نمذجة أداء الرصف

يمكن تطوير نماذج أداء الرصف للتنبؤ بضرر واحد مثل التشققات أو مؤشر حالة الرصف الكلي .
تدهور مخطط حالة الطريق بمرور الوقت
زيادة في مؤشر خشونة الطريق الدولي (IRI) لأحد الطرق في تكساس. تمثل النقاط الزرقاء على المنحنى أعمال الصيانة.

نمذجة أداء الرصف أو نمذجة تدهور الرصف هي دراسة تدهور الرصف طوال دورة حياته. [ 1 ] [ 2 ] يتم تقييم حالة الرصف باستخدام مؤشرات أداء مختلفة. من أبرز مؤشرات الأداء المعروفة مؤشر حالة الرصف (PCI)، ومؤشر الخشونة الدولي (IRI) ، ومؤشر قابلية الخدمة الحالية (PSI). [ 3 ] [ 4 ] ولكن في بعض الأحيان يُستخدم مؤشر واحد فقط، مثل التخدد أو مدى التشققات . [ 2 ] [ 5 ] من بين أكثر الطرق استخدامًا لنمذجة أداء الرصف النماذج الميكانيكية، والنماذج الميكانيكية التجريبية، [ 6 ] ومنحنيات البقاء، ونماذج ماركوف . ومؤخرًا، استُخدمت خوارزميات التعلم الآلي لهذا الغرض أيضًا. [ 3 ] [ 7 ] تعتمد معظم الدراسات حول نمذجة أداء الرصف على مؤشر الخشونة الدولي (IRI) . [ 8 ]

تاريخ

يعود تاريخ دراسة أداء الرصف إلى النصف الأول من القرن العشرين. استندت الجهود الأولى في نمذجة أداء الرصف إلى نماذج ميكانيكية. لاحقًا، طوّر الباحثون نماذج تجريبية، لم تكن تعتمد على بنية الرصف. منذ بداية التسعينيات، شاعت النماذج الميكانيكية التجريبية. جمعت هذه النماذج بين الخصائص الميكانيكية والتجريبية عبر الانحدار الخطي. في أمريكا الشمالية، وضعت الجمعية الأمريكية لمسؤولي الطرق السريعة والنقل ( AASHTO ) دليلًا إرشاديًا قائمًا على الأساليب الميكانيكية التجريبية. [ 6 ]

تطلّب تطوير هذه النماذج بيانات. لذا، في أمريكا الشمالية، جمعت منظمات مثل AASHTO و FHWA كميات كبيرة من البيانات حول حالة الطرق. ومن أمثلة قواعد البيانات هذه، المستخدمة في تصميم الطرق وقياس أدائها، قاعدة بيانات LTPP واختبار AASHO للطرق . [ 9 ]

أسباب التدهور

يُعدّ تدهور الطرق ظاهرة معقدة تتأثر بالعديد من العوامل. ويمكن تصنيف هذه العوامل إلى فئات قليلة: التصميم والإنشاء، ونوع المواد، والظروف البيئية، والعوامل الإدارية والتشغيلية. [ 1 ]

الظروف المناخية والبيئية

من أهم العوامل البيئية دورات التجمد والذوبان ، ودرجات الحرارة القصوى والدنيا، وهطول الأمطار . [ 2 ] تشير التقارير إلى أن الطرق في المناخات الرطبة التي تشهد دورات تجمد تتدهور بمعدل يصل إلى ضعف تدهور الطرق في المناطق الجافة التي لا تشهد تجمدًا. [ 8 ] لذا، فإن الطرق المعرضة لعدد أكبر من دورات التجمد والذوبان ومستويات هطول أمطار أعلى تتدهور بشكل أسرع. في المقابل، تدوم الطرق في المناخات الجافة التي لا تشهد تجمدًا لفترة أطول. [ 1 ] [ 3 ] كما أن ارتفاع درجات الحرارة بشكل كبير قد يضر برصف الأسفلت ويسبب مشاكل مثل النزف . وبناءً على ذلك، قد يشكل تغير المناخ تهديدًا لسلامة الطرق. ومع ذلك، يختلف تأثيره باختلاف المناطق. فبينما قد يكون ضارًا جدًا بالطرق في منطقة معينة، قد يخفف من تدهورها في منطقة أخرى. [ 2 ]

ظروف المرور والتشغيل

إعادة تسوية سطح مضمار سباق خشن بعد سباق سيارات.

