Numerical analysis of the effect of cracking of sand beds on light and rural loading routes in the Yazd-Bafgh axis
Document Type : Original Article
Authors
1 M.Sc.,Grad., Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran.
2 M.Sc., Grad., Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran.
3 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Yazd University, Yazd, Iran.
Abstract
One of the most important road management programs in the world today is access road development; because rural access roads establish social and demographic connections between villages and cities and are an important factor in the expansion of trade and commerce. Whereas a large part of the country is covered with sand; most access roads run on sandy soil and one of the most important problems of access roads created on the sand bed is local cracks. Therefore, this study was conducted to numerically analyze the effect of cracking of sand beds on light and rural loading routes in the Yazd-Bafgh axis. In this study, samples were taken from the sandy soil of the Yazd-Bafgh axis and a number of samples were stabilized. Then, the characteristics of stabilized and unstabilized soil samples were entered in Plexis software and examined in two cases of cracking. The results show that due to loading on a road with cracked sand bed soil, the pavement suffers a lot of subsidence (excessive allowance) but stabilization of sand bed soil significantly reduces subsidence; Thus, in a crack with a width of 2 and a depth of 10 mm (constant depth and width), the amount of settling after stabilization has decreased by 59% compared to before stabilization. The results also show that areas of low-traffic roads that have deeper cracks should be repaired with higher priority compared to areas with shallow cracks but more openness.
Keywords
آقاجانی، ح. و چشمالوس، س.، (1400)، "بررسی تاثیر گسترش راههای روستایی بر شاخص فقر روستایی در استان های ایران"، فصلنامه جغرافیا و برنامه ریزی، دوره ۲۵، شماره ۷۵، ص.33-17.
-آییننامه طرح هندسی راههای ایران (نشریه ۴۱۵)(۱۳۹۱)،" سازمان مدیریت و برنامه ریزی".
-ارشدنژاد، ش.، (2019)، "الگوریتم سلسله مراتبی SBMR برای انتخاب بهترین راه دسترسی به معادن"، فصلنامه جاده، دوره ۲۷، شماره۹۸, ص.166-157.
-انتظارالمهدی، م. م.و پژوهان، م.، (1395)، "تثبیت خاک با فناوری نانو"، کنفرانس بین المللی پژوهش در علوم و تکنولوژی.
-باطنی، ع.، جلالیان، ا.، پدیدار، م.، و معصومی، ا.، (1396)، "بررسی اثر الیاف پلی پروپیلن و رزین پلی وینیل استات در تثبیت خاک شرق اصفهان"، دومین همایش بین المللی
افقهای نوین در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی و مدیریت فرهنگی شهرها.
افقهای نوین در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی و مدیریت فرهنگی شهرها.
-باغبان شوکت آباد، ر.، توفیق، و. و توفیق، م.، (۱۳۹۹)، "تثبیت خاک ماسهای با ژئوپلیمر بر پایه نانو مواد و پوزولان تفتان"، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, دوره ۵۲، شماره۹، ص.2378-2357.
-فیروزآبادی، ح. ح.، خبیری،م.م، و برخورداری، ک، .(۱۳۹۹)، "بررسی امکان سنجی تثبیت خاک بستر راه مناطق کویری
با پساب صنایع سرامیک"، یازدهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، تهران.
با پساب صنایع سرامیک"، یازدهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران، تهران.
-بخشی، م.م.، آیتی، ب.، و گنجی دوست، ح.، (۱۳۹۹)، "بررسی تثبیت خاک با استفاده از نانو پلیمر پلی‌لاتیس (مطالعه موردی: منطقه حسین‌آباد میش مست استان قم)، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, دوره ۵۲، شماره ۱۲، ص.18.
-حسنی، ا.، یثربی، س. ا.، و صالحی، م.، (۱۳۸۳)، "ساخت راه در بستر ماسهای روان با استفاده از پوزولان و آهک"، پژوهشنامه حمل و نقل، دوره۱، شماره۱.
