زمينه فني : بهبود رفتار خاك ( تثبيت خاك) با استفاده از تزريق رزين حاضر در محيط خاكي مي توان پارامترهاي مكانيكي و مقاومتي خاك را به شكل قابل ملاحظه اي افزايش داد. در اين روش از رزين پايه آميني به عنوان دوغاب تزريقي انواع مختلف خاك و به ويژه خاك هاي بددانه بندي شده استفاده مي شود. براي برطرف نمودن مشكل تفكيك فاز رزين در محيط، پس از تزريق، درصد بهينه ي 45% وزن رزين، ازآب به عنوان رقيق كننده استفاده مي شود. هم چنين براي كنترل زمان گيرش رزين پس از تزريق از درصد مشخصي اسيد سيتريك با PH=2.4 و درصد وزني 4% به عنوان كاتاليزور استفاده مي شود. در نهايت پس از تزريق محلول نهايي در محيط خاكي، محلول بدست آمده ذرات خاك را به هم مي چسباند كه باعث بهبود رفتار خاك مي گردد. مشخصه بارز استفاده از اين رزين سهولت انجام عمليات تزريق در خاكهاي ريزدانه، عدم تفكيك فاز رزين پس از تزريق و كنترل زمان گيرش آن مي باشد.

سالانه هزينه هاي مالي زيادي صرف بهبود ايمني راه ها و باند هاي فرودگاه ها در مناطق سردسير مي شود. يكي از پارامتر هاي تأثيرگذار در ايمني و كاهش سوانح، لغزنده نبودن سطح رويه جاده در هنگام بارش باران و برف است. براي هدايت و كنترل وسايل نقليه و راحتي رانندگان در راه ها نياز به يك سيستم مناسب به منظور تسريع در تخليه آب هاي موجود و جلوگيري از تشكيل لايه هاي يخ و برف در سطح جاده است. وجود برف و باران در سطح روسازي باعث كاهش اصطكاك سطح رويه شده كه به لحاظ ايمني مشكل آفرين است. در حدود ۲۰ درصد از تصادفات جاده اي زماني اتفاق مي افتد كه سطح روسازي خيس است و زهكشي نامناسب و اصطكاك نا كافي روسازي باعث تصادف مي‌شود. يكي از عوامل كاهش اصطكاك در زمان بارندگي وجود لايه هاي آب و يخ در سطح رويه است. در اين مسير، استفاده از علوم جديد مي تواند راهگشا باشد. از اين رو يكي از راه هاي تسريع در تخليه آب هاي موجود و جلوگيري از تشكيل لايه هاي يخ وبرف در سطح جاده استفاده از پوشش هاي آب گريز است. مشكل اساسي در فوق آب گريزي سطوح آسفالتي وجود دارد اينست كه براي جلوگيري از چسبندگي يخ به سطوح تنها آبگريزي سطح كافي نيست و به سطحي فوق آب گريز نياز است، به همين دليل به ماده اي نياز است كه علاوه بر سازگاري با سطوح آسفالتي (به دليل وجود قير) و بتني توانايي فوق آب گريزي سطح را داشته باشد. از ديگر مشكلات اينست كه، براي كاهش لايه هاي آبي سطح روسازي تنها سيستم زهكشي مناسب كافي نيست و وجود مواد آب گريز به تسريع زهكشي سطحي رويه كمك فرواني مي كند. از اين رو در اين اختراع ماده اي توليد شده كه علاوه بر فوق آب گريزي سطوح آسفالتي و بتني قابليت سازگاري با اين محيط را داشته باشد و همچنين به تسريع زهكشي سطحي رويه كمك كرده و از تشكيل لايه هاي يخ در سطح روسازي جلوگيري به عمل آورد.

