Poroz asfalt kaplamalı üstyapı dizaynı ile ilgili deneysel çalışmalar

Abstract

Ulaşım sektörü günümüz dünyasında önemli bir yer tutmaktadır. Teknolojik ve ekonomik gelişmelere bağlı olarak artan yaşam standartları ulaşım sektörüne de etki etmektedir. Bu durum ülkemizde özellikle karayollarındaki araç sayısının artışında önemli bir rol oynamaktadır. Araç sayısındaki artış karayollarında yol üst yapısında uygulanan kaplamaların önemini artırmaktadır. Ülkemizde karayollarında genellikle bitümlü sıcak karışım ile sathi kaplamalar tercih edilmektedir. Ancak bu kaplamaların uygulaması bazı bölgelerde birtakım sorunlara neden olmaktadır. Özellikle şehir içinde ve park alanlarında uygulanan bitümlü sıcak karışımlarda; yağmur sonrası drenaj sistemlerinin yetersiz kalması, yüzeyde su birikintilerinin oluşmasına neden olmaktadır. Yol yüzeyindeki bu su birikintileri trafikte araçların ve yayaların hareketini güçleştirmektedir. Aynı zamanda aşırı yağışlar sonrasında yol yüzeyinde akış halinde bulunan su, yüzeyin kaymaya karşı direncini düşürmekte ve araçların kaza yapma riskini artırmaktadır. Buna ek olarak; ülkemizde şehir içinde kullanılan mevcut kaplamalar, araç trafiğinden kaynaklanan gürültülerin de temel sebebini oluşturmaktadır. Yapılan tez çalışmasında; yol kaplamasından kaynaklanan bu tür problemlerin çözümü konusunda bir alternatif oluşturabilecek, poroz asfalt dizaynı üzerine çalışılmıştır. Poroz asfalt yaklaşık % 20-28 boşluk oranına sahip, geçirimli bir yapıya sahip asfalt kaplama çeşididir. Poroz asfaltın geçirimli yapısı sayesinde yağmur sonrası yol yüzeyinde oluşan su birikintileri doğrudan alt tabakalara iletilmektedir. Aynı zamanda poroz asfalt kaplamanın boşluk oranının yüksek olması nedeniyle, şehir içinde araçlardan kaynaklı gürültü de minimize edilebilmektedir. Bu tez çalışmasında; laboratuvar ortamında poroz asfaltın alt temel, temel ve aşınma tabakalarının ayrı ayrı dizaynları yapılmıştır. Poroz asfalt dizaynında kalker (kireç taşı) kullanılmıştır. Bunun sebebi uygulamada Kütahya'dan bazalt agrega getirilmesinin maliyetinin yüksek olmasıdır. Agregaların performansı (Los Angeles, özgül ağırlık, su absorbsiyonu, yassılık indeksi, metilen mavisi, hava tesirlerine karşı direnç) deneyleri ile test edilmiştir. Alt temel tabakası Karayolları Teknik Şartnamesindeki bitümlü sıcak karışım için belirtilen alt temel standartlarına uygun olarak dizayn edilmiştir. Temel tabakası tek tip gradasyonda ve geçirimli bir yapıda olup, çimento bağlayıcılı poroz betonu olarak tertip edilmiştir. Aşınma tabakası Karayolları Teknik Şartnamesindeki standartlara göre dizayn edilmiştir. Aşınma tabakasının dizaynında 50/70 penetrasyonlu bitüm kullanılmış ve oluşturulan dizayndan elde edilen sonuçların laboratuvar deneyleri (Cantabro, bitüm süzülme, marshall stabilite, yumuşama noktası vb.) yapılarak elde edilen sonuçların Karayolları Teknik Şartnamesi ve literatürdeki standartlara uygunluğu kontrol edilmiştir. Ayrıca; temel tabakası ve aşınma tabakasının, geçirimliliği ve boşluklu yapısı laboratuvarda incelenmiştir.

Transportation sector has an important role in the recent developments. Increasing living standards due to technological and economic developments also affect the transportation sector. This situation plays an important role especially in the increase of vehicles' number in our country. The increase in the number of vehicles increases the value of pavement in the highway construction sector. Generally, the construction of hot mix asphalt and chip seal pavements are more applied in our country. However, the application of these pavements may cause different problems in some area. Bituminous hot mix asphalt, especially in the city and parking areas, causes the accumulation of water on the pavement surface after raining due to the insufficient drainage systems. These accumulated water on the road surface make the movement of vehicles and pedestrians difficult. At the same time, existing of water on the road surface decreases the skid resistance of the pavement surface and it may increase the risk of accidents. In this experimental study, porous asphalt designed as an alternative pavement to solve the problems caused by various traffic volumes. Porous asphalt is a type of permeable pavement structure which designed with 20-28% air voids content. Porous asphalt pavements prevent the flow water on the road surface due to its permeability property. At the same time, the noises caused by the different type of vehicles in the city may be minimized due to the more air voids content of porous asphalt. In this thesis, sub-base, base and wearing course of porous asphalt designed separately in the laboratory temperature.The performance of limestone used in the designing of porous asphalt was determined by the conducting of Los Angeles, specific gravity, water absorption, flakiness index, resistance to air effects and Methylene blue tests. Sub-base layer was designed as the same method which is used in the sub-base of hot mix asphalts according to the Turkish Highway Construction Standard, while base layer consists of a porous concrete layer designed with cement and uniform aggregate gradation in order to have a permeable structure. Finally, Wearing course was designed according to the Turkish Highway Construction Standard. In addition, 50/70 penetration bitumen was used in the wearing course design. Various experimental tests such as Marshall stability, Cantabro, softening point and bitumen infiltration tests were conducted and obtained results compared with the Turkish Highway Construction Standard and literatures limits. Moreover, Permeability and air voids content of base and course layers of porous asphalt were also evaluated in the laboratory.