غسيل الألواح

تأثير التموجات على الطريق

التموجات أو التموجات العرضية [ 1 ] هي عبارة عن تكوّن تموجات عرضية دورية على سطح الطرق الترابية والحصوية . تحدث هذه التموجات في مواد الطرق الجافة والحبيبية [ 2 ] مع حركة مرور متكررة، تسير بسرعات تزيد عن 8 كيلومترات في الساعة (5 أميال في الساعة) . [ 3 ] تُسبب التموجات العرضية رحلة غير مريحة لركاب المركبات العابرة، وظروف قيادة خطرة للمركبات التي تسير بسرعة كبيرة جدًا بحيث لا تستطيع الحفاظ على التماسك والتحكم. [ 4 ] 

الآلية

تُعرف ظاهرة التموجات على الطرق باسم "التموجات السطحية"، وهي عبارة عن سلسلة من التموجات التي تحدث عند مرور عجلات المركبات على الطرق غير المعبدة بسرعات كافية لإحداث ارتداد للعجلة على السطح الأملس في البداية، مما يُعطي مظهرًا مشابهًا للوح غسيل الملابس . تُركز معظم الدراسات حول هذه الظاهرة على المواد الحبيبية، بما في ذلك الرمل والحصى. [ 1 ] [ 5 ] ومع ذلك، تشير دراسات أخرى إلى أن هذه الظاهرة قد تحدث في مواد تحتوي على بعض الترابط بين الجزيئات، مثل التربة الطينية. [ 6 ]

كان خبراء إدارة الطرق السريعة في منتصف عشرينيات القرن الماضي على دراية بأن حجم حركة المرور وسرعتها كانا السببين الرئيسيين لتموجات الطرق الحصوية، وأشاروا إلى دور عجلات القيادة في قذف المواد كعامل مؤثر. [ 7 ] [ 8 ]

تستخدم الدراسات المخبرية لهذه الظاهرة عادةً عجلة أو شفرة تُسحب خلف نقطة ارتكاز، لترسم مسارًا دائريًا عبر وعاء من المادة قيد الدراسة. وقد بحثت هذه الدراسات مجموعة متنوعة من المواد الحبيبية واللزجة، وحتى السائلة. [ 1 ] [ 6 ] في المختبر، دُرست ظاهرة التموجات السطحية لمجموعة من المعايير، بما في ذلك سُمك المادة وحجم حبيباتها، وذلك لأحجام وأشكال وكتل عجلات مختلفة. أنتجت التجارب تموجات لكل معيار، عند تجاوز سرعة عتبة معينة، عندما بدأت العجلة (أو الشفرة) بالارتداد. [ 1 ] تُظهر التجارب أيضًا أن النمط يمكن أن يتحرك إما عكس اتجاه الحركة أو في اتجاهها. كما تُظهر أن عجلة غير دافعة تكفي لإحداث تموجات، وأن إزاحة المادة، وليس قذفها، هي الآلية السائدة. [ 1 ]

تشير العديد من المقالات التي تتناول ظاهرة التموجات على الطرق في الواقع إلى النشرة الخاصة رقم 29 الصادرة عن برنامج المساعدة في النقل المحلي في ولاية ساوث داكوتا (LTAP) بعنوان "التعامل مع التموجات"، بقلم كين سكورسيث. [ 2 ] [ 9 ] تُعزي هذه المصادر التموجات إلى ثلاثة أسباب رئيسية: المواد الحبيبية الجافة، وسرعة المركبات، وجودة هذه المواد. وتشمل العوامل الأخرى المذكورة سرعة المركبة، وحجم حركة المرور، والتسارع أو الكبح المفاجئ. كما تزعم المصادر أن المركبات الخفيفة أكثر عرضة للتسبب في التموجات من الشاحنات الثقيلة. [ 9 ]