‏تثبيت و مسلح كردن خاك به اصلاح و بهبود خواص فيزيكي و مهندسي يك خاك اطلاق مي گردد. تثبيت كردن خاك يكي از ‏راهكارهاي مناسب براي بهره برداري و اجراي سريع تر پروژهاي عمراني مي باشد.بهبود پارامترهاي مقاومتي خاك هاي ريزن انه همواره مورد توجه مهندسين عمران بوده است.يكي از روش هاي قديمي و متداول تثبيت و بهبون بخشي پارامترهاي مقاومتي خاك هاي ريزدانه ، تثبيت با مواد سنتي آهك و سيمان و مي باشد، ولي اخيرا از موان شيميايي و پلي مري جديد به جهت ‏ سرعت و سهولت اجرايي بالا براي اين امر استفاده مي گردد.ولي مواد پلي مري در شرايط اشباع برگشت پذير هستند به خاطر همين امر اين مواد نمي توانند به خوبي در شرايط اشباع عمل كنند و نياز به مكمل دارند.الياف در شرايط اشباع خوب عمل مي كند و با آب مشكل ساز نمي شوند.پديده استفاده از الياف، جهت ارتقاي خصوصيات رفتاري مواد گوناگون، يك ايده ‏قديمي مي باشد . آنطور كه تونگو و فيليپس در كتاب الياف جديد خون اشاره ‏مي كنند، 4000 سال قبل بشر از الياف، بعنوان عنصري تقويت گر درخاك رس استفاده مي كرده است . همچنين كاربرد الياف در ديوار چين در ٢٠٠٠ ‏سال قبل مويد اين مطلب است كه دانش مهندسي نساجي از قديم الايام در كنار مهندسين عمران. ياريگر ايشان در ارتقاي عمر مفيد سازه هاي گوناگون بوده ‏است.در اين اختراع براي اولين بار عملكرد خاك همراه با تركيب الياف پلي پروپيلن با اندازه هاي 6، 12 ‏و 19 ‏ميليمتري با درصد وزني هاي 0/05 ، 0/1%، 0/15% ، 0/25% ، 0/5% و 1% همراه با رزينهاي اوره فرمالدئيد و پلي وينيل الكل و پلي وينيل استات مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد كه در بهترين و بهينه ترين حالت در تركيب خاك با الياف پلي پروپيلن 12 ميلي متر ي با درصد وزني 0/1% تركيب با اوره فرمالدئيد با بهينه درصد وزني 0/6% مي باشد. اين تركيب باربري خاك را در آزمايش CBR رد حالت خشك بيش از 1200% و در حالت اشباع بيش از 1460% افزايش داد.

خلاصه به علت افزايش جمعيت و كمبود زمين هاي مرغوب گسترش شهرها بر روي زمين هاي نرم و ضعيف صورت گرفته است. براي دستيابي به اين مهم روش هاي متفاوتي از جمله تراكم تحت رطوبت بهينه، رطوبت خاك ، تعويض خاك، مسلح سازي و ... جهت بهبود خصوصيات خاك صورت گرفته است اما در قالب فن آوري هاي نوين، مواد پلي مري به بازار عرضه شدند. بدين ترتيب محصولات خانواده كلريدها، مواد رزيني، پلي مرها و آنزيم ها از جمله مواد شيميايي جهت تثبيت خاك به شمار مي روند. واضح است كه تمامي پليمرها قابليت تثبيت كنندگي خاك را ندارند. قابليت چسبندگي ماده شيميايي معرفي شده به ذرات خاك، كاربرد آن ماده را در زمينه تثبيت خاك ميسر مي سازد. سرعت بالا و سهولت اجرايي به خصوص در امور نظامي (احداث باندهاي فرود اضطراري و راه سازي سريع) و محيط زيستي (مقابله با طوفان شن هاي روان) مورد نظر است، رويكرد مهندسين عمران را به اين مواد شيميايي نوين برانگيخته است. قابليت چسبندگي ماده شيميايي معرفي شده به ذرات خاك، كاربرد آن ماده را در زمينه تثبيت خاك ميسر مي سازد. بنابراين هدف اين اختراع كاربرد مواد شيميايي نوين جهت تثبيت خاك در ايران مي باشد و در اين راستا براي اولين بار عملكرد محلول اوره ـ فرمالدهيد (UF) كه يك نوع رزين سنتز شده در داخل كشور بوده و در زمينه تثبيت خاك و در قالب آزمايش نسبت باربري كاليفرنيا (CBR) در حالت خشك و اشباع جهت راهسازي و آزمايش وزش باد جهت بررسي قابليت تثبيت كنندگي آن در شن هاي روان ارزيابي شد. طبق نتايج بدست آمده از آزمايش CBR مقاومت خاك در حالت خشك 974% افزايش پيدا كرد و در پليمر مذكور توانست نسبت باربري CBR را از 0% به 75/1% در حالت اشباع برساند و همچنين در زمينه تثبيت شن هاي روان با ايجاد يك پوسته مقاوم و قابل انعطاف مقاومت در برابر وزش باد با شدت 150 كيلومتر در ساعت را در مقابل مصرف 0.42 ليتر در هر متر مربع از اين پليمر را داشته است. بطور كلي نتايج آزمايشات حاكي از بهبود خصوصيات تثبيت شده خاك توسط اين پليمر نسبت به ساير پليمرهاي معرفي شده توسط ديگر مخترعين بوده است.

خلاصه اختراع ‏: ‏تزريق دوغاب سيمان در راستاي افزايش ظرفيت. باربري و بهبود خصوصيات مقاومتي خاك با توجه به عدم امكان تزريق اين دوغاب ها در ماسه ريزدانه نمي تواند در بياري از موارد جوابگوي نيازهاي پروژه هاي عمراني باشد بنابراين تزريق شيميايي به عنوان روش نوين براي مقابله با اين مشكل ارائه شده است. در اين اختراع براي اولين بار از اكرليك رزين به عنوان دوغاب شيميايي تزريق استفاده شده و كارايي ان در راستاي بهبود خواص مكانيكي خاك بروش تزريق مورد بررسي قرار گرفته است. دوغاب ارائه شده د ‏ر اين اختراع به راحتي از تركيب كرليك رزين با اب حاصل شده و در خاك تزريق مي گردد و پس از سه روز به مقاومتي معادل 90%مقاومت نهايي خود مي رسد.

