Construction Project Management and Maintenance
1
سیستم مدیریت روسازی راههای شهری
(Pavement Management System)
Construction Project Management and Maintenance
2
سیستم مدیریت روسازی راههای شهری
(Pavement Management System)
3
فهرست مطالب
4
فهرست مطالب
5
مقدمه
* روسازی راههاجزء سرمایه های ملی کشور ها محسوب میشوند(ایران حدود70میلیارد دلار) و هر ساله بخش قابل توجهی از بودجه های عمرانی را به خود اختصاص میدهند که صرف ترمیم، بهسازی، حفظ و نگهداری آنها میشود(حدود 2میلیار دلار در سال).
* تامین اعتبار کافی برای این منظور چالشی است که مدیران عالی (تصمیم گیران) همواره با آن مواجه هستند.
* تحقیقات دامنه داری که از اوایل سالهای 1970 میلادی در آزمایشگاه های ارتش آمریکا آغاز گردید، منجر به ارائه یک سیستم مدیریت برای روسازی راهها شد که با عنوان (PMS) شهرت یافت.
6
چرا سامانه مدیریت راه ؟
تعداد خودروهای شماره گذاری شده تا سال 84=6،000،000
تعداد خودروهای شماره گذاری شده تا سال 89=12،000،000
درصد رشد سالانه خودروهای شماره گذاری شده = % 20
الف – محاسبه درصد رشد سالانه خودرو
7
چرا سامانه مدیریت راه ؟
طول کل آزاد راه ها، بزرگراه ها، راه های اصلی و فرعی : 75000 کیلومتر
طول معادل دوخطه راه های فوق : 83400 کیلومتر
طول راه اصلی دوخطه احداث شده در سال قبل ( ملی و استانی ) : 1600 کیلومتر
ب– محاسبه درصد رشد سالانه احداث راه
8
چرا سامانه مدیریت راه ؟
رشد تصادفات و نارضایتی کاربران راه
برخورد فعال دست اندرکاران
برخورد منفعل دست اندرکاران
9
ساختار کلی سامانه مدیریت راه
برداشت مقدماتی و میدانی
10
معرفی
* سیستم مدیریت روسازی ابزاری هدفمند جهت تصمیم گیری مدیران و کارشناسان برای اجرای بهینه تعمیر و نگهداری روسازی راهها و کاهش هزینه های مربوط به آنها میباشد.
*سامانه مدیریت و نگهداری روسازی راهها بخشی از سامانه مدیریت و نگهداری یکپارچه زیرساختهای حمل و نقل (پل،تونل،بندر ،فرودگاه و …)میباشد.
*کشورهای آمریکا و ژاپن از موفق ترین کشورها در زمینه PMS میباشند.در سال 1989میلادی اداره فدرال بزرگراههای آمریکا (FHWA) ،اداره راه ایالتی (SHA) را ملزم به داشتن سیستم مدیریت روسازی(PMS) تا سال 1993نمود و در ژاپن نیز شروع بحث نگهداری و مدیریت روسازی راه را میتوان به دهه 1950نسبت داد.
11
*در سال 1386 پروژه پیاده سازی PMS آزادراه تهران-قم بصورت پایلوت توسط مرکز تحقیقات مدیریت تعمیر و نگهداری روسازی دانشگاه تربیت مدرس انجام شد.
* در شهریور ماه سالجاری( 1395) فاز1 پروژه سامانه مدیریت روسازی( PMS ) در حوزه راههای شریانی در کشورمان راه اندازی شد.
