بتن با طراحی و اجرای مناسب همواره یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی می باشد. با توجه به گسترش ساخت سازه های بتنی دوام آنها در شرایط محیطی بهره برداری به جهت هزینه های سنگین تعمیر و نگهداری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه از بتن در روسازی راه و راه آهن بطور گسترده استفاده می شود. با توجه به گسترش خطوط ریلی به مناطق مختلف کشور اعم از مناطق سردسیر و مناطق خورنده جنوبی کشور دوام آن حائز اهمیت می باشد. هدف این تحقیق آزمایشگاهی بررسی تاثیر مواد حبابزا بر برخی پارامترهای دوام بتن روسازی راه و راه آهن (جذب آب اولیه، جذب آب نهایی، جذب آب مویینه، مقاومت ویژه الکتریکی) می باشد. از آنجا که هدف این تحقیق آزمایشگاهی بررسی تاثیر مواد حبابزا بر برخی پارامتهای دوام بوده، سعی شد در کلیه طرح مخلوطها عوامل تاثیر گذار بر دوام بتن، نظیر عیار سیمان، نسبت آب به سیمان،... ثابت نگه داشته شده و تنها در صد هوای آنها با یکدیگر متفاوت می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش هوای بتن توسط حبابزاها جذب آب بتن کاهش یافته و مقاومت ویژه الکتریکی بتن افزایش خواهد یافت.

در این تحقیق با استفاده از روش های غیرمخرب ارزیابی سازه ای روسازی و با استفاده از تکنیک های محاسبات معکوس، مدول الاستیسیته لایه های روسازی و تنش ها و کرنش های بحرانی تعیین گردید. بدین منظور از دستگاه افت و خیزسنج ضربه ای دایناتست (مدل 8000) و نرم افزار کاربردی آن elmod5 استفاده گردیده است. در این تحقیق یک پروژه عملی بر روی سطح روسازی بزرگراه قم به سلفچگان، در خط کندرو انجام شد و آزمایش افت و خیز در این محور به عمل آمد. داده های ورودی شامل بار اعمالی، دمای سطح روسازی ، دمای عمق لایه آسفالتی، افت وخیزهای اندازه گیری شده، اطلاعات ترافیکی و دوره طرح می باشد. سپس این نتایج توسط نرم افزار elmod5 تحلیل گردید. این محاسبات با استفاده از آیین نامه روسازی آسفالتی ایران و نرم افزارهای mepads و kenlayer مقایسه گردید. با بررسی تغییر شکل در محل قرار گیری سنسورها ، به بیان نحوه مدلسازی لایه های روسازی پرداخته شد و با بررسی تنشهای بحرانی مشخص گردید که طرح روسازی پیشین که مبنای تجربی دارد از تمام ظرفیت روسازی در مدت دوره طرح استفاده نمی کند.