أمثلة على التموجات في أنواع التربة المختلفة

صيانة

تشير إرشادات إدارات الطرق السريعة المختلفة إلى أن اختيار الحصى المناسب يُعدّ عاملاً أساسياً في الحدّ من ظاهرة التموجات السطحية. وتستشهد هذه الإرشادات باختبارات "التحليل المنخلي" التي تستخدم سلسلة من المناخل لتحديد أحجام الجزيئات الموجودة في عينة الحصى. وتقترح إرشادات إدارات الطرق السريعة استخدام مجموعة متنوعة من أحجام الجزيئات، بدءاً من الحصى التي يبلغ قطرها حوالي 25 ملم (بوصة واحدة ) ، ممزوجة بجزيئات أدقّ تدريجياً لتشمل نسبة صغيرة من الجزيئات الدقيقة التي تربط الجزيئات الأكبر حجماً ببعضها. كما تُشير الإرشادات إلى أهمية المعدات التي تُعيد مزج الحصى وتنعيم الأسطح المتموجة. 

في عام ١٩٢٥، أوصت إدارة الطرق السريعة في ولاية نيفادا الأمريكية بتخفيف التموجات باستخدام الحصى المكسر الناتج عن عمليات الحفر، باستخدام مواد بحجم بوصة واحدة (٢٥ مم) أو أصغر، بما في ذلك فقط المواد الناعمة الناتجة عن التكسير. [ ٧ ] في الوقت نفسه، نصحت ولاية كولورادو باستخدام حصى متدرج جيدًا، لا يتجاوز حجمه ١.٢٥ بوصة (٣٢ مم) ، ويحتوي على ٢٥-٤٠٪ من المواد الناعمة التي تمر عبر منخل بفتحات ٠.٢٥ بوصة (٦.٤ مم) ، ولكن لا تزيد عن ٥٪ التي تمر عبر منخل رقم ١٠ (٢.٠ مم). [ ١٠ ] [ ١١ ] وكانت نصيحة الصيانة من كولورادو هي تسوية الطريق أو تجريفه بشكل متكرر، مع وضع كميات قليلة من الحصى الجديد ذي المحتوى الرملي الأدنى، وتوفير تصريف جيد مع وجود انحناء . وينصح المصدر نفسه بتخفيض سرعة حركة المرور. [ ٨ ]   

تشير التوجيهات المستندة إلى النشرة الخاصة رقم 29 الصادرة عن برنامج النقل البري طويل الأجل لولاية ساوث داكوتا ، وتوجيهات إدارة الطرق السريعة الفيدرالية الأمريكية الصادرة عن المصدر نفسه عام 2000، إلى أن الحصى السطحي "يجب أن يكون مزيجًا من الحجر والرمل والحصى الناعم، بحيث يتراص ليشكل كتلة كثيفة متماسكة ذات سطح شبه مانع للماء ". [ 12 ] وتؤكد هذه التوجيهات على التدرج المناسب للحصى - بحيث يمر 100% منه عبر منخل 19 مم (0.75 بوصة ) - لضمان تماسك الحجر المكسور ، ونسبة تتراوح بين 4 و15% من الحصى الناعم الذي يمر عبر منخل 75 ميكرومتر (رقم 200 ) ليعمل كمادة رابطة ويخلق تماسكًا في الحصى؛ كما يُوصى باستبدال مواد رابطة أخرى، مثل الطين. [ 10 ] [ 11 ] وبدلاً من ذلك، يمكن دمج الأسفلت المُعاد تدويره بنسبة متساوية مع الحصى المستخرج من المحاجر لتحسين خصائص الربط للسطح. بالنسبة للأسطح المموجة الموجودة، توصي النشرة باستخدام آلة تسوية لقطع ومزج المواد الموجودة إلى عمق بوصة واحدة أو أكثر أسفل الجزء المموج، ثم إضافة المواد الجديدة إلى الطبقة العلوية. تشمل المعدات المفيدة شفرة ذات أسنان دوارة للخدش أو حافة قطع قابلة للاستبدال من نوع الريشة مثبتة على شفرة قالب معدات نقل التربة. [ 9 ] 