معرفی (ادامه)
12
حوزه کاربرد سامانه مدیریت راه
شبکه راههای برون شهری
( آزاد راهها ، بزرگراهها و . . . )
شبکه راههای روستایی
شبکه ریلی
شبکه فرودگاه ها
شبکه راههای درون شهری
(بزرگراههاو معابر شهری )
13
ویژگی های سامانه مدیریت راه
ویژگی های
سامانه
مدیریت راه
بهره گیری از بالاترین سطح دانش فنی روز دنیا
پاسخ گویی به
حداکثر نیازها
ایجاد اشتغال
دانش محور
قابلیت به روزرسانی
متناسب با نیازکاربران
بومی بودن
14
اهمیت و ضرورت ایجاد سامانه PMS
40% افت کیفیت
40% افت کیفیت
پایین ترین حد قابل قبول
در صورت تاخیر هزینه تعمیر و نگهداری تقریباً 4 برابر می شود
75% زمان
12% زمان
زمان
کیفیت
15
اضمحلال روسازی راه با گذر زمان (بارگذاری و شرایط اقلیمی)
منحنی روند اضمحلال روسازی راه
16
تاثیر عملیات پیشگیرانه (کم هزینه و زودبازده) در افزایش عمر روسازی
ابتدای عمر روسازی
درزگیری
(هزینه کم)
درزگیری گسترده تر
(هزینه کم)
تک کت ، سیل کت و
میکروسرفیسینگ.(هزینه کم)
روکش مجدد آسفالت
(هزینه متوسط)
بازیافت آسفالت موجود + روکش ضخیم آسفالت
(هزینه خیلی زیاد بازسازی و هزینه استهلاک وسایل نقلیه)
افزایش عمر روسازی با تکرار عملیات تعمیر ونگهداری پیشگیرانه در زمان های مناسب
بالاترین سطح کیفیت روسازی
17
مولفه های اطلاعاتی لازم برای سیستم مدیریت روسازی
از دیدگاه AASHTO
داده های فهرست روسازی (نوع روسازی، نام مسیر، طبقه بندی عملکردی، موقعیت قطعه، تاریخچه ساخت و بهسازی، زهکشی، شرایط آب و هوایی، ضخامت لایه ها، نوع شانه راه، عرض شانه راه، طول و عرض روسازی، تعداد خطوط عبور، خصوصیات مصالح، شیب طولی، دور و مشخصات قوسها)
18
ترافیک (میانگین سالانه ترافیک روزانه یا بار معادل)
ارزیابی وضعیت روسازی(ناهمواری یا کیفیت رانندگی، مقاومت سازه ای(CBR)، خرابیهای فیزیکی(ترک، شیارشدگی، شن زدگی)، ایمنی(طرح هندسی، لغزندگی))
هزینه ها(ساخت، نگهداری، بهسازی و هزینه های استفاده کنندگان از راه)
از دیدگاه AASHTO(ادامه)
19
از دیدگاه ASTM
داده های موثر بر عملکرد روسازی (تاریخچه عملیات انجام شده بر روی روسازی)
محیط(عوامل خارجی که بر عملکرد روسازی تاثیر میگذارند)
مولفه های اطلاعاتی لازم برای سیستم مدیریت روسازی
20
داده های مدیریت روسازی در سطح شبکه (برنامه ریزی ، تقسم بودجه و پیش بینی وضعیت روسازی) و پروژه (طراحی قطعات روسازی)
سیاستها و قواعد (تصمیماتی که بر PMS محدودیت ایجاد میکند)
طرح هندسی راه(مسیر راه،ابعاد ، شکل روسازی و سایر مشخصات فنی)
هزینه ها(نیازهای سرمایه گذاری برای بهبود عملکرد روسازی)
از دیدگاه ASTM(ادامه)
21
از دیدگاه بانک جهانی
در اواخر دهه 60 میلادی بانک جهانی با همکاری آزمایشگاه تحقیقات جاده ای و حمل و نقل بریتانیا و فرانسه اقدام به تهیه نرم افزاری نمود که در حال حاضر این مدل به HDM-4 شهرت یافته است و در ذیل داده های مورد نیاز این نرم افزار معرفی میشوند:
واحد پول و بودجه
مولفه های اطلاعاتی لازم برای سیستم مدیریت روسازی
