Esnek Yol Kaplama Tabakalarında Kullanılan Geri Dönüştürülmüş Beton Agregalarının Ağır Trafik Yükleri Altında Doğrusal Olmayan Davranışının Deneysel ve Sayısal İncelenmesi

Abstract

nşaat yıkım atıklarından elde edilen geri dönüştürülmüş beton agregalarının (GDBA) yol dolgularında kullanımı, doğal agrega talebini azaltmakta, ekonomik ve çevre dostu tasarımlarla geleneksel esnek yol kaplamanın uzun dönem performansını iyileştirmektedir. Bu çalışmada, temel ve alt temel tabakalarında %100 GDBA kullanımının esnek yol kaplama tabakalarının mekanik davranışına etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla önce GDBA'nın özelliklerinin belirlendiği bir laboratuvar çalışması yürütülmüş sonrasında ağır trafik yükleri altında bitümlü sıcak karışım tabaka kalınlığının da etkisi dikkate alınarak GDBA'nın uzun dönem performansını değerlendiren 3 boyutlu doğrusal olmayan sayısal analizler yapılmıştır. Laboratuvar çalışması kapsamında, hazırlanan temel ve alt temel numunelerinin geoteknik özellikleri ile birlikte, esneklik modülü ve kalıcı deformasyon deneyleri uygulanarak esneklik özellikleri belirlenmiştir. Esneklik modülünün tahmin edildiği üç farklı model kullanılarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve en uygun model sayısal analizlerde kullanılmıştır. Sonlu farklar yöntemine dayanan sayısal analizlerle, geleneksel esnek yol kaplama tabakalarının ağır trafik yükleri altında birikmiş plastik deformasyonları (tekerlek izi) belirlenmiştir. Deney sonuçlarından, GDBA'nın doğal agregalara kıyasla daha yüksek esneklik modülü ve daha düşük plastik deformasyon değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Sayısal analiz sonuçları ise %100 GDBA kullanılarak inşa edilen temel ve alt temel tabakalarının mekanik performansının ve tekerlek izi değerlerinin ilgili şartnamelerde belirtilen gereksinimleri karşıladığını göstermektedir. Görece daha ince seçilen bitümlü sıcak karışım tabakası altında, tandem yükleme sırasında asal gerilmelerin dönmesi ve kenarlardaki düşük kayma gerilmeleri nedeniyle deplasmanların yol merkezine doğru arttığı, bu tabaka kalınlığının artmasıyla kalıcı deformasyonların yaklaşık %50 azaldığı ve çoklu tekerlekler altındaki deplasmanların birbirine yaklaştığı belirlenmiştir. Deneysel ve sayısal inceleme sonucunda, GDBA'nın temel ve alt temel tabakalarında dolgu malzemesi olarak kullanımının uygun olduğu anlaşılmaktadır.