Investigation of various flexible pavement configurations for geofoam block highway embankments by accelerated pavement testing
Geofoam blok otoyol dolguları ı̇çı̇n çeşı̇tlı̇ esnek üstyapı konfı̇gürasyonlarının hızlandırılmış yol testi ı̇le ı̇ncelenmesı̇
- Tez No: 846805
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH TOLGA ÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
Geofoam, otoyol dolgu inşaatlarında oturmayla ilgili sorunları gidermek için hafif dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadır. Geofoam bloğunun CBR değeri, esnek yol üstyapıların temeli için izin verilen minimum değerden çok daha küçüktür. Bu nedenle, geofoam blok otoyol dolguları için esnek üst yapı tasarımı özel çözümler gerektirmektedir. Üstyapı rijitliği, temel ve alt temel tabakalarının kalınlığı artırılarak artırılabilir. Ancak bu teknik, ölü yükleri arttırarak geofoam blok yol dolgusunun iç stabilitesi ile ilgili farklı sorunlara neden olabileceğinden tercih edilmemektedir. Üstyapı kalınlığını azaltmak için 10 cm kalınlığında betonarme döşeme inşa etmek yaygın bir uygulamadır. Geleneksel geofoam blok otoyol sistemleri için standart bir uygulama olmasına rağmen, betonun priz alma süreci nedeniyle proje tamamlanma süresini uzamaktadır. Buna ek olarak, arazide kür eksikliğinden dolayı betonda tasarım dayanımına ulaşmasına engel olabilecek plastik büzülme ve çatlaklar oluşabilir. Dolayısıyla, kür eksikliği beton kalitesinde önemli yapısal sorunlara yol açabilir ve üstyapının performansını doğrudan etkileyebilir. Bu dezavantajlara rağmen, geofoam blok otoyol dolguları için hızlı ve uygulanabilir alternatif esnek üstyapı sistemi henüz geliştirilmemiştir. Bu çalışmada beş farklı esnek üst yapı konfigürasyonunun davranışı arazide 3.75 m genişliğinde ve 50 m uzunluğunda bir test yatağı içerisinde inşa edilen modeller ile değerlendirilmiştir. İlk konfigürasyon, geofoam otoyol dolguları için uygulamada standartlaşmış olan betonarme yük dağıtma platformundan oluşan bir esnek üstyapı sistemini içermektedir. Diğer dört esnek üstyapı konfigürasyonunda betonarme yük yayma platformu yer almamıştır. Bu konfigürasyonlardan biri sadece plentmiks temel tabakası kullanılarak inşa edilmiş, diğer üç konfigürasyon ise geosentetik donatılar içermiştir. Her bir esnek üstyapı konfigürasyonu 3.75 m genişliğinde ve 10 m uzunluğunda inşa edilmiştir. Trafik yüklerini uygulamak için hızlandırılmış yol test (APT) programı tasarlanmıştır. Yüzey deformasyon değerleri, hızlandırılmış üstyapı testinden önce ve sonra lazer profilometreler kullanılarak ölçülmüştür. Ayrıca, esnek üstyapı yüzeylerinin tekerlek izi derinliği mastar ile de ölçülmüştür. Hızlandırılmış yol testinde kullanılan 3-aks, 37,72-ton kamyonun geçiş sayısı ve hızı pnömatik trafik ölçüm hortumları aracılığıyla kaydedilmiştir. Esnek üstyapı konfigürasyonlarının deformasyon özellikleri düşen ağırlık deflektometresi (FWD) ile ölçülmüştür. FWD ile elde edilen defleksiyon çanakları, üstyapı katmanlarının elastisite modülleri ve rijitlik parametrelerini elde etmek için iteratif geri hesaplamalarda kullanılmıştır. Granüler temel katmanının deformasyon modülü ve sıkıştırma verimliliğini değerlendirmek için de sırasıyla plaka yükleme (PLT) ve kum konisi (SC) testleri yapılmıştır. Geofoam dolgular için beş farklı esnek üstyapı sisteminin performansları ve verimlilikleri arazi ölçeğinde gerçekleştirilen kapsamlı bir APT programı ile değerlendirilmiştir. Arazi ölçeğinde gerçekleştirilen kapsamlı test programına dayanarak, 65 cm kalınlığında granüler temel katmanından oluşan esnek bir üstyapı konfigürasyonun (Konfigürasyon #2), PCC yük yayma platformu ile inşa edilen (Konfigürasyon #1) geleneksel esnek üstyapılara bir alternatif olabileceği anlaşılmıştır. Geofoam blok otoyol dolgularının esnek üstyapılarda geosentetik donatıların verimliliğini araştırmak için farklı konfigürasyonların tasarlandığı ilave çalışmalar yapılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Geofoam is used in highway embankment constructions as a lightweight fill material to remediate settlement-related problems. The CBR value of a geofoam block is much smaller than the minimum allowable value for the foundation of the flexible pavements. Therefore, the pavement design for geofoam block highway embankments requires a special solution. The pavement stiffness can be increased by increasing the thickness of the base and sub-base layers. However, this technique is not preferred since it increases dead loads which may cause different internal stability-related issues. Constructing a 10-cm-thick reinforced concrete (PCC) slab is a widespread application to reduce pavement thickness. Despite being a standard application for traditional geofoam block highway pavement systems, it extends the time of completion due to the setting requirements of the concrete. In addition, plastic shrinkage and cracks may occur due to lack of curing which may cause failure to reach its design strength. Hence, lack of curing may cause significant structural problems in concrete quality and directly affect the performance of the pavement. Regardless of these disadvantages, fast and applicable alternative flexible pavement system for geofoam block highway embankments has not been developed yet. The behavior of the five different flexible pavement configurations was evaluated in this study by constructing field-scale pavement models in a 3.75 wide and 50 m long test bed. The first configuration included a flexible pavement system composed of a PCC load distribution slab which is the industry standard for geofoam highway embankments, whereas the other four flexible pavement configurations didn't include a PCC slab. While one of these configurations was constructed using only a plant-mix base course the other three configurations included geosynthetic reinforcements. Each field-scale flexible pavement configuration was constructed as 3.75 m wide and 10 m long. An accelerated pavement testing (APT) program was designed to apply traffic loads using a 3-axle, 37.72-ton truck. The surface deflection measurements were collected using laser profilometers prior and after the accelerated pavement test. In addition, the rut-depth of pavement surfaces was also measured using a straightedge. The number of passes and the speed of the truck were recorded via pneumatic traffic measurement hoses. Deformation characteristics of flexible pavement configurations quantified by falling weight deflectometer (FWD). The deflection bowls of FWD were used to estimate the modulus of elasticity and stiffness properties of the pavement layers by an iterative back calculation process. Plate load tests (PLT) and sand cone (SC) tests were used to evaluate deformation modulus and compaction efficiency of the granular base, respectively. The performances of five different flexible pavement systems for geofoam embankments were evaluated through an extensive APT program. Therefore, the effectiveness of alternative flexible pavement systems for geofoam embankment construction was evaluated by a field-scale testing program. Based on an extensive field-scale testing effort, it was found that a flexible pavement configuration composed of 65 cm-thick granular base (Configuration #2) can be a viable alternative for the traditional flexible pavement system composed of a PCC load distribution slab (Configuration #1). Additional studies are required using various configurations to further investigate the efficiency of geosynthetic reinforcements in geofoam embankments flexible pavement configurations.
Benzer Tezler
- Balıkesir çevresindeki karayollarında esnek üstyapı bozulmalarının araştırılması üzerine bir araştırma
A Study on investigation of flexible pavement deteriorations of highways in Balıkesir environs
AYHAN ARIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat MühendisliğiBalıkesir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZDEMİR
- Esnek üstyapıların aşınma tabakasında elektrik ark fırını cürufunun agrega olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usage of electric arc furnace slag as aggregate in wearing course of flexible pavements
AHMET OZAN KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜYE İYİNAM
- Elektrik ark fırını cürufunun yapay agrega olarak esnek üst yapılarda çimento bağlayıcılı granüler temel tabakasında kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of usage of electric arc furnace slag as artificial aggregate in cement stabilized base course of flexible pavement
IRMAK SEMA SEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜYE İYİNAM
- Polipropilen fiber liflerin asfalt betonunun eğilme dayanımı üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of polypropylene polypropylene fibers on the strength of the asphalt concrete
OĞUZHAN AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ERGÜN
- Kara yolu esnek üst yapı binder tabakasında elektrik ark oocağı cürufunun yapay agrega olarak kullanımının incelenmesi
Investigation of the usage of electric arc furnace slag as an artificial aggregate in the binder course of flexible pavements
BURAK ÖZUĞURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ADEM FAİK İYİNAM