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 تابيرليت، نيكولاس؛ موريس، ستيفن دبليو؛ ماكيلوين، جيم إن. (2007). "طريق الغسيل: ديناميكيات التموجات الحبيبية المتكونة بفعل العجلات الدوارة" (ملف PDF) . مجلة Physical Review Letters ، 99 (6) 068003. arXiv : 0711.3872 . Bibcode : 2007PhRvL..99f8003T . doi : 10.1103/physrevlett.99.068003 . PMID 17930868. S2CID 15865804 .  
  2. ١ ٢ مركز نيفادا لنقل تكنولوجيا النقل (صيف ٢٠٠٢). "أسباب وعلاجات تشوه حواف العجلات" (ملف PDF) . ستريت وايز . جامعة نيفادا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ ١٠ سبتمبر ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٦ نوفمبر ٢٠١٤ .
  3. ريمير، ج. (18 أغسطس/آب 2007). "مطبات الطريق: لماذا تُصبح الطرق الترابية مُتموجة السطح؟" . أخبار العلوم . 172 (7). خدمة العلوم، المحدودة: 102. doi : 10.1002/scin.2007.5591720708 . مؤرشف من الأصل في 31 مارس/آذار 2002. تم الاطلاع عليه في 25 ديسمبر/كانون الأول 2014 .
  4. خدمة أخبار الاحتياطي الفيدرالي الأمريكي (2010). "تحذير لسائقي السيارات من وعورة الطرق الحصوية في المناطق الريفية" . صحف سيلان المتحدة المحدودة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 مارس 2002. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2014 .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  5. بيتبول، أ.-ف.؛ تابيرليه، ن.؛ موريس، س.؛ ماكيلوين، ج. (2017)، "قياس وديناميكيات الطريق المتموج"، مجلة فيزيكال ريفيو إي ، 79 (6) 061308، arXiv : 0903.4586 ، Bibcode : 2009PhRvE..79f1308B ، doi : 10.1103/physreve.79.061308 ، PMID 19658502 
  6. 1 2 هيويت، آي جيه؛ بالمفورث، إن جيه؛ ماكيلوين، جيه إن (2012)، "ألواح الغسيل الحبيبية والسائلة" (ملف PDF) ، مجلة ميكانيكا الموائع ، 692 ، مطبعة جامعة كامبريدج: 446-463 ، رمز Bibcode : 2012JFM...692..446H ، doi : 10.1017/jfm.2011.523 ، S2CID 6162288 ، تاريخ الاسترجاع : 25-12-2014 
  7. 1 2 هونيستيل، بي إل ( 1925)، "الطرق السريعة الدائمة" ، التقرير السنوي الرابع لإدارة الطرق السريعة - 1923-1924 ، كارسون سيتي: ولاية نيفادا، ص 85-87 
  8. 1 2 هينكل، أ.هـ. (نوفمبر 1924)، "الوقاية من التموجات" ، طرق كولورادو السريعة ، المجلد 3، الصفحات 7، 11  
  9. 1 2 3 سكورسيث، كين (2004). "التنظيف بالألواح" (ملف PDF) . هل وصلنا بعد؟ وزارة النقل في ولاية كارولينا الجنوبية.
  10. 1 2 اللجنة الفرعية: E29.01 (2013). "الأبعاد الاسمية، والاختلافات المسموح بها لشبكة الأسلاك المستخدمة في مناخل الاختبار القياسية (الولايات المتحدة الأمريكية)" (ملف PDF) . ASTM E11 - 13. ASTM International . تاريخ الاسترجاع: 28 ديسمبر 2014 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. 1 2 اللجنة الفرعية: E29.01 (2013). "المواصفات القياسية لأقمشة مناخل الاختبار السلكية المنسوجة ومناخل الاختبار" . ASTM E11 - 13. ASTM International. ص 9. {{cite web}}: صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  12. سكورسيث، كين؛ سليم، علي أ. (نوفمبر 2000)، دليل صيانة وتصميم الطرق الحصوية (ملف PDF) ، إدارة الطرق السريعة الفيدرالية، برنامج مساعدة النقل المحلي في ولاية ساوث داكوتا، الصفحات 20-21 ، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 31 يناير 2017 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 ديسمبر 2014