Trafik Yüklemesi Altında Kemer Kesitli Beton Yol Kaplamalarında Oluşan Gerilmeler

Abstract

Beton yollar, kullanım avantajları, düşük koruma ve bakım masrafları ve uzun kullanımlarından ötürü giderek yükselen bir değere sahiptir. Bu çalışmada, trafik yüklemesi altındaki beton yol kaplamalarında oluşan gerilmeler ve aynı yükleme altında kemer kesitli beton yol kaplamalarında oluşan gerilmeler karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, çalışma ilk olarak deneysel yöntemle başlatılarak, 15x15x15 cm' lik standart ve 36, 50, 72 mm çaplarında kemer kesitli beton numuneleri C20/25, C25/30, C30/37 beton sınıfları için ayrı ayrı oluşturulmuştur. Numuneler, basınç deneylerine tabi tutularak, gerilme sonuçları elde edilmiştir. Ardından, ANSYS programıyla aynı boyutlarda C20/25, C25/30, C30/37 beton sınıfları modellenmiş ve her birine ayrı ayrı taşıyabilecekleri maksimum basınç yükü uygulanarak oluşan gerilme ve deformasyonlar incelenmiştir. Aynı modelleme SAP2000 programı kullanılarak yapılmış ve iki programda oluşan gerilme sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırılmadan yola çıkılarak, en ideal beton sınıfı seçilip, trafik yüklemesi altında beton yol kaplamalarında oluşan gerilmeleri hesaplamak için SAP2000 programı kullanılmıştır. SAP2000 programında, 4 m x 4.5 m x 15 cm boyutlarındaki beton yol kaplamasında, kemersiz ve 36, 50, 72 mm çaplı kemer kesitli beton numunelerine trafik yüklemeleri uygulanmıştır. Zayıf ve orta sağlam zeminlerde, 70 km/sa hızla tek ve arka arkaya elli araç geçişi için tasarlanan yüklemeler sonucunda oluşan gerilmeler analiz edilmiştir. Bu analizler neticesinde, kemer kesit için en ideal çap 36 mm olarak belirlenmiştir. Gerilmelerin sonucunda, beton yol kesitinde kemer kesit çaplarının artmasıyla plakta oluşan gerilmelerin de arttığı, zeminin sağlamlığı arttıkça oluşan gerilmelerin azaldığı ve tasarlanan yol kaplamasında sayıca fazla araç geçişinin de gerilmeyi arttırdığı tespit edilmiştir. Beton yol kesitinin kemerli yapılmasının, kullanılacak beton hacmini de düşürdüğü görülmüştür.

Concrete roads have a gradual interest rise due to their advantage of use, low maintenance costs and lasting. In this study, the stresses on concrete roads which have standard cross section and arch shapes cross sections were compared each other under different types of traffic loadings. For this purpose, 15x15x15 cm standard and 36, 50, 72 mm diameter arch shape cross section concrete specimens were prepared with C20 / 25, C25 / 30, C30 / 37 types of concrete. The stresses under the compression tests were obtained for these samples. Later, C20 / 25, C25 / 30, C30 / 37 types of concrete samples were modeled by using ANSYS program and stress and strain values, were compared with the experimental test. The same modelling was developed for the SAP2000 program and the stress results obtained from two programs were compared to each other. Traffic loads were applied to the concrete road with 4 m x 4.5 m x 15 cm dimension which has standard and arch shape cross sections with 36, 50, 72 mm diameters. The compression stresses which were obtained after different types of traffic loadings on two different types of ground were analyzed. The ideal arch diameter was determined as 36 mm. It was obtained that, the stresses were increasing with the increment of arch diameter, decreasing with increment of strength of soil, increasing with the increment of number of truck that pass on the road. It was determined that constructing the concrete road with an arch shape cross section reduces the volume of concrete.