22
داده های ناوگان وسایل نقلیه (نوع، تعداد محور و …)
داده های ترافیکی (نوع ترافیک انحرافی یا تولیدشده یا ترکیبی ، بار محوری، الگوی جریان ترافیک)
استانداردهای نگهداری و بهسازی (جاری، پیشگیرانه، بهسازی، بازسازی)
داده های شبکه راه (طبقه راه، نوع رابطه سرعت-حجم، دوره های زمانی جریان ترافیک، مناطق آب و هوایی، حجم ترافیک، طرح هندسی، مشخصات روسازی، تاریخچه روسازی، شانه راه و زهکشی)
از دیدگاه بانک جهانی(ادامه)
23
از دیدگاه نشریه 296 معاونت راهبردی در ایران
تاریخچه روسازی راه (ساخت،نگهداری،ترافیک،تصادفات)
طرح هندسی راه(مسیر راه،ابعاد ، شکل روسازی و سایر مشخصات فنی)
هزینه ها (ساخت،نگهداری،بهسازی،استفاده کنندگان از راه)
مولفه های اطلاعاتی لازم برای سیستم مدیریت روسازی
24
داده های موثر بر عملکرد روسازی (ناهمواری، خرابی رویه، بافت سطحی، مقاومت سازه ای)
استانداردهای نگهداری و بهسازی (جاری، پیشگیرانه، بهسازی، بازسازی)
داده های استفاده کنندگان از راه (نوع وسیله نقلیه، تعداد محور و …)
عوامل محیطی (شرایط آب و هوایی، زهکشی)
بودجه (سرمایه گذاری، سطح خدمت دهی)
از دیدگاه نشریه 296 معاونت راهبردی در ایران(ادامه)
25
اولویت بندی تعمیر و نگهداری روسازی
مدلهای اولویت ترمیم به منظور پیش بینی اوضاع روسازی و تعیین اولویت ترمیم از مدلهای پیش بینی که بالاترین سود را برای سطوح مالی مختلف دارند ،استفاده میکنند که در ذیل برخی از آنها تشریح میگردند:
26
مدل شبکه عصبی
اولویت راهها به کمک این روش بر اساس شاخص وضعیت راه به صورت زیر بیان میگردد:
P=0.1S1+0.25S2+0.2S3+0.125S4+0.15S5+0.175S6
P=رتبه اولویت بندی(بین 0و1)
S1=مشخصه نوع راه
(بزرگراه=1 ، شریانی=0.9 ، جمع کننده=0.8 ، فرعی=0.6)
27
S2=مقیاس مقاومت لغزشی(بین 0و1)
S2=1-(SN40-30)/2
SN40=مقدار مقاومت لغزشی اندازه گیری شده در سرعت 64 کیلومتر در ساعت(بین 30و32)
——————————————————————–S3=میزان پهنای ترک(بین 0و1)
S3=W/1.25
W=پهنای ترک به میلیمتر
——————————————————————–S4=میزان طول ترک(بین 0و1)
S4=L/25
L=طول ترک به متر
مدل شبکه عصبی(ادامه)
28
S5=میزان خدمت دهی رویه راه(بین 0و1)
S5=1-(PSI/40)
PSI=شاخص خدمت دهی رویه راه
—————————————————————S6=میزان عمق شیار(بین 0و1)
S6=R/15
R=عمق شیار به میلیمتر
مدل شبکه عصبی(ادامه)
29
اولویت راهها به کمک این روش بر اساس شاخص وضعیت روسازی ،عمر راه،حجم ترافیک ساعتی،و نوع راه به صورت زیر بیان میگردد:
PI=0.7X1+0.3X2
PI=عدد اولویت هر خیابان
X1=مقدار بدست آمده از ماتریس رابط نوع راه و حجم ترافیک
X2=مقدار بدست آمده از ماتریس رابط شاخص وضعیت روسازی و عمر راه
مدل دانشگاه تگزاس
30
ماتریسهای رابط چهار شاخص
SC = نوع راه
AGE= عمرراه
ADT= حجم ترافیک
PCI = شاخص وضعیت روسازی
A = شریانی
C = جمع کننده
L = محلی
مدل دانشگاه تگزاس(ادامه)
31
اولویت راهها به کمک این روش بر اساس شاخص وضعیت روسازی ،ضریب ترافیک و نوع راه به صورت زیر بیان میگردد:
PI=TF*SC/PCI
PI=شاخص اولویت بندی
PCI=شاخص وضعیت روسازی
SC=نوع راه(شریانی=1/2،جمع کننده=1/1،محلی=1)
مدل اولویت بندی ترمیم در شهرهای کوچک
32
10 اگر (ADTبین 0و99)
30 اگر (ADTبین 100و499)
40 اگر (ADTبین500و999)
50 اگر (ADTبین 1000و1999)
100 اگر (ADTبیش از 2000)
مدل اولویت بندی ترمیم در شهرهای کوچک(ادامه)
TF= ضریب ترافیک برابر :
33
اولویت راهها به کمک این روش بر اساس شاخص وضعیت روسازی ،حجم ساعت اوج ترافیک،عمر و نوع راه به صورت زیر بیان میگردد:
PI=0.5197SC+0.2484TDV+0.1647PHV+0.0668AGE
PI=شاخص اولویت بندی
AGE=عمرراه(کمتر از 3سال=0/25،بین4تا7سال=0/5،بین8تا11سال=0/75،بیش از12سال=1)
مدل تحلیل سلسله مراتبی AHP
34
PHV=حجم ساعت اوج
ترافیک(تا500=0/25،بین500تا1000=0/5،بین1000تا1500=0/75،بیش از1500=1)
TDV=100-PCI
PCI=شاخص وضعیت روسازی
SC=نوع راه(شریانی=1،جمع کننده=0/66،محلی=0/33)
مدل تحلیل سلسله مراتبی (ادامه)
35
تعیین اقتصادی ترین استراتژی ترمیم و نگهداری روسازی
کیفیت رانندگی یا ناهمواری (International Roughness Index) IRI
خرابیهای فیزیکی (ترک،شیارشدگی،شن زدگی) ((Pavement Condition Index PCI
مقاومت سازه ای (California Bearing Ratio) CBR
ایمنی(طرح هندسی،لغزندگی) (Ride number) RN
*نرم افزار HDM-4 از شاخص IRI
اما نشریه 296سازمان برنامه و نرم افزار MICRO PAVER از شاخص PCI استفاده میکنند.
شاخصهای ارزیابی وضعیت روسازی
36
یک نشانه عددی بین 0 تا 100
توسط ارتش ایالت متحده پیشنهاد شد.
برای روسازی فرودگاه ها، جاده ها و محوطه های پارکینگ معرفی گردید.
محاسبه PCI بر اساس نتایج یک بررسی چشمی صورت میگیرد که در آن نوع، شدت، میزان خرابی و تاثیر هر نوع خرابی بر کاهش عدد PCI مشخص میشود.
شاخص PCI (Pavement Condition Index )
37
روشهای بازرسی و ارزیابی در امریکا
38
دوره زمانی برداشت اطلاعات روسازی در ایالت های آمریکا
39
اطلاعات برداشت شده شبکه روسازی تا چه زمانی معتبر خواهند بود؟
بر اساس تجربیات کشورهای موفق در پیاده سازی سیستم
مدیریت روسازی، داده های شبکه می بایست
بصورت سالانه برداشت و به روز رسانی شوند.
40
روند پیاده سازی سامانه مدیریت روسازی
41
رتبه بندی کیفی روسازی بر مبنای عدد PCI
42
انواع روش های تعمیر و نگهداری
تعمیر و نگهداری فراگیر پیشگیرانه (درزگیری ترک ها)
تعمیر و نگهداری پیشگیرانه (وصله پاره عمقی و درزگیری)
تعمیر و نگهداری ایمنی (وصله عمیق و درزگیری)
تعمیر و نگهداری اساسی (تراش و روکش)
43
نتیجه عملکرد سامانه مدیریت راه
انجام کار یک مهندس
انجام یک کار مهندسی
44
مثال کاربردی
برداشت خرابی های روسازی منطقه 13شهرداری تهران
45
برداشت خرابی ها و محاسبهPCI بصورت دستی
46
محاسبهPCI به کمک نرم افزار MICROPAVER
47
انواع خرابی های روسازی راه
48
ضعف لایه های زیرین و تکرار دفعات عبور و مرور باعث ایجاد این نوع ترک ها می گردد(معمولا در مسیر چرخها رخ میدهد و از نوع سازه ای است).
