Bozulmuş BSK yol üzeri derzli donatısız beton yolların mekanistik değerlendirilmesi

Amaç: Bu çalışmada, yapısal ve işlevsel bozulmalara maruz kalarak servis kabiliyetini kaybetmiş bir BSK kaplamanın hizmet ömrünün uzatılması amacıyla üzerine yapılacak bağ kurulmamış bir beton kaplama tasarımı için plak üzerinde en kritik yükleme durumu olan kenar ve derz yüklemesi, tam konfigürasyon dingil tipi yüklemesi ve beton plak bilineer sıcaklık dağılımı değerleri için beton plak altında meydana gelebilecek maksimum asal gerilmenin beton kopma modülü altında kalmasını sağlayacak; beton sınıfı, plak kalınlık ve boyutlarının sonlu elemanlar analizi (Ansys) kullanılarak belirlenmesi ve AASHTO yöntemi ile karşılaştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: AASHTO yönteminde ihmal edilen beton plak kalınlığı boyunca oluşan sıcaklık dağılımları, çalışmada önerilen bilineer formüller ile hesaplanmıştır. Üstyapı tabakalarının kalınlık ve malzeme özellikleri AASHTO tasarım yöntemine göre belirlenerek en kötü şartlar göz önünde bulundurulmuştur. Ülkemiz karayollarında en çok seyreden ağır vasıta türleri kullanılarak gerçek durumu yansıtan yükleme modelleri oluşturulmuştur. Sonlu eleman analizlerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak Taguchi Yöntemi ile tahmin modelleri oluşturulmuştur. Beton sınıfı, beton elastisite modülü, BSK elastisite modülü ve derz aralığı parametreleri ile plak altında oluşan maksimum asal gerilme arasında bulunan sayısal ilişki, çok değişkenli regresyon ve yapay sinir ağları yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve bir tahmin modeli kurulmuştur. Bulgular: Beton plak altında oluşan maksimum asal gerilmeler üzerinde en etkili olan parametrenin plak kalınlığı olduğu görülmüştür. Kritik dingil tipinin 1.2 olduğu görülmüştür. 1.22, 1.122 ve 1.2+111 dingil tipleri için kullanılan beton sınıfı, derz aralığı ve BSK elastisite modülü seviyelerinde 0,15 m plak kalınlığının yeterli olduğu ancak 1.2 dingil tipi için 0,15 m plak kalınlığının yeterli olmadığı görülmüştür. Sonuç: Seçilen yükleme parametreleri altında bozulmuş olan BSK kaplamaların iyileştirilerek hizmet ömrünün uzatılması amacıyla üzerine minimum C45/55 sınıfında ve 0,20 m kalınlığında bağ kurulmamış derzli donatısız beton kaplama yapılması önerilmiştir. BSK, alt temel ve temel özelliklerindeki varyasyonların beton plak altında oluşan maksimum asal gerilmeler üzerinde minimum etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Bu durum bağ kurulmamış beton kaplama tasarımının çok çeşitli BSK, alt temel ve temel özellikleri için uygun olduğunu göstermiştir. AASHTO yöntemi ve sonlu elemanlar yöntemi ile birbirlerine yakın plak kalınlıkları bulunmuştur.