الخدمات الاستشارية للطرق والمطارات والسكك الحديدية لشركة المختبرات الفنية والميكانيكية للتربة

یتخصص مکتب المهندسون المُستشارون لشرکة المختبر الفني والمیکانيکي للتربة في مجال تصمیمات التطویر، تحدید أسباب الأعطال، مؤشرات الأداء والوضع الحالي للغطاء الموجود علی الشبکات والمشاریع وأيضًا تنفیذ وتطبیق أنظمة صیانة الطُرُق والمطارات؛ وذلک بإستخدام معدات غیر تخریبیة للقیاس.

القدرات الفنية علی مستوی الشبکة

يُقصَدُ بالشبکة، أخذ وتحلیل المعلومات من مجموعة من المحاور. فمثلًا یُمکن ذکر شبکة طُرُق مدینة أو محافظ، شبکة طُرُق الخطوط السریعة والأصلية للبلاد أو سطوح الطیران لمطار أو عدة مطارات. تحلیل سطح أو المستوی لشبکة ما؛ یُدلنا علی الحالة العامة للرصف والمیزانية اللازمة لصیانتها في المستوی المطلوب. من أهم الخدمات الفنية لمکتب المهندسین المستشارین في سطح الشبکة عبارة عن:

• تحضیر هوية للمحاور
• تقدیر خصائص أداء المحاور خصوصیات بُنیانها
• تصنیف المحاور ذات الکفاءة البنائية من المحاور ذات البنیان الضعیف
• تحدید نوع عمیات الصیانة (وقائية، تطويرية، ترمیمیة) في شبکة الطریق
• تصنيف المحاور بناءًا على الخصائص الوظيفية والبنیانية
• تحديد المحاور المناسبة لأنواع أنشطة الحماية (مثل التصدي للفيضانات، الوقاية من تآكل التربة، مراقبة الفيضانات، تقديم خدمات للطرق الصغيرة و...)
• تنفيذ نظام إدارة لشبكات الطرق والمطارات في البلاد

القدرات الفنية علی مستوی المشروع

فکرة تطویر الطبقة الغطائية للطریق

في هذا القسم، يتم تقييم هياكل الطرق باستخدام جهاز FWD،  ثم يتم حساب سماكة الطبقة العلوية المطلوبة لتحمل أحمال حركة المرور خلال فترة تصميم الطريق. في مرحلة تحسين الطريق بعد التجزئة، يتم تحديد الخيار النهائي لكل قسم وفقًا للحالة الهيكلية وعدم التجانس في السطح وتلفيات السطح، وباستخدام اختبارات تخریبیة.

تقییم التلفیات السطحية للطُرُق

في هذا القسم، يتم تقييم التلفيات السطحية للطرق. تشمل هذه التلفيات أنواعًا مختلفة من الشقوق والتماسك والانحرافات والانتفاخات وعدم مساواة السطح، وذلك طبقًا للمعيار ASTM-D6433 للطرق والمعيار ASTM D5340 للمطارات. يتم حساب مؤشر PCI طبققًا لأحدث إصدار من برنامج PAVER. بالإضافة إلى حساب مؤشر PCI، يتم أخذ تأثير تلك التلفيات الناتجة عن الحمولة وظروف الطقس وجودة البناء والتنفيذ في الاعتبار. في دراسة تلفيات سطح الطرق بعد التجزئة، يتم استخدام أساليب بصرية أو آلية للتقييم. في الأسلوب البصري، بعد التجزئة، يتم استخراج التلفيات السطحية في وحدات العينة المحددة ويتم حساب مؤشر PCI.

بإستخدام الأسلوب الميكانيكي، يتم تشغیل جهاز مسح سطح علی الطريق. في هذا الأسلوب، يتم مسح تلفيات سطح الطريق بواسطة مستشعر LCMS بشكل مستمر بسرعة تصل إلى 100 كيلومتر في الساعة. ينتج هذا الجهاز صور ثلاثية الأبعاد لسطح الطريق بدقة 5 مليمتر في الاتجاه الطولي، ودقة 1 مليمتر في الاتجاه العرضي، ودقة 0.5 مليمتر في الاتجاه الارتفاعي.