ترک های پوست سوسماری(خستگی)
49
افت حرارت و انقباض لایه آسفالتی باعث ایجاد این نوع ترک ها می گردد (سطحی)
ترک های طولی و عرضی
50
ترک بلوکی
51
ترک خوردگی لبه
52
بخشی از سطح روسازی( بیشتر از 1/0 مترمربع) که برداشته و جایگزین شده
ترک وصله و کنده کاری
53
کنده شدن قطعات لایه آسفالتی باعث ایجاد این نوع خرابی می گردد( سازه ای)
چاله
54
بروز تغییرشکل دائمی در مسیر عبور چرخ وسایل نقلیه سنگین (خطوط BRT) باعث ایجاد این نوع خرابی می گردد (سازه ای)
شیارشدگی
55
جابجایی طولی یک ناحیه موضعی از سطح روسازی .
کنار رفتگی
56
قیرزدگی
بافت قیری اضافی که روی سطح روسازی و معمولاٌ در مسیر چرخ ها ظاهر می شود .
قیرزدگی
57
جداشدن مصالح سنگی از قیر باعث ایجاد این نوع خرابی می گردد(سطحی).
شن زدگی
58
تورم یخبندان(سازه ای)
59
تورفتگی یا برآمدگی اطراف یا مابین خطوط راه آهن در محل گذرگاه های راه آهنن
گذرگاه راه آهن
60
پایین افتادگی شانه
اختلاف ارتفاع بین سطح سواره رو و شانه بیرونی
برآمدگی و فرورفتگی
جابجایی های کوچک و محدود روسازی به سمت بالا یا پایین
تورفتگی
مناطق محدودی از روسازی که ارتفاع آنها نسبت به روسازی اطراف کمتر است
موج زدگی
پستی و بلندی با فواصل منظم کمتر از 3 متر عمود بر امتداد ترافیک.
پایین افتادگی شانه، برآمدگی و فرورفتگی، تورفتگی و موج زدگی
61
ترک خوردگی لغزشی
ترک خوردگی هلالی شکل در اثر ترمزگیری.
ترک خوردگی انعکاسی درز
ترک خوردگی که روی درزهای روسازی های بتنی رخ میدهد مشابه ترکهای طولی و عرضی.
ترکهای لغزشی، انعکاسی درز و صیقلی شدن دانه ها
صیقلی شدن دانه ها
ساییدگی بافت رویه تاجاییکه مصالح سنگی کاملاٌ نمایان گردند
62
انواع روش های تعمیر و نگهداری
تعمیر و نگهداری فراگیر پیشگیرانه (درزگیری ترک ها)
تعمیر و نگهداری پیشگیرانه (وصله پاره عمقی و درزگیری)
تعمیر و نگهداری ایمنی (وصله عمیق و درزگیری)
تعمیر و نگهداری اساسی (تراش و روکش)
63
کُد1: درزگیری، لکّهگیری و روکش مکانیزه به ضخامت 5 سانتیمتر
کُد2: تراش و روکش به ضخامت10 سانتیمتر
کُد3: تراش و روکش به ضخامت 5 سانتیمتر
کُد4: درزگیری و روکش مکانیزه به ضخامت 5 سانتیمتر
کُد5: روکش مکانیزه به ضخامت 5 سانتیمتر
کُد6: درزگیری
کُد7: وصله پارهعمقی به ضخامت 5 سانتیمتر
کُد8: وصله عمیق
به ضخامت 10 سانتیمتر
دسته بندی خرابی های روسازی راه
کد الف : بعد از تراش و قبل از عملیات روکش، ارتفاع دریچهها با تراز نهایی آسفالت یکسان شود
64
PCI<=35
65
35<PCI<=55
66
35<PCI<=55
67
55<PCI<=80
68
55<PCI<=80
69
انتخاب روش تعمیر و نگهداری در مورد این دسته منحصر به درزگیری ترکها میشود
PCI>80
70
نقشه راهها برحسب PCI
71
با تشکر از توجه شما
Construction Project Management and Maintenance