاک بستر منتقل مي‌شوند و در نتيجه نياز به آبروهاي کنار راه به حداقل مي‌رسد.
به‌طور کلي مزيت اين روسازي‌ها را مي‌توان به‌صورت زير خلاصه کرد:(())

-	افزايش فضاي مفيد معابر.

-	کاهش مقدار رواناب.

-	افزايش مقدار نفوذ آب به لايه‌هاي پاييني و تغذيه منابع آب زير‌زميني.

-	تصفيه نسبي آب حاصل از بارندگي هنگام عبور از بين لايه‌هاي سنگي و حرکت به سمت پايين.


روسازي‌هاي آسفالتي نفوذ‌پذير به طور معمول براي پارکينگ‌ها، خيابان‌هاي با ترافيک سبک، زمين‌هاي بازي، مسيرهاي مخصوص عبور دوچرخه و پياده‌رو‌ها استفاده مي‌شوند.البته براي زمين‌هاي بازي بيشتر از نوع ريزدانه‌ي آن‌ها استفاده مي‌گردد.
\section{ضرورت و هدف} 
در سال‌هاي اخير نگراني‌ها پيرامون روند رو رشد آلاينده‌ها در منابع آب و محيط زيست و همچنين کاهش منابع آب زيرزميني رو به افزايش بوده است. در دهه 1960، محققان دريافتند رواناب مناطق توسعه يافته، پتانسيل آلوده کردن منابع آب‌هاي سطحي و زيرزميني را دارد. علاوه بر اين، با افزايش مساحت منطقه، رواناب با نرخ و حجم بالاتري خارج شده و در نتيجه مي‌تواند منجر به فرسايش و جاري شدن سيل در پايين‌دست گردد.\cite{refrences3} با توجه به توسعه و گسترش شهرها و نياز روز افزون به معابر و جاده‌ها، استفاده از يک روسازي کارآمد که نه تنها از لحاظ اقتصادي در طول چرخه عمر خود توجيه‌پذير باشد بلکه دوست‌دار محيط‌زيست بوده و از استانداردهاي توسعه پايدار نيز تبعيت کند، به شدت احساس مي‌شود.

يکي از مواردي که در روسازي‌هاي نفوذپذير حائز اهميت است اين است که اين روسازي‌ها پس از مدتي که طول عمرشان مي‌گذرد به دليل کاهش ميزان نفوذپذيري و پر شدن خلل و فرج آنان، از ميزان عملکرد اوليه‌ي آن‌ها کاسته شده و حتي معکوس عملکرد اوليه خود انجام مي‌دهند. شناخت هر چه دقيق‌تر پارامترهاي موثر بر کاهش نفوذپذيري در اين نوع روسازي‌ها و همچنين ارائه راهکارهاي مناسب جهت بهبود آن، مي‌تواند گام بسيار مهمي براي استفاده بيشتر از روسازي‌هاي نفوذپذير در سطح کشور باشد.

به جهت شناخت ميزان تاثير تمامي پارامترهاي موثر بر کاهش نفوذپذيري، شهر تهران به عنوان يک پايلوت شهري انتخاب گرديد و با توجه به شرايط محيطي و اقليمي اين شهر پارامترها مورد بررسي قرار گرفت.
\newpage
اهداف اين تحقيق عبارتند از:


\begin{enumerate}
\item 	بررسي پارامترهاي موثر بر انسداد منافذ روسازي متخلخل در يک محيط شهري ( با تاکيد بر شهر تهران) 
\begin{enumerate}
\item شناسايي و طبقه‌بندي روسازي‌هاي متخلخل مختلف بر اساس شدت نفوذپذيري
\item شناسايي عوامل موثر بر جاري‌شدن رواناب،شدت آن‌ها و ميزان بارش
\item شناخت پارامترهاي موثر بر کاهش نفوذپذيري و ميزان تاثير آن‌ها
\end{enumerate}
\item	مطالعه آزمايشگاهي ميزان درصد گرفتگي آسفالت نفوذپذير بر اثر گذر زمان
\item 	ارائه راهکارهاي جلوگيري و يا کاهش ميزان گرفتگي منافذ روسازي متخلخل
\item 	بررسي روند کاهش نفوذپذيري روسازي نفوذپذير اجرا شده در شهر تهران بر اثر مرور زمان بصورت پايلوت
\item 	افزايش نرخ نفوذ‌پذيري آسفالت متخلخل
\end{enumerate}
 در اين پايان‌نامه قصد داريم تا با شناخت پارامترهاي موثر بر کاهش يا افزايش نفوذپذيري به يک طرح اختلاط مناسب براي آسفالت متخلخل که هم از لحاظ مقاومت و هم نفوذپذيري بهينه باشد دست يابيم. طرحي که از جميع شرايط مناسب براي پايلوت شهري تهران و همچنين موثر در کاهش آلودگي صوتي باشد که اين موضوع نيز از عوامل حائز اهميت در گستره‌ي شهري همانند تهران است.
\section{مراحل و روش پژوهش}
با توجه به اهداف اين پايان‌نامه، روش کلي تحقيق بر انجام آزمايش‌هاي تجربي و ميداني و بررسي و تحليل نتايج حاصل استوار است. جزئيات برنامه کار به شرح زير است:

\begin{enumerate}
\item بررسي مطالعات و پژوهش‌هاي ساير محققان به منظور درک جامع و کامل از مفاهيم آسفالت متخلخل
\item شناسايي پارامترهاي موثر بر نفوذپذيري آسفالت متخلخل در روسازي و انتخاب تاثيرگذارترين پارامترها از طريق پژوهش در مطالعات پيشين يا به دست آوردن آن از طريق آزمايش‌هاي تجربي
\item تدوين و طراحي آزمايش براي مشخص کردن ميزان اهميت هر کدام از پارامترهاي موثر در نفوذپذيري آسفالت متخلخل 
\item نهايي کردن نسبت‌هاي اختلاط و ساخت نمونه‌هاي انتخاب شده و انجام آزمايش‌هاي مربوط به خواص مکانيکي و فيزيکي مخصوصا تعيين ضريب نفوذپذيري آن‌ها به منظور شناسايي ميزان تاثير هر کدام از پارامترها
\item انجام آزمايش‌هاي ميداني ضريب نفوذپذيري بر روي نمونه‌هاي از پيش کار شده در سطح شهر تهران و انجام مطالعات و تحليل و ارزيابي هر کدام
\item اصلاح نسبت‌هاي مورد استفاده در طرح اختلاط ابتدايي و ميداني و ساخت و انجام آزمايش جهت تعيين طرح اختلاط نهايي پيشنهادي براي پروژه ساخت روسازي در عمل
\item ارائه راهکارهاي مناسب در جهت اجرا و نگهداري و بهره‌برداري از روسازي متخلخل به جهت حفظ عملکرد بهينه آن به مدت زمان طولاني با استفاده از آزمايش‌هاي انجام شده در طول تحقيق و مطالعات پيشين
\item بررسي نتايج حاصل، تجزيه و تحليل آن‌ها و ارائه روابط پيشنهادي
\item نتيجه گيري نهايي 
\end{enumerate}
\section{محتواي فصول}
مطالب اين رساله در فصول زير ارائه مي‌گردد:


\subsection{فصل اول}
اين فصل به معرفي پايان‌نامه پرداخته و شامل بخش‌هاي مقدمه، ضرورت و اهداف، مراحل و روش پژوهش و نهايتاً تقسيم‌بندي پايان‌نامه و تعريف فصول است.
\subsection{فصل دوم}
در اين فصل ضمن تعريف آسفالت متخلخل، ويژگي‌ها و کاربردهاي مختلف آن مورد بررسي قرار مي‌گيرد. مفاهيم و کليات موضوع تحقيق به صورت مطالعات کتابخانه‌اي بررسي شده‌است.
\subsection{فصل سوم}
در اين فصل نخست به معرفي مصالح مصرفي شامل سنگ‌دانه‌ها،قير و انواع اصلاحيات قير پرداخته مي‌شود. سپس اندازه‌ي سنگدانه‌ها در طرح اختلاط‌هاي اوليه به همراه نتايج آزمايش‌هاي آسفالت مورد بررسي قرار مي‌گيرد و طرح‌هاي نهايي جهت انجام آزمايش‌هاي مورد نظر معرفي مي‌گردند.در انتها برنامه‌ي آزمايشگاهي شامل مسير آزمايش و طرح اختلاط‌ها،نوع آزمايش‌هاي انجام شده،تعداد،ابعاد،نام‌گذاري و آزمايش‌هاي ميداني صورت پذيرفته ارائه مي‌گردد.
\subsection{فصل چهارم}
اين فصل به شرح آزمايش‌هاي انجام شده، نتايج حاصل و نيز تجزيه و تحليل آن‌ها پرداخته و سعي مي‌کند تا حد امکان روابط و نتايج را با يکديگر مقايسه نموده و اختلاف‌ها را شرح دهد.
\subsection{فصل پنجم}
در فصل پنجم با توجه به موارد مطرح شده در فصول گذشته و آزمايش‌هاي انجام گرفته،نتيجه‌گيري نهايي اين پايان‌نامه به صورت خلاصه ارائه مي‌گردد. همچنين با توجه به نتايج حاصل از تحقيق، پيشنهادهايي براي ادامه مطالعات بر روي آسفالت متخلخل در آينده ارائه مي‌شود. بخش پاياني نيز به ذکر منابع و مراجع و پيوست پايان‌نامه اختصاص داده شده است.
\chapter{پيشينه و ادبيات پژوهش}
\section{مروري بر ادبيات پژوهش}
\subsection{نقش توسعه شهر در توليد رواناب}
شهرسازي با افزايش تمرکز روسازي‌ها، ساختمان‌ها و ديگر سطح‌هاي نفوذناپذير همراه است. اين امر سبب توليد رواناب مازاد مي‌شود. رواناب توليد‌شده آلودگي‌هاي مسير جريان را با خود جمع مي‌کند و باعث آلودگي رودها و نهرها، آلودگي درياچه‌ها و منابع آب آشاميدني مي‌شود. افزايش رواناب و عدم نفوذ آن در داخل زمين، باعث محروم‌شدن آب‌هاي زير زميني از منابع آب‌هاي سطحي مي‌شود. در شکل \ref{shahr} تصويري از نقش توسعه شهر در توليد رواناب نشان داده‌شده است.
\begin{figure}[ht]
\centerline{\includegraphics[width=5cm]{tose.jpg}}
\caption{\label{shahr}\small نمايي از نقش توسعه‌شهري در توليد رواناب}
\end{figure}
آب سطحي آلودگي‌هايي را وارد منابع آب مي‌نمايد که از يک منبع متمرکز نمي‌باشند، بنابراين آن‌ها به عنوان يک منبع غير‌نقطه‌اي در ايجاد آلودگي تلقي مي‌شوند. مهمترين پارامتر جهت حمل و انتقال آلاينده‌ها در رواناب سطحي مواد معلق موجود در آن است. اگر بتوانيم اين مواد را از رواناب سطجي حذف نماييم به بهبود کيفي آن کمک قابل توجهي نموده‌ايم. به طوري‌که طبق تحقيقات انجام شده، با حذف مواد جامد معلق مي‌توان سبب کاهش فسفر کل، فلزات سنگين، اکسيژن‌خواهي شيميايي و کدورت از رواناب سطحي شد.
\subsection{روسازي متخلخل}
روسازي متخلخل يک نوع BMP مي‌باشد که از اوايل قرن جديد به مجموعه‌ي روسازي‌ها اضافه‌شده است.از جمله مزاياي اين روسازي‌ها کاهش نفوذ‌ناپذيري در مناطق شهري جديد يا مناطق توسعه يافته است. اين روسازي‌ رواناب را کاهش مي‌دهد و بار آلودگي را حذف مي‌نمايد. روسازي متخلخل مي‌تواند با و يا بدون زير زهکش به کار برده‌شود. در صورتيکه داراي زير زهکش باشد، آب با سرعت بيشتري نسبت به حالت بدون زهکش تخليه مي‌گردد. انواع روسازي‌هاي متخلخل به نگهداري رواناب سطحي، براي نزديکي به شرايط پيش توسعه کمک مي‌کنند. سيستم‌هاي روسازي متخلخل مي‌تواند جايگزين سيستم‌هاي سنتي روسازي شوند تا بتواند باران و رواناب را از ناحيه‌هاي اطراف به طور مستقيم از ميان روسازي نفوذ داده و رواناب از نظر کيفيت بهبود يابد.با توجه به اينکه روسازي متخلخل مي‌تواند در حذف آلاينده‌ها خيلي پربازده باشد، بايد به مراحل نصب و نگهداري اين روسازي براي تضمين عملکرد طولاني مدت آن توجه شود. روسازي‌هاي متخلخل شامل روسازي نفوذپذير،بتن متخلخل و آسفالت متخلخل مي‌باشد.
\subsubsection{روسازي بتن متخلخل}
بتن متخلخل همان بتن معمولي مي‌باشد با اين تفاوت که مواد ريز‌دانه به طور تمام از بتن حذف شده‌است. در جدول \ref{table.1} سهم‌ها و تقسيم‌بندي مواد در بتن شرح داده‌شده‌است.بتن متخلخل شامل حداقل سه لايه مي‌باشد که عبارتند از : پنج تا ده سانتيمتر لايه‌اي از بتن متخلخل، 2.5 تا 5 سانتيمتر فيلتر از مصالح خرد شده، حداقل 30 سانتيمتر لايه مخزن(از مصالح سه تا هفت سانتيمتر) و يک لايه اختياري از فيلتر. اختلاط بتن متخلخل شامل سيمان پرتلند، دانه‌هاي يک شکل درشت دانه سنگي و آب است. در مقايسه با بتن معمولي که داراي 3 تا 5 درصد فضاي خالي مي‌باشد، فضاي خالي و متخلخل اين بتن بين 15 درصد تا 22.5 درصد است. اين بتن براي پيش تصفيه آب باران مي‌باشد. مصالح فيلتر خرد شده کمک به حذف برخي از آلودگي‌ها مي‌نمايد. رواناب در لايه مخزن ذخيره مي‌شود. نفوذ‌پذيري بالاي اين لايه با مصالح شسته شده حداقل 40 درصد مي‌باشد. در شکل\ref{beton.fig} شماتيکي از يک مقطع عرضي روسازي بتن متخلخل ارائه مي‌گردد.