ممیزات إزالة التلف المیکانيکي من السطح:

• الإزالة المستمرة للتلف السطحي بدلًا عن وحدات النماذج المُختارة
• تحدید شدة التلف بکل میکانيکي بدلًا عن تخمینات المهندسین
• إمکانية تقسیم أو تصنیف المساحة إلی مناطق أو قطع مختلفة علی أساس أنواع التلف بعد تجمیع المعلومات
• تحدید دقیق لحجم عملیات الصیانة لطبقة التغطية ( طول غطاء، مساحة التلطیخ، وتقطیع الإسفلت)
• إمکانية إزالة التلف السطحي، وأيضًا مُعامل السطح الغیر مستو (IRI) بنفس الوق
• إمکانية تحدید مُعامل التلف (مؤشر التشقق الناتج عن الإجهاد، مؤشر التشقق الطولي و ... ) بدلًا من تحدید عدد PCI

تحدید سُمک وعُمق طبقات الغطاء بجهاز GPR

بإستخدام چهاز GPR یُمکن تحدید بروفیل سُمک طبقات التغطية  التي تشمل الإسفلت والبنية التحتية بدون تخریب. کذلک مع دراسة المعلومات التي یعطیها جهاز GPR یُمکن مراجعة عُمق طبقة التغطية من ناحية الرطوبة في الطبقات الأساسية والتأسیسية تحت الأرض کالأنابیب والکابلات.

تخمین الـ CBR للطبقات الحُبیبیة الغطائية بإستخدام جهاز DCP

جهاز الـ DCP له أفضل أداء في مجال التغطیات والطُرُق الریفية. بإستخدام هذا الجهاز یُمکن قیاس CBR الطبقا الحبیبیية في أي منطقة أو موقع من التغطية بعد الحفر المرکزي من طبقة الإسفلت. کما یُمکن تحدید سُمک الطبقات المقاومة المُوَحَدة عن طریق ضبط تغییر قیمة إختراق الجهاز في عُمق الغطاء.

ضبط جودة المساحة والطبقات الترابية المُنَفَذَة بإستخدام جهاز LWD

جهاز LWD یُستخدم لتحدید مُعامل الإنحناء للمساحة المُنَفَذة، الأساس، التأسیس (لإستخدامه في عملية التغطية AASHTO)، وبالمقارنة النتائج في الأماکن أو النقاط المختلفة، یُمکن تشخیص جودة التنفیذ (الکثافة والتثبیت). بإجراء الإختبار علی المساحة المُتکاثفة یُمکن إستخدام معامل الإنحناء بشکل مباشر، أو مقارنة النتائج مع الأرقام الحاصل علیها من العملية الأولی، وفي حالة الحاجة یُمکن إصلاح العملية أو زیادة مقاومة المساحة.

تحدید عدم وعور طبقة الغطاء في قالب مؤشر IRI

تأثير حالة وعور الطریق على جودة راحة القيادة للطرق يكون كبيرًا. باستخدام جهاز القياس RSP، يتم حساب مقدار وعور الطریق في اتجاهات العجلة اليسرى واليمنى بواسطة مؤشري IRI و RN. يمكن استخدام هذين المؤشرين لتقديم الطرق الجديدة أو المكشوفة. الجداول أدناه تتعلق بحدود مؤشر IRI لتسليم مؤقت ونهائي لطرق البلاد، والتي تم تنسيقها في المجلس الفني الأعلى للبنية التحتية للنقل وصدرت بتاريخ 30/8/2016 (بموجب الإعلان رقم 02/100/27245) من قبل السلطة العليا لوزارة المواصلات.

تحدید نقطة رأس الأقواس الأفقية للطُرُق بإستخدام جهاز الـ RSP

بمساعدة جهاز RSP أو ماسح سطح الطریق؛ یتم تحدید مقدار المیل الطولي والعرضي للطریق، النسیج الکبیر لطبقة الغطاء وأيضًا شعاع القوس ومقدار نطقة رأس الأقواس الأفقية (Superelevation). حیث أن دورات الصیانة والترمیم، خاصة في ترکیب الغطاء الإسفلتي، یُمکن عدم الدقة في الحفاظ علی مستوی الغطاء في الأقواس؛ لذا فإن قیاس مقدار رأس القوس هو من المعاملات الهامة في تأمین أمان المرکبات خاصة في الطُرُق الأصلي.

