Karayollarında üstyapı performansının iyileştirilmesi ve analizi

Abstract

Ülkelerin ulaşım ağının yeterli düzeyde ve standartta olması gelişmişliğinin bir göstergesi olarak görülmektedir. Ülkemizde ağır taşıt trafiği her geçen gün daha da artmakta ve bu durum yol üst yapısındaki bozulmaların artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle bakım onarım maliyetlerinin her geçen yıl artması sonucunda maddi kaynak kayıpları yaşanmaktadır. Bu çalışmada, üstyapıda oluşan bozulmaların önlenmesi için rijit ve esnek üstyapı tasarımında beton ve Bitümlü Sıcak Karışımlarının (BSK) mekanik ve kalıcılık özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Hazırlanan BSK ve beton kaplama karışımlarda % 0.5 ile % 2 arasında değişen oranlarda polyester lif, çelik lif ve polipropilen lif katkıları kullanılmıştır. Beton numuneleri üzerinde malzeme karakterizasyonu için taze ve sertleşmiş beton deneyleri, kalıcılık deneyleri ve içyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. BSK numuneleri üzerinde ise Marshall tasarımı, statik dinamik sünme ve buz çözücü tuzlara karşı direnç deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışma sonuçlarından beton kaplama tasarımında lif kullanımı ile mekanik ve kalıcılık özelliklerde iyileşmenin elde edildiği görülmüştür. Bu sonuçlara göre lifli beton kaplama tasarımında kullanılacak en uygun lif oranının taze ve sertleşmiş beton özellikleri göz önünde bulundurulduğunda % 1 olduğu görülmüştür. BSK kaplama numunelerinde lif kullanımında ki artışla Marshall dayanım değerlerinin azaldığı ve kontrol numunesine en yakın sonuçların % 0.5 lif katkılı numunelerden elde edildiği görülmüştür. Buz çözücü tuzlara karşı direnç açısından BSK kaplama tasarımında %0.5 oranında polyester ve polipropilen liflerin kullanımının olumlu etkisi olduğu görülmüştür. Ayrıca beton kaplama ve BSK tasarımı deney sonuçları istatistiksel açıdan değerlendirilmiş lif türlerine göre benzerlik dereceleri ve deney sonuçlarının ilişkisi incelenmiştir. Sonuç olarak lif katkılı beton ve BSK karışımlarıyla üstyapı performansının iyileştirilmesi ile kaplamaların hizmet ömrünün uzayacağı ve bakım onarım maliyetlerindeki azalmalarla maliyet açısından önemli kazanımlar sağlanacağı düşünülmektedir.

An adequate and standard level country's transport network is seen as sign of the countries development. In our country, heavy vehicle traffic is increasing with each passing day therefore that causes an increased deformation on road superstructure. Because of this reason, the maintenance and repair costs increase with every year as a result of material resource losses. In this study, it is aimed to prevent the deterioration of the superstructures by improving the mechanical and durability properties of concrete and hot mix asphalt (HMA) mixtures in rigid and flexible pavement design. The prepared HMA and concrete pavements are produced with polyester, steel and polypropylene fiber additives at 0.5 % to 2 % utilization ratios. Fresh and hardened concrete tests, durability tests and internal structure analyzes were performed on the concrete specimens for material characterization. The Marshall design, static-dynamic creep and resistance against deicing salt tests were carried out on HMA mixtures. Experimental results showed that an improvement can be obtained on mechanical and durability properties of fiber used concrete pavement design. According to test results, it is seen that the optimum fiber ratio to be used in the design of fiber concrete is 1%, when fresh and hardened concrete properties are taken into consideration. The Marshall strength values are decreased with the increase of the fiber usage in the HMA pavement specimens and it was seen that the similar results to the control samples were obtained from the 0.5% fiber used specimens. The usage of 0.5 % polyester and polypropylene fiber has a beneficial effect on the resistance of HMA against de-icing salts. In addition, the results of the concrete pavement and HMA design were evaluated statistically, and the relationship between similarity ratios and test results according to fiber types was examined. As a result, the improvement of the superstructure performance by using fibers in concrete and HMA, the service life of the pavement will be increased and economic benefits can be achieved by reducing the maintenance costs.