يُعدّ حجم حركة المرور ونوعها من أهمّ العوامل التشغيلية. [ 7 ] عادةً ما يرتبط ازدياد حجم حركة المرور وكثرة المركبات الثقيلة كالشاحنات بتسارع تدهور حالة الرصف. كما أن للأساليب الإدارية تأثيرًا كبيرًا على أنماط التدهور. ومن أمثلة العوامل المرتبطة مباشرةً بالإدارة نوع الصيانة وتواترها [ 3 ] أو أساليب التنظيف وإزالة الجليد في فصل الشتاء. [ 2 ] [ 10 ] وقد يؤدي الإفراط في استخدام ملح إزالة الجليد إلى تفاقم مشكلة التآكل، لا سيما في الرصف الخرساني. [ 10 ]

نوع الرصف

يُعدّ نوع الرصف أحد أهم العوامل المؤثرة على تدهوره. [ 3 ] عمومًا، تتميز الأرصفة الخرسانية بمتانتها في المناخات الدافئة، بينما تتميز الأرصفة الإسفلتية بمقاومتها العالية للطقس البارد. وتُشكّل الفواصل في الرصف الخرساني مصدرًا آخر للمشاكل. في نوع معين من الطرق (خرسانية، إسفلتية، أو حصوية)، يُعدّ سُمك الطبقات ونوع المواد المستخدمة في طبقة الأساس، والطبقة التحتية، وطبقة الرصف أمرًا بالغ الأهمية. أحيانًا، تُعبّر هذه الخصائص عن طريق مقياس مُجمّع يُسمى مُكافئ القاعدة الحبيبية (GBE). [ 2 ] [ 3 ]

مراجع

  1. 1 2 3 فورد، ك.، أرمان، م.، لابي، س.، سينها، ك.س.، طومسون، ب.د.، شيرول، أ.م.، ولي، ز. 2012. تقرير NCHRP رقم 713  : تقدير العمر الافتراضي لأصول الطرق السريعة. في مجلس أبحاث النقل، الأكاديمية الوطنية للعلوم، واشنطن العاصمة. مجلس أبحاث النقل، واشنطن العاصمة .
  2. 1 2 3 4 5 6 بيريونيسي، سيد مدح (نوفمبر 2019). بيريونيسي، إس إم (2019). تطبيق تحليلات البيانات على إدارة الأصول: التدهور والتكيف مع تغير المناخ في طرق أونتاريو (أطروحة دكتوراه) (رسالة).
  3. 1 2 3 4 5 6 بيريونيسي، إس إم؛ الدرابي، تي إي (2020) [نُشر إلكترونيًا: 21 ديسمبر 2019]. "تحليلات البيانات في إدارة الأصول: التنبؤ الفعال من حيث التكلفة بمؤشر حالة الرصف". مجلة أنظمة البنية التحتية . 26 (1). doi : 10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000512 . S2CID 213782055 . 
  4. واي، إن سي، بيتش، بي، والمواد، بي. 2015. ASTM D 6433–07: الممارسة القياسية لمسوح مؤشر حالة رصف الطرق ومواقف السيارات .
  5. إنس، أ. (2012). تطوير إطار عمل مرن لنمذجة التدهور في إدارة أصول البنية التحتية .
  6. 1 2 AASHTO. 2008. دليل تصميم الرصف الميكانيكي التجريبي: دليل الممارسة .
  7. 1 2 "بيريونيسي، إس إم، والدرابي، تي. (2018). استخدام تحليلات البيانات للتنبؤ الفعال من حيث التكلفة بحالة الطرق: حالة مؤشر حالة الرصف: [ تقرير موجز ] (رقم FHWA-HRT-18-065). الولايات المتحدة. إدارة الطرق السريعة الفيدرالية. مكتب البحث والتطوير والتكنولوجيا" . مؤرشف من الأصل في 2019-02-02.
  8. 1 2 بيريونيسي س. مدح؛ الدرابي تامر إ. (2020-06-01). "دور تحليلات البيانات في إدارة أصول البنية التحتية: التغلب على مشكلات حجم البيانات وجودتها" . مجلة هندسة النقل، الجزء ب: الأرصفة . 146 (2): 04020022. doi : 10.1061/JPEODX.0000175 . S2CID 216485629 . 
  9. "إدارة الطرق السريعة الفيدرالية: نظرة على تاريخ إدارة الطرق السريعة الفيدرالية" .
  10. 1 2 حسن، ي.، عبد الحليم، أو، رزاقبور، إيه جي، بخيت، و.، وفرحة، إم.إتش. 2002. آثار مزيلات مزيلات المدرج على مواد وخلطات الرصيف: مقارنة بملح الطرق. مجلة هندسة النقل، 128(4): 385-391. دوى:10.1061/(ASCE)0733-947X(2002)128:4(385) . دوى : 10.1061/(ASCE)0733-947X(2002)128:4(385) .