تعیین إحتکاک سطح الطریق

با استخدام جهاز الـ RSP أو ماسح سطح الطريق، يمكن قياس قيمة الطبقة الخشنة للتسوية الطريقية بوحدة الميكرون، وهو يلعب دورًا مهمًا في مستوى احتكاك سطح الطريق عند السرعات العالية وكذلك تصريف المياه تحت عجلات السيارة. يقوم جهاز RSP بقياس ملامح طبقة التسوية الخشنة في مسار العجلة اليمنى للمركبة، ويقوم جهاز المسح بقياس هذا المؤشر على طول عرض الطريق بأكمله.

القدرات الفنية في قسم المطارات

برنامج تطویر عوامل الطیران في المطار

في هذا القسم، وبإستخدام الطُرُق التدميرية أو غیر تدمیرية یتم تقییم غطاءات السطوح المستخدمة في الطیران، والتي تشمل المُدَرَج، مدرجات الإقلاع والهبوط، ومن ثم یتم طرح برنامج مناسب للتطویر، کي یتم إستخدامه لتقدیم خدمات أساطیل الطیران.

تحدید عدد مؤشر ACN/PCN لقشرة الغطاء في المطارات (Aircraft/Pavement Classification Number(ircraft/Pavement Classification Numberکي یتم إستخدامه لتقدیم خدمات أساطیل الطیفي الطیران؛ والتي تشمل المُدَرَج، مدرجات الإقلاع )

عدد مؤشر PCN یُحدد المقاومة النسبية لطبقة الغطاء في مدرجات المطار، والذي یجب أن یکون أکبر من عدد مؤشر ACN للطائرات الموجودة في أسطول المطار. مکتب المهندسین المستشارین، یقوم بتحدید عدد هذا المُعامل في الطبقة الغطائية لمدرجات المطارات وذلک بإستخدام مُعدات غیر تدميرية کـ  HWD و GPR.

تحدید عدد مؤشر عدم تساوي السطح BBI في الطبقة الغطائية لمدرج المطار

عدم تساوي(الوعور) الطبقة الغطائية لمدرج المطار یؤثر علی مقدار إهلاک الطائرة بشکل کبیر. لذلک فإنه مع تحدید مؤشر الـ BBI للطبقة الغطائية للفرودگاه یُمکن تشخیص بعض النقاط الـتي بها إعورار أکبر من الحد المسموح به. کما یُمکن تحدید مقدار العجلة العمودية داخل قمرة القیادة والتي تتأثر بمقدار الإعورار الموجود في المدرج، وذلک بتحلیل ملف خصائص الطبقة الغطائية

تحديد مؤشر PrI في تسوية غطاء مدرجات المطار

طبقًا للـ FAA فإن التأکد من أن سطح المدرج مستوٍ یتم عن طریق الکشف علی مؤشر (California Profilograph) Prl. هذا المؤشر في المساحات 528 قدم یتم حسابه عن طریق تحلیل النتائج التي تم قیاسها بجهاز RSP في تطبیق ProVAL طبقًا لتعلیمات FAA:AC150/5370-10G والذي یجب ألا یزید عن 7in/mi.

تحديد معدل نقل الحمولة من الفواصل في الأسطح الخرسانية المسلحة بالألياف (LTE)

يتم تقدير معدل نقل الحمولة من الفواصل في الأسطح الخرسانية المسلحة بالألياف (من خلال دوالي الحمل أو الإغلاق والتأمين بواسطة حبيبات الرمل) باستخدام جهاز HWD. إذا لم تعمل دوالي الحمل بشكل جيد، يمكن أن تحدث أعطال مثل الرشح، وتشققات الحافة، والانحناء في الأسطح الخرسانية المسلحة بالألياف.

