A Comparative Study of Soil Stabilization Effect and Concrete Strength Development on Rigid Pavement Thickness

Abstract

تعتبر التربة الطبيعية هي الجزء السفلي الداعم للطريق الخرساني عند انتقال الأحمال المرورية المختلفة من سطح الطريق اليها فعندما تزيد قوة التربة فان قدرتها على استقبال الأحمال تزداد وبذلك تزيد من متانة الطريق الخرساني وديمومته وعدم التسبب بالمشاكل الإنشائية. اما إذا كانت التربة ضعيفة، فسوف يؤدي ذلك إلى نقصان في العمر الخدمي للطريق ويسبب أنواعًا متعددة من الفشل مثل تلف المفاصل وزيادة الاجهادات والانحراف والتصدع. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية تثبيت التربة تزيد من قوة التربة وتحملها للأحمال العالية، حيث أظهرت النتائج المختبرية أن استخدام 4٪ من المستحلب الأسفلتي أدى إلى تحسين خصائص التربة الجبسية وزيادة نسبة تحمل كاليفورنيا إلى 52٪. ان عملية تصميم الطريق الخرساني باستخدام طريقة تصميم AASHTO واعتمادًا على خصائص الخرسانة وخصائص التربة قبل التثبيت وبعده، وجد أنه أثناء الحسابات التصميمية عند تغير في قيمة CBR في حدود 27-52 ٪ وقوة انضغاط الخرسانة 30 ميجا باسكال نتجت في تقليل سمك الطريق بنسبة 7.5٪. لوحظ كذلك انخفاض بنسبة 7.8٪ في سمك الطرق عند تغيير قيمة CBR من نطاق 27-52٪ وقوة ضغط تبلغ 35 ميجا باسكال. لوحظ ايضاً انخفاض بنسبة 4.5٪ في سمك الطريق مع تباين في مقاومة الانضغاط من 30-35 ميجا باسكال وقيمة CBR تبلغ 27٪. بالإضافة الى انخفاض بنسبة 4.8٪ في السمك مع تباين في مقاومة الانضغاط من 30-35 ميجا باسكال وقيمة CBR تبلغ 52٪، لذلك نجد أن تأثير زيادة مقاومة التربة في تقليل سمك الطريق الخرساني أكبر من تأثير تغيير مقاومة الانضغاط للخرسانة.The subgrade soil is the supporting part of the concrete road for transferring the different traffic loads from the road surface. The strength of this soil increases its ability to receive loads, increases the durability of the concrete road, and does not cause structural failure problems. If the soil is weak, it will decrease pavement service life and cause multiple types of failure on the road such as damage to joints, an increase in stresses and deflection, and cracking. In addition, the soil stabilization process increases the soil's strength and its tolerance to high loads, so the laboratory results showed that the use of 4% of the asphalt emulsion led to improving the gypsum soil properties and increasing the California bearing ratio to 52%. In the process of designing rigid pavement using the AASHTO design method and depending on concrete properties and subgrade properties before and after stabilization, it was found that alterations in the CBR value within the range of 27-52% and a compressive strength of 30 MPa resulted in a reduction of 7.5% in slab thickness during the design calculations. A reduction of 7.8% in slab thickness was observed upon alteration of the CBR value from a range of 27-52% and a compressive strength of 35 MPa. A reduction of 4.5% in slab thickness was observed with a variation in compressive strength from 30-35 MPa and a CBR value of 27%. A reduction of 4.8% in slab thickness was found with a variation in compressive strength from 30-35 MPa and a CBR value of 52%. Therefore, it was found that the effect of increasing the soil strength on reducing the thickness of the concrete road is greater than the effect of changing the compressive strength of concrete

    Similar works