-حیدری فیروزآبادی، ح.، و خبیری، م.م.، (۱۳۹۶)، "مطالعه اثر تغییر مشخصات تراکم خاک بستر و اصطکاک بین لایهای برعکس العمل روسازی به روش عددی، نهمین همایش قیر و آسفالت ایران.
-خالقیان، م.، و صبا، ح. ر.، (۱۳۹۸)، "بررسی پارامترهای خاکهای ماسهای رسدار تثبیت شده با آهک و نانو پلیمر پلی وینیل استات"، دومین کنفرانس عمران، معماری و شهرسازی کشورهای جهان اسلام.
-خبیری، م.م. و مجیدی شاد، م. م.، (1398)، "ارزیابی خصوصیات عملکردی روسازی آسفالتی بر روی بسترهای ماسهای با اختلاط الیاف طبیعی و امولسیون پلی‌اورتان".
-خبیری، م.م. و بلوچ سیرگانی، پ.، (۱۳۹۷)، "طراحی روسازی قابل اطمینان در مواقع بحرانی با مقاوم سازی خاک بستر با کاربرد ژئوپلیمر و بررسی به روش مدلسازی عددی"، اولین کنفرانس ملی نقش مهندسی عمران در کاهش مخاطرات.
-خبیری، م.م.، مجیدی شاد، م. و غفوری فرد، ز.، (۱۳۹۹)، "بررسی عملکرد خاک بستر ماسهای بهسازی شده با رزین اپوکسی درکنترل خرابی شیارشدگی روسازی آسفالتی"، دوازدهمین همایش قیر و آسفالت ایران.
-خوشدل سنگده، م. نگهدار، ع.، و قویدل، ا.، (۱۴۰۰)، "بررسی عملکرد تثبیت بیولوژیکی خاک به کمک نانو‌سیلیس"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز.
-ذوالفقاریفر س. و سوزنی، م.، (۱۳۹۵)، "بررسی روشهای مختلف تثبیت خاک در روسازی راه"، سومین کنگره علمی پژوهشی افق های نوین در حوزه مهندسی عمران، معماری، فرهنگ و مدیریت شهری ایران.
-سبحانی آبی بیگلو، م. و حمیدی، ا.، (۱۳۹۸)، "بررسی کارایی ماسه مسلح با ترکیب سیمان و ضایعات ظروف یکبارمصرف در بستر راهها"، چهارمین کنفرانس ملی مهندسی ژئوتکنیک ایران.
-سرفراز، س.، خبیری، م. و مهرنهاد، ح.، (۱۴۰۰)، "بررسی تاثیر نانوسلولز در اصلاح مشخصات مکانیکی و تغییر حجم خاک بستر ماسهای-لایدار در کنترل گسیختگی موضعی آن، مهندسی زیر ساختهای حمل و نقل، دوره ۷، شماره۱.
-عاطفی فرد، م. خیری، م.، داوودی، س.، آزاد فلاح، ع.، و بهنیا، س.، (۱۳۹۵)، "مروری اجمالی بر مهمترین روشهای بهسازی و تثبیت خاکهای مختلف"، دومین کنفرانس بین المللی تحقیقات در عمران، معماری و شهرسازی و محیط زیست پایدار.
-عباسی، م.، عظیمی، ن.، و جلیلوند، م. (۱۳۹۲)، "واکاوی آثار اقتصادی اجتماعی راههای روستایی بر توسعه پایدار)، مطالعه موردی استان کرمانشاه، کنفرانس علوم کشاورزی و محیط زیست.
-کامبوزیا، ن.، عامری، م. و حسینیان، س. م.، (۱۴۰۰)، "بررسی عوامل موثر در شدت تصادفات راههای روستایی گیلان جهت تعیین موثرترین عوامل و ارایه راهکارهای ایمنی، فصلنامه جاده"، دوره ۲۹، شماره ۱۰۶، ص.128-115.
