Köprü Tabliyelerinde Asfalt Kaplamalar

Transkript

1 Köprü Tabliyelerinde Asfalt Kaplamalar EAPA Durum Tespit Dökumanı AVRUPA ASFALT ÜSTYAPI BİRLİĞİ ÇEVİREN ZELİHA TEMREN Kimya Yüksek Mühendisi Şubat 2016 TÜRKİYE ASFALT MÜTEAHHİTLERİ DERNEĞİ 2

2 European Asphalt Pavement Association Rue du Commerce Brussels, Belgium Haziran 2013 Bu yayın Avrupa Asfalt Üstyapı Birliği'nin izniyle tercüme edilmiştir.

3 İçindekiler Özet Genel Köprü tabliyeleri üzerindeki tabakalar Astarlama / Yapıştırma (Yüzeyin hazırlanması) Su yalıtım sistemi Yüzey / Asfalt tabakası Asfalt tabakaları Çelik köprü tabliyelerinde asfalt tabakaları Beton köprü tabliyelerinde asfalt kaplamalar Köprü tabliyesi üzerindeki asfalt tabakalarında kullanılan bitümlü karışımlar Mastik asfalt Modifiye asfalt betonu Taş mastik asfalt -TMA Yüksek oranda modifiye bitümle hazırlanan asfalt karışımları Poroz asfalt/ açık gradasyonlu asfalt betonu Epoksi asfalt Bakım ve rehabilitasyon Sonuçlar Referanslar EK-1 Ülkelerin Deneyimleri Almanya Türkiye İsveç Çek Cumhuriyeti Danimarka Fransa Macaristan Hollanda EK-2 Asfalt kaplamalı köprülerden örnekler

4

5 Özet Avrupa'da çelik ve beton köprülerin çoğu asfaltla kaplıdır. Asfalt kullanılmasının ana nedenlerinden biri çelik ve beton yapıyı su ve buz çözücü tuzlardan korumaktır. Bu dokumanda çelik ve beton köprülerde genellikle kullanılan sistemler belirtilmiştir. Bölüm 2'de köprü tabliyesi üzerinde kullanılan tabakalar ele alınmıştır. Asfalt köprü üstyapıları genellikle dört farklı tabakadan oluşmuştur; Astar / yapıştırma tabakası Su yalıtım tabakası Koruyucu tabaka Asfalt yüzey tabakası Bu bölümde tabakalar tanımlanmıştır. Bölüm 3'de, çelik ve beton köprü tabliyeleri üzerinde kullanılan asfalt tabakalarına yer verilmiş, çelik ve beton köprülerin yapısal farklılıkları açıklanmıştır. Bölüm 4'de, köprü tabliyeleri üzerindeki asfalt tabakalarında kullanılan bitümlü karışımlar hakkında bilgi verilmiştir. Bölüm 5'de, bakım ve rehabilitasyon işlemleri belirtilmiştir. Bölüm 6'da ise sonuçlar özetlenmiştir. Ek'te farklı Avrupa ülkelerinin deneyimleri belirtilmiştir. 5 5

6

7 1. Genel Birçok farklı uygulama