مطالبی که تحت عنوان مقدمه در اول این نوشتار می آید نگاهی نو به مهندسی سیویل و بویژه به مهندسی راه در خصوص تئوری ریاضیات پیشرفته و کاربرد آن در حوزه مهندسی راه پیشرفته بشمار می اید. حال هر گاه ریاضیات را ملکه علوم بدانیم بدون اغراق می بایستی قبول نمود که در سطوح بالا و در شاخه تئوری محض کلیه رشته ها و بالاخص رشته های فنی در مطالب تحقیقاتی خود به ریاضیات نیازمندند این گفتار رشته سیویل و بویژه راه و ساختمان را مستثنی نمی کند با این تفاوت که چنین القاء می شود که در شاخه مهندسی سیویل از اساس علوم ریاضیات بعنوان هنر دیگران یاد می شود. ایده این نوشتار و مطالب فوق در خصوص ریاضیات پیشرفته و. برای مهندسین راه نیز با آرامی اما مطمئن تر در حال رشد بوده و صادق می باشد ولی نبایستی از خاطر دور ساخت که مطالب اخیر و شاخه ریاضیات در کل در خصوص تئوری و متد طراحی راهها و بزرگراه ها و تحقیقات دانشگاهی و مقالات رل بسیار بزرگی را بازی می کند فصل دوم این نوشتار که شامل تبدیلات لاپلاس و ایده ای نو در خصوص رابطه تنش و کرنش و خواص ویسکولاستیسیته مواد و بررسی خیز در لایه های روسازی را از منظر ریاضی مورد بحث قرار می دهد. اساس و بیس این فصل بخش کوچکی از کتاب طراحی روسازی هوانگ را شامل می شود که با اعمال تغییرات و شرح و بسط کافی ارائه می گردد و بجا است اضافه شود که جهت استفاده بهتر از محتوای مطالب ‘ تئوری تبدیلات لاپلاس به اول مطالب اضافه گردیده است همچنین جهت استفاده مطلوب از مطالب پایانی فصل به توضیحاتی در خصوص آنالیز فوریه که تبدیلات فوریه را شامل می شود بصورت گذرا اشاره گردیده است. در فصل سوم به خواص اصلاح کننده های قیری نظیر sbs و اثر انها بر خاصیت ویسکوالاستیسیته قیر و مدول الاستیسیته و نقش زمان و دما اشاره شده است که می تواند از لحاظ عملی منتج مطالب فصل دوم قلمداد شود. در فصل چهارم نیز به مفاهیم اساسی تنش در یک جسم سه بعدی و تانسور تنش ها و معادلات سازگاری را از لحاظ ایستایی و تغییر شکل مورد بحث قرارمی دهد که اساس علم مقاومت مصالح را تشکیل می دهد. و نهایتا این فصل به خواص تابع پتانسیل و تابع تنش در مختصات دکارتی و استوانه ای و کروی و بویژه به معادله بارمیستر در خصوص تعیین فشار خاک تحت بارگذاری یکنواخت دایره ای و اثر تنش حاصله در خاک با افزایش عمق و بارگذاری در مختصات کروی می پردازد. در خاتمه فصل پنجم به بررسی تنش وکرنش در لایه های روسازی انعطاف پذیر بر اساس تئوری های بوسینیسک – فاستر والوین – بارمیستر و هانگ در سیستم های چند لایه ای می پردازد.

افزایش هزینه های ساخت راه ، سد ، راه آهن و فرودگاه و به طور کلی سازه های خاکی با توجه به محدود بودن بودجه و سرعت اجرای کار سبب می گردد تا مهندسان برای جلوگیری از جابجایی زیاد احجام از مصالح محلی ، حداکثر استفاده را نمایند . مصالح محلی همیشه دارای مشخصات لازم برای استفاده در سازه های مهندسی نیستند .تغییر و بهبود عملکرد مصالح خاکی به منظور اصلاح کاربرد مهندسی آن ها ، به معنی اعم ، تثبیت مصالح نامیده می شود . بهسازی مصالح خاکی محلی گزینۀ مناسبی است که در اغلب اوقات اقتصادی ترین روش برای حل مسائل ژئوتکنیکی است . آهنگ کاربرد روش های بهسازی مصالح محلی در ایران هماهنگ با کشورهای دیگر نبوده و استفاده از مصالح محلی تاکنون به خوبی استفاده نشده است . با به کارگیری و بهسازی مصالح محلی در پروژه ها سالیانه میلیاردها تومان صرفه جویی مالی به عمل آمده و زمان اجرا به تناسب کوتاه خواهد شد . عدم استفاده از روش های بهسازی و تثبیت سبب می