                            المعدات والأجهزة

   (F/HWD (Falling/Heavy Weight Deflectometer)  جهاز تقییم البُنیان والطبقة الغطائية 

أداء أجهزة FWD و HWD متطابق تمامًا، الاختلاف الوحيد بينهما هو قوة HWD على تطبيق إجهاد أكبر بسبب وزنه الأثقل، مما يُمَكِّنَه من محاكاة الإجهادات الناتجة عن وزن عجلات الطائرة على سطح مدرج المطار. بعد تطبيق الإجهاد على السطح، تقوم هذه الأجهزة بقراءة وتسجيل التغيرات الناتجة عن التأثير المُطَبَق. یتم قياس درجة حرارة الهواء وسطح الإسفلت ذاتيًا بواسطة الجهاز، ويتم قياس درجة حرارة الطبقة الإسفلتية في العمق يدويًا بواسطة المستخدم. يتم وضع نقاط القياس على محور الطريق بفواصل تتراوح بين 3 إلى 500 متر اعتمادًا على نوع التقييم، وعادةً ما تكون مُستَشعِرات القياس على بُعد 30 سم تقريبًا من بعضها البعض. يتم تطبيق الحمل على نقاط القياس بواسطة الجهاز ثلاث مرات على الأقل خلال فترة زمنية تتراوح بين 1 إلى 2 دقيقة. الناتج الرئيسي لهذا الجهاز هو قيمة انحناء سطح الطريق بسبب التأثير والتغيرات. يتم استخدام برامج مثل ELMOD أو طريقة AASHTO لتحليل وحساب خواص المرونة للطبقات ومعدل التغطية المطلوبة لفترة المشروع.

LCMS (Laser Cracking Measurement System)  جهاز مسح سطح الطریق المُجَهَز بـ

هذا الجهاز المجهز بمستشعر LCMS (Laser Crack Measurement System) يستخدم الشعاع الليزري الخطي والكاميرات عالية السرعة لإنتاج ملامح ثلاثية الأبعاد لسطح الطريق، بدقة طولية تبلغ 5 ملليمتر، دقة عرضية تبلغ 1 ملليمتر، ودقة ارتفاعية تبلغ 0.5 ملليمتر. يقوم هذا الجهاز بأخذ ملامح المذكورة بسرعة تصل إلى 100 كيلومتر في الساعة على خط واحد من الطريق. من خلال استخدام برنامج تحليل بيانات ماسح الضوء، يتم تحديد وتحليل أنواع الأضرار السطحية على سطح الطريق تلقائيًا وتقديم تقارير تفصيلية. وبهذه الطريقة، يمكن للخبير تحديد نوع وشدة ومقدار الأضرار المزالة، وستكون النتائج التي تم الحصول عليها من هذا الأسلوب قابلة للمقارنة في جميع الاتجاهات. إن مخرجات ماسح الضوء تشمل بشكل رئيسي:

تحديد أنواع الشقوق (طولية، عرضية، رأسية)، الشدة (بناءً على عرض الشق)، وأبعاد الشقوق (الطول أو المساحة)

قياس نسيج سطح الطريق الخشن (Macrotexture)

تحديد مؤشر تآكل سطح الطريق (Raveling)

قياس شدة وأبعاد التجويف في سطح الطريق (Rutting)

تحديد وقياس الحفر ومعرفة مساحتها وعمقها

تقدير مؤشر التجويف (IRI) على طول مسار العجلات

قياس الخصائص الهندسية للمسار (شیب طولی، شیب عرضی، شعاع قوس)

تسجيل الخصائص المكانية للبيانات (المسافة وإحداثيات GPS)

اكتشاف علامات الطريق (Lane marking)

التصوير الفوتوغرافي لكل 10 أمتار من سطح الطريق والبيئة المحيطة بها.