-کرمی، ا. ا. رحیمی حسن آباد، ا.، فتاحیان، س.، و صبوری، ر.، (۱۳۹۸)، "تثبیت خاکهای ماسه ای مسئله دار با استفاده از مسلح کننده ها. ششمین کنفرانس ملی پژوهشهای کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری و پنجمین نمایشگاه تخصصی انبوه سازان مسکن و ساختمان استان تهران.
-کریمیان، ا.، حسنلوراد، م.، و کریمی، غ.، (۱۳۹۷)، "تثبیت زیستی ماسه به روش تزریق سطحی"، مهندسی عمران امیرکبیر (امیرکبیر)، دوره۵۰،شماره۴، ص.746-735.
-کلاتی مقدم، ف. محتشمی، ت. و بذرافشان مقدم، ب.، (۱۳۹۸)، "الگوی بهینه حمل و نقل صیفیجات در شبکه
راههای روستایی استان خراسان رضوی، فصلنامه راهبردهای توسعه روستایی.
راههای روستایی استان خراسان رضوی، فصلنامه راهبردهای توسعه روستایی.
-هوشیار، ا. و رستمی، و.، (۱۳۹۷)، "استفاده از ضایعات پلاستیکی یکبار مصرف در بهبود ظرفیت باربری خاکهای دانهای"، مهندسی عمران امیرکبیر، دوره ۵۰ شماره ۴،
ص.764-755.
ص.764-755.
-نظامی، و. خرقانی، س. و مهران نیا، ن.، (۱۳۹۶)، "مدلسازی عددی خاک دانهای به سازی شده به روش بیولوژیکی در بستر راه"، دوره ۳۰، شماره ۲، ص. 118-109.
-یوسفی، س. ش.، طبرسا، ع.، و باقری، ی.، (۱۳۹۹)، "تاثیر دما بر رفتار نشست پذیری خاک ریزدانه تثبیت شده با سیمان"، تحقیقات آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)، دوره ۵۱، شماره ۱۲، ص.3221-3235.
-Abdellatif, S. E., (2013), "Three-dimensional finite element analysis of treated sediment base cracked flexible pavement", International Conference on Civil, Transport and Environment Engineering, Penang (Malaysia).
-Afrakoti, M. T. P., Choobbasti, A. J., Ghadakpour, M., & Kutanaei, S. S., (2020), Investigation of the effect of the coal wastes on the mechanical properties of the
cement-treated sandy soil. Construction and Building Materials, 239, 117848.
cement-treated sandy soil. Construction and Building Materials, 239, 117848.
-Afrin, H. (2017), "A review on different types soil stabilization techniques", International Journal of Transportation Engineering and Technology, 3(2), pp.19–24.
-Ahmed, A., Hossain, M. S., Bin Alam, M. J., & Khan, M. S., (2018), "Moisture and Matric Suction Behavior in Unsaturated Subgrade through Field Instrumentation and Numerical Modeling. In PanAm Unsaturated Soils 2017, pp. 226–235.
-Amhadi, T. S., & Assaf, G. J., (2021), "Improvement of Pavement Subgrade by Adding Cement and Fly Ash to Natural Desert Sand", Infrastructures, 6(11), pp.151.
-Andavan, S., & Kumar, B. M., (2020), "Case study on soil stabilization by using bitumen emulsions-A review. Materials Today: Proceedings", 22, pp.1200–1202.
-Anggraini, V., (2015), "Reinforcement Effects of Nano-Modified Coir Fibres on Lime-Treated Marine Clay", Ph. D. Thesis, Universiti Putra Malaysia (UPM), Seri Kembangan, Selangor.
-Asefzadeh, A., Hashemian, L., & Bayat, A. (2017), "Characterization of permanent deformation behavior of silty sand subgrade soil under repeated load triaxial tests", Transportation Research Record, 2641(1), pp.103–110.
-Asher, S., & Novosad, P., (2020), "Rural roads and local economic development", American Economic Review, 110(3), pp.797–823.