گردد تا برحسب نیاز و مورد مصالح مناسب از فواصل زیاد حمل شود . در این شرایط هزینه اجرای کار با توجه به حجم زیاد مصرف مصالح منتخب و مسائل مربوط به آن بسیار گران خواهد بود . اصلاح مصالح خاکی در کلیۀ موارد مهندسی خاک و به خصوص در شرایط ضعیف بودن خاک مطرح است . صرف نظر از مسائل مربوط به مکانیک خاک و کاربرد آن در پی سازی و غیره ... یکی از معمول ترین کاربرد آن در تقویت راهسازی و باند فرودگاه است . بنابراین مسئله مورد توجه برای مهندس طراح این است که به چه ترتیب خاک نامناسب را برای کاربرد مورد نظر اصلاح نمایند . طراحی روسازی بر این اصل استوار است که خاک بکار رفته در هر لایه از روسازی بتواند حد اقل ویژگی های کیفیت سازه ای را فراهم کند، هر لایه باید بتواند مقاومت مورد نظررا فراهم کند، واز ایجاد تغییر شکلهای زیاد که باعث بوجود آمدن ترکهای خستگی در یک لایه و یا لایه ی بالای آن می شوند و همچنین ازبوجود آمدن تغییر شکلهای دائمی بخاطر تغییرات بیش از حد خاک جلوگیری کند. تثبیت خاک روشی است که بمنظور بهبود کیفیت مصالح در راهسازی بکار می رود، و استفاده از این روش موجب بدست آمدن مصالحی با مشخصات مناسب برای بکار بردن در لایه های روسازی می شود. تثبیت خاک به اصلاح و بهبود خواص فیزیکی و مهندسی خاک برای تامین یک رشته اهداف از پیش تعیین شده اطلاق می شود. تصمیم در مورد استفاده از این روش پس از مقایسه ی راه حلهای مختلف قابل قبول انجام می شود. با توجه به اینکه طراحی لایه های روسازی براساس cbr و ضریب برجهندگی مصالح موجود صورت می پذیرد و از لحاظ اقتصادی اجرای لایه های خاک ، زیراساس و اساس در روسازی راه تابعی از آیتم های تهیۀ مصالح ، پخش ، آبپاشی ، کوبیدن و همچنین حمل مصالح می باشد و از این آیتم ها فاصلۀ حمل تأثیر قابل ملاحظه ای در هزینۀ تمام شده دارد ، لذا هدف از این تحقیق تثبیت مصالح موجود در منطقه به منظور افزایش cbr و ضریب برجهندگی مورد استفاده در طراحی لایه ها بوده که در نهایت با کاهش ضخامت لایه های طراحی شده و متأثر از آن حجم مصالح و فاصلۀ حمل و استفادۀ بهینه از مصالح جانبی ، هزینۀ اجرای پروژه کاهش یابد . از موادی که در تثبیت خاک بکار می روند می توان به قیر، سیمان، آهک اشاره کرد. انتخاب هر یک از این مواد به مواردی مانند جنس خاک، شرایط جوی منطقه، میزان آمد و شد، هدف از انجام تثبیت خاک و هزینه های عملیات بستگی دارد. از دیگر مواد تثبیت کننده خاک می توان کلرور کلسیم و سدیم اشاره کرد. مقدار ماده تثبیت کننده مورد نیاز با توجه به آزمایشهای مقاومت و دوام خاک و همچنین موارد اقتصادی تعیین می شود.در این پایان نامه از آهک و سرباره برای تثبیت خاک های محورهای جنوبی استان خوزستان حاشیه خلیج فارس استفاده شده است . سرباره مورد استفاده به عنوان جایگزین بخشی از آهک مصرفی در تثبیت خاک به کار رفته است .کلسیم موجود در آهک با سولفات موجود در خاک به همراه آلومینیم آزاد شده از خاک واکنش داده و ماده ای به نام اترینگایت را تشکیل می دهند. اترینگایت ماده ناپایدار کریستالی است که در زمان هیدراته شدن، تغییر حجم زیادی از خود بروز می دهد و از مقاومت خاک به میزان زیادی می کاهد. نقش مخرب سولفاتها در خاکهای تثبیت شده با آهک چند سالی است که مورد توجه و مطالعه محققین قرار گرفته است. یون سولفات می تواند از طریق خاکهای سولفاته و یا بوسیله آب حاوی یونهای سولفات که درون خاک اصلاح شده جریان می یابد ، تامین گردیده و وارد فعل و انفعالات شیمیایی آهک و خاک شود . خاک مورد استفاده با درصدهای مختلف آهک و سرباره