جهاز قیاس خصائص سطح الطریق (RSP (Road Surface Profiler

يُمكن استخدام جهاز RSP لتحديد تعرجات الطرق الناتجة عن الحركة المرورية والتسارع في عملية تدهور الطريق واستهلاك وسائل النقل. يمكن للجهاز أيضًا تحديد الخصائص الهندسية للمسار، بما في ذلك الميل الطولي والميل العرضي ونصف قطر الانحناء في مسار المرور. المعاملات الأخرى مثل خشونة سطح الطريق الخشن (MPD أو ETD) والانحدارات تُقاس أيضًا باستخدام هذا الجهاز. بالإضافة إلى ذلك، باستخدام الكاميرا المثبتة أمام جهاز RSP، يُمكن التقاط صور للطريق والبيئة المحيطة كل 10 أمتار.

جهاز الرادار الأرضي النفوذي (GPR (Ground Penetrating Radar

جهاز GPR هو جهاز غير تدميري يُستخدم لتقييم أعماق طبقات الطرق. يُمكن لهذا الجهاز قياس سُمك طبقات الطرق بشكل مستمر علی هیئة خصائص على طول محور الطريق. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم هذا الجهاز أيضًا لتحديد مواقع الخدمات الحکومية تحت الأرض واكتشاف الأعطال التي توجد في عمق طبقات الطرق.طريقة الرادار المخترق للتربة هي واحدة من الأساليب الحديثة في علم الجيوفيزياء، حيث تُشع الأمواج الكهرومغناطيسية داخل التربة وتُسجل الأمواج العائدة. عندما يتحرك النظام الراداري على طول مسار محدد، يتم إنشاء مسار مجال-زمن لكل نقطة، وبتجميع هذه المسارات، يتم تكوين خصائص تحت السطح (رادارغرام) بالإضافة إلى المعالم والطبقات الموجودة. تشمل استخدامات هذا الجهاز:

• مراقبة وتقييم جودة الطرق، المطارات والسكك الحديدية (قياس سمك الطبقات، اكتشاف الأعطال في العمق، تحديد مستوى الرطوبة، اكتشاف الحفر و...)
• تحديد مواقع المنشآت الصرفية (الأنابيب، الكابلات، مجاري الصرف، القنوات، الحفر و...)
• دراسات الجيولوجيا الهندسية (تحديد طبقات الانزلاق، تحديد عمق الصخور الأساسية، الكسور، المناطق اللينة والتشبع بالمياه...)
• دراسات البيئة (دراسة انتشار التلوث في المياه الجوفية و...)
• دراسات هيدروجيولوجية (مستوى المياه الجوفية، تحديد طبقات التشبع، مناطق التآكل و...)

جهاز قیاس الهبوط والصعود الطَرقي (Light Weight Deflectometer) LWD

بإستخدام هذا الجهاز یُمكن قیاس معامل إهتزاز طبقات الصف الحبیبیة (التغطية، البنية التحتية، والأساس)، وذلك في مدة قصیرة دون إحداث أي تغییرات. یُستخدم هذا الجهاز خاصة لضبط جودة المساحة خلال التنفیذ وتحدید معامل إهتزازها. من أهم ممیزات هذا الجهاز، إمكانية إجراء إختبارات عدیدة، في أقل مدة زمنية وفي نفس مكان إجراء المشروع.

جهاز قیاس الإختراق الدیناميكي (Dynamic Cone Penetrometer)  DCP

جهاز الـ DCP مناسبٌ لتخمین المقاومة ( CBR  ) في أماكن طبقات الأساس، البنية التحتية، والطبقة الغطائية. كیفیة عمل جهاز DCP هي قیاس مقدار إختراق مخروط فولاذي في طبقة ترابية في شرط سقوط وزن وقدره 8 كیلو غرامات من إرتفاع 575 ملیمتر. عدد مرات سقوط الوزن في كل إختبار یتم تسجیله مقابل إختراق المخروط، ثم یتم محاسبه الإختراق (mm/blow). في الرصف الموجود یُمكن أيضًا حساب مقاومة طبقات السفلت من الأعماق بجهاز DCP.

المشروعات التي تم تنفیذها

مشاریع تقدیر الطبقة الغطائية علی سطح الشبكة

مشاریع قسم الطُرُق

مشاریع قسم المطارات

المشاریع الخاصة

الخبرات البحثية