\begin{center}


\begin{tabular}{b}
\caption{سهم‌ها و تقسيم‌بندي مواد در بتن}
\label{table.1}
\centering
\begin{tabular}{|c|c|}
\hline
مقدار مواد & نسبت مواد  \\
\cline{1-2}
270-415 کيلوگرم بر متر مکعب & مواد داراي خواص سيمان  \\
\cline{1-2}
1190-1480 کيلوگرم بر متر مکعب & سنگدانه  \\
\cline{1-2}
0.27-0.3 & نسبت آب به سيمان  \\
\cline{1-2}
4-4.5:1 & نسبت سنگدانه به سيمان  \\
\cline{1-2}
صفر تا 1:1 & نسبت سنگدانه ريز به سنگدانه درشت  \\
\hline
  \end{tabular}
\end{table}

\end{tabular}
  
\end{center}
\chapter{مراجع و منابع}
\begin{thebibliography}{99}
\Latin
\bibitem{refrences1}
S.N. Suresha and George Varghese and A.U. Ravi Shankar. Characterization of porous friction course mixes for different Marshall compaction efforts. Construction and Building Materials. 2009. 2887 - 2893.
\Persian
\bibitem{refrences2}
کورش جايروند و احمد منصوريان و علي نصرالله تبار.بررسي دانه‌بندي‌هاي مورد استفاده در آسفالت متخلخل و ارايه دانه‌بندي مناسب براي ايران. کنفرانس ملي زيرساخت‌هاي حمل‌و‌نقل(دانشگاه علم و صنعت ايران).1391.
\Persian
\bibitem{refrences3}
عليرضا جوشقاني. بررسي ويژگي‌هاي مهندسي بتن متخلخل روسازي. پايان‌نامه‌ي کارشناسي ارشد.1393.

\end{thebibliography}
\end{document}