-Behnood, A., (2018), "Soil and clay stabilization with calcium-and non-calcium-based additives: A state-of-the-art review of challenges, approaches and techniques", Transportation Geotechnics, 17, pp.14–32.
-Brinkgreve, R. B. J., Kumarswamy, S., Swolfs, W. M., Waterman, D., Chesaru, A., Bonnier, P. G., & others, (2016), PLAXIS 2016. PLAXIS Bv, the Netherlands.
-Choobbasti, A. J., Samakoosh, M. A., & Kutanaei, S. S., (2019), "Mechanical properties soil stabilized with nano calcium carbonate and reinforced with carpet waste fibers", Construction and Building Materials, 211, pp.1094–1104.
-Gowthaman, S., Iki, T., Nakashima, K., Ebina, K., & Kawasaki, S., (2019), "Feasibility study for slope soil stabilization by microbial induced carbonate precipitation (MICP) using indigenous bacteria isolated from cold subarctic region", SN Applied Sciences, 1(11), pp.1–16.
-Hoang, T., Alleman, J., Cetin, B., Ikuma, K., & Choi, S. G., (2019), "Sand and silty-sand soil stabilization using bacterial enzymeinduced calcite precipitation (BEICP)", Canadian Geotechnical Journal, 56(6), pp.808–822.
-Kalkan, E., (2020), "A Review on the Microbial Induced Carbonate Precipitation MICP for Soil Stabilization", International Journal of Earth Sciences Knowledge and Applications, 2(1), pp.38–47.
-Mahima, D., & Sini, T., (2021), "Performance evaluation of demolition waste infilled geocell-reinforced subgrade by flexural and rutting analysis", Road Materials and Pavement Design, pp.1–16.
-Majumder, M., & Bhattacharyya, S., (2021), "Mechanical Stabilization of Subgrade Using Sand Cement Mixture", In Transportation, Water and Environmental Geotechnics (pp. 171–175, Springer.
-Mishra, A. P., Sahoo, R. R., & Pradhan, P. K., (2021), "Improvement of Clayey Subgrade by Using Ferro-Sand", In Recent Trends in Civil Engineering, pp. 485–499, Springer.
-Mustafa, N. A., Munikanan, V., Zakaria, R., Aminudin, E., Langie, S., Yahya, M., Yusof, mohammed A., Adzar, J., Syafiq, M., Rashid, A., & others, (2021), "A review on rural roads in Malaysia: Green practice toward socio-economics", International Journal of Modern Social Sciences, 1(1), pp.12–16.
-Patel, H. S., & others, (2013), "Laboratory assessment to correlate strength parameter from physical properties of subgrade", Procedia Engineering, 51, pp.200–209.
-Peng, J., Zhang, J., Li, J., Yao, Y., & Zhang, A., (2020), "Modeling humidity and stress-dependent subgrade soils in flexible pavements", Computers and Geotechnics, 120, 103413.
-Rahgozar, M. A., Saberian, M., & Li, J. (2018), "Soil stabilization with non-conventional eco-friendly agricultural waste materials: An experimental study, Transportation Geotechnics, 14, pp.52–60.
-Rahman, M. S., Podolsky, J. H., & Scholz, T., (2019), "Preliminary local calibration of performance prediction models in AASHTOWare pavement ME design for flexible pavement rehabilitation in oregon", Journal of Transportation Engineering, Part B: Pavements, 145(2), 5019002.
-Wang, X., Tao, J., Bao, R., Tran, T., & Tucker-Kulesza, S., (2018), "Surficial soil stabilization against water-induced erosion using polymer-modified microbially induced carbonate precipitation", Journal of Materials in Civil Engineering, 30(10), 4018267.
-Wu, J. T., & Wu, Y. T., (2020), "Performance Evaluation of Asphalt Pavement with Semi-rigid Base and Fine-sand Subgrade by Indoor Large-Scale Accelerated Pavement Testing", In Accelerated Pavement Testing to Transport Infrastructure Innovation, Springer,
pp. 80–89.
pp. 80–89.