خلاصه اخترا ع ‏: ‏استفاده از روش تزريق در پروژه ماي مختلف عمراني در راستاي افزايش ظرفيت باربري خاك بستر سست سازه هاي عظيم و بلند ( پلها، سازه هاي بلند مرتبه و غيره) از روش هاي رايج بهبود خصوصيات فيزيكي خاك هاي بستر سست قلمداد مي شود. با توجه به اهميت اين موضمع و عدم وجود روشي آزمايشگاهي كه بتواند به طور كامل، جامع و دقيق شرايط خاك را مدل كرده و عمليات تزريق را ‏مطابق با شرايط واقعي در مقياس آزمايشگاهي اجرا كند، احساس مي شد. در اختراع حاضر به طراحي و ساخت دستگاهي پرداختيم كه شرايط واقعي خاك و پارامترهاي تزريق و به دست آوردن ظرفيت باربري خاك تزريق شده از طريق آن قابل حصول باشد. اين دستگاه علاوه بر قابليت بررسي مستقيم ظرفيت باربري مطابق با شرايط واقعي خاك مي تواند تعيين فشار بهينه تزريق، تعيين نوع و غلظت دوغاب مناسب براي تزريق مي باشد.

تزريق دوغاب سيمان در راستاي افزايش ظرفيت باربري و بهبود خصوصيات مقاومتي خاك رايج ترين روش تزريق مي باشد كه با توجه به عدم امكان تزريق اين دوغاب در ماسه ريزدانه با خاك هاي چسبيده اصطكاكي از محدوديت هاي بسياري برخوردار است تزريق شيميايي به عنوان روشي نوين براي مقابل با اين مشكل ارائه شده و تا كنون تركيبات شيميايي متفاوتي براي نيل به اين هدف ارائه شده است در اين اختراع براي اولين بار از پليمر پلي وينيل استات به عنوان دوغاب شيميايي تزريق استفاده شده و كارايي آن در راستاي بهبود خواص مكانيكي خاك بروش تزريق مورد بررسي قرار گرفته است اين پليمر با آب تشكيل امولسيون مي دهد و پس از اختلاط با آب درون خاك تزريق مي شود در اين دوغاب از آب صرفا به عنوان وسيله اي براي انتقال پليمر به درون خاك استفاده مي شود

‏در سالهاي اخير تحقيقات زيادي در مورد اصلاح خصوصيات قير و بهبود عملكرد رويه هاي آسفالتي انجام شده است. استفاده از الياف مختلف درمخلوط آسفالتي، يكي از راه هاي شناخته شده براي اصلاح خصوميات قير مي باشد. در اين اختراع، الياف پلي پروپيلن با طول و درصد ويژه به قير و الياف شيشه با طول و درصد خلوص به سنگدانه اضافه شد. الياف شيشه داراي سطح مقطعي صيقلي با مدول كشثي بسيار بالاست و از طرف ديگر پلي پروپيلن چسبندگي خوبي به قير اهدا مي كند. نتايج اين ابداع نشان مي دهد نفوذ پذيري و نرمي نمونه هاي قيري اصلاح شده توسط پلي پروپيلن نسبت به قير اصلاح نشده يا نرمال به ترتيب كاهش و افزايش مي يابد كه افزايش مقاومت شيار افتادگي و مقاومت تغيير شكل در دماي بالا را به همراه دارد. نتايج آزمايش مارشال و دال بر عملكرد بالا و مطلوب آسفالت هيبريدي دارد.

عنوان ماشين اجراي پيوسته آسفالت حفاظتي زمينه ي فني عمران - راهسازي و روسازي راه مشكل فني مشكلات فني موجود در روش كنوني اجرا عبارتند از: خرابي روسازي در زمان اجرا و بهره برداري ، تلفات زياد مصالح سنگي،عدم امكان بازگشايي ايمن راه بلافاصله پس از اجرا ، حساسيت به زمان بندي اجراي اجزاي مختلف به خاطر عدم پيوستگي اجرا و صرف انرژي زياد است. و راه حل هاي پيشنهادي جهت بهبود شرايط موجود عباتند از : عمليات اجراي آسفالت در اين ماشين به صورت پيوسته انجام مي گيرد به اين صورت كه ابتدا سطح راه با آبي كه با فشار مناسب به سطح پاشيده مي شود شسته شده و سپس به وسيله ي برس هاي تعبيه شده در زير شاسي ماشين خشك و تميز مي گردد. پس از آن قير به روي سطح راه پاشيده مي شود ( با ضخامت مناسب ) و بعد سيستم پاشش مصالح با استفاده از حداقل دو نازل كه روي ريل هايي در حركتند، مصالح سنگي را با فشار روي سطح قير قرار مي دهد. نحوه ي تامين فشار مورد نياز براي پاشش مصالح سنگي مانند روشي است كه در شاتكريت مورد استفاده قرار مي گيرد.