در درصد رطوبتهای مختلف مخلوط شده و پس از متراکم شدن ، آزمایشهای cbr و تک محوری و اندازه گیری تورم انجام پذیرفته است. نمونه های آزمایش به دو دسته زمان عمل آوری 7 و 28 روزه تقسیم شده اند. برای نمونه های 7 روزه سه ترکیب مختلف از مواد ، و برای نمونه های 28 روزه نیز سه ترکیب مجزا وجود دارد . هر ترکیب در پنج درصد رطوبت مختلف ، نزدیک به رطوبت بهینه هر ترکیب ، آزمایش شده است . آزمایش cbr به دو صورت خشک و اشباع صورت پذیرفته است بنابراین تعداد 60 نمونه برای آزمایش cbr و تعداد 30 نمونه برای آزمایش تک محوری ساخته شده است . در آزمایش های cbr غیر اشباع پس از سپری شدن زمان عمل آوری، نمونه ها بلافاصله تحت آزمایش قرار گرفته اند . در آزمایشهای cbr اشباع پس از سپری شدن زمان عمل آوری ، نمونه ها به مدت 96 ساعت در آب غوطه ور شدند و میزان تورم آنها محاسبه شد و سپس تحت آزمایش cbr قرار گرفته اند. نتایج آزمایشها نشان می دهد سرباره می تواند باعث کاهش اثرات نامطلوب وجود سولفات در خاک تثبیت شده با آهک شود . اضافه شدن سرباره به خاک باعث کاهش تورم و افزایش مقاومت خاک می شود . همچنین با افزایش درصد رطوبت نمونه ها ، از تورم آنها کاسته می شود . با توجه به نتایج این تحقیق استفاده از سرباره که محصول فرعی صنایع فولاد است ، می تواند از جنبه های گوناگون مفید باشد .

امروزه یکی از مهمترین سیستم های حمل و نقل پرسرعت، قطار های فوق سریع هستند که از سال 1964 در ژاپن مورد بهره برداری قرار گرفته اند. با توجه به رویکرد کشور ایران جهت استفاده از این سیستم، در این مطالعه به ارزیابی فنی – اقتصادی راه آهن فوق سریع در ایران پرداخته ایم. به دلیل فناوری بسیار پیشرفته و هزینه های گزاف مگلو، استفاده از قطار های فوق سریع بر مگلو ترجیح داده می شود. در این مطالعه، بخش ارزیابی اقتصادی، نقش پررنگ تری به دلیل اهمیت بسیار بالای آن به جهت توجیه پذیری قابلیت احداث این سیستم در ایران دارد. بنابراین ابتدا به بررسی روش های تأمین مالی این نوع قطار ها در سایر کشور ها پرداختیم که نشان داد به علت وضع اقتصادی مطلوب کشور های مورد بررسی پیش از این از روش های سنتی جهت تأمین مالی استفاده می کرده اند اما در حال حاضر به سوی استفاده از روش های ابتکاری همچون مشارکت بخش خصوصی و دولتی، حرکت می نمایند. به جهت پر هزینه بودن این پروژه ها، دولت ها ترجیح می دهند که تا حد امکان از روش های ابتکاری و جدید تأمین مالی استفاده کنند تا در عین حالی که هزینه کرد مستقیم دولت ها را کاهش می دهد در عوض درآمد ها و سودهای دولت را نیز افزایش می دهد. یکی از روش هایی که می تواند درآمد های این پروژه ها را برای توجیه پذیری و تشویق سرمایه گذاران افزایش دهد، ابرمناطق و درآمد های مالیاتی و سیاست های اقتصادی در آن ابرمناطق است. یافته های ما نشان دهنده آنست که روند تشکیل و توسعه ابرمناطق با احداث و بهره برداری از راه آهن فوق سریع رابطه مستقیم دارد و البته این رابطه متقابل بوده و توسعه ابرمناطق و خطوط فوق سریع و درآمد های آن ها طی یک چرخه پیوسته همواره به یکدیگر کمک می کنند. در ادامه با استفاده از روش ارزش خالص فعلی به ارزیابی فنی – اقتصادی راه آهن سریع السیر تهران – مشهد و خط فوق سریع تهران – قم – اصفهان پرداختیم. با توجه به تمام مطالب گفته شده و یافته ها، استفاده از روش های ابتکاری و رأس آن ها روش مشارکت عمومی – خصوصی (ppp) و بهره گیری از پتانسیل های درآمدی ابرمناطق و کلانشهر ها باید همواره مورد توجه تصمیم گیران احداث این طرح ها و پروژه ها باشد.

با توجه به موقعیت استراتژیک ایران مقادیر زیادی از مواد خطرناک توسط جاده حمل ونقل می شود. در اثر حمل و نقل مواد خطرناک، خطر قابل توجهی،رانندگان و جمعیت نواحی را تهدید می کند. یکی از چالش های مهم در زمینه مواد خطرناک، انتخاب مسیر و شبکه مناسب برای حمل و نقل آنهاست؛ از اینرو ارزش دهی به قطعات شبکه، یکی از مراحل بسیار مهم در تجزیه و تحلیل شبکه، در محیطهای gisمی باشد. درآنالیز مسیریابی استفاده ی تنها از طول یا زمان برای ارزش دهی منجر به نتایجی می گردد که اکثرا ًبا واقعیت مطابق نیست. بنابراین برای برطرف کردن مشکل فوق که هدف اساسی این پایان نامه میباشد، بایستی معیارهای مختلفی علاوه بر طول یا زمان مد نظر قرار گیرد که مدلی واقعی تر ارائه شود. در این پایان نامه تنها به شناسائی معیارهای ایمنی و آسایش برای حمل و نقل مواد خطرناک با وسایل نقلیه سنگین پرداخته می شود. این معیارها عبارتند از :شرایط ترافیکی، موقعیت مکانی، امنیت ازخطر سرقت، امکانات، آب وهوا. همچنین برای پنج معیار به ترتیب 5،9 ،3، 8،6 زیر معیار جهت پیاده سازی در محیط gisدر نظر گرفته شد. وزن دهی و ترکیب معیارهای فوق در یک مدل خاص بنام مدل ارزش انجام می پذیرد که برای تعیین آن، از روش تحلیل سلسله مراتبی استفاده می شود. از ویژگیهای خاص این روش، توانایی مدلسازی همزمان معیارهای کمی و معیارهای کیفی می باشد. مدولاسیون با استفاده از نظرات کارشناسان خبره از طریق مقایسه دو به دو معیارها انجام می پذیرد. بدلیل اینکه حجم بالائی از مواد خطرناک در جاده حمل و نقل می گردد، مدل ارزش برای این حالت محاسبه شد. سپس برای تست مدل بدست آمده، شبکه راههای بین تهران – مشهد بدیل تنوع آن انتخاب شد. نتایج حاصله نشان داد که جوابها با آنچه در واقعیت اتفاق می افتد، مطابقت دارند. برای مثال در فصل زمستان از میان سه مسیر سمنان، فیروزکوه، هراز، مسیر سمنان را که ایمن ترین مسیر نسبت به دو مسیر دیگر است، انتخاب شد. بعداز انجام تست، آنالیز حساسیت مدل جهت بررسی صحت مدل که در نهایت صحت نظر کارشناسان خبره را نشان می دهد، صورت پذیرفت. این آنالیز، استحکام مدل را ازنظر حذف و یا تغییر وزن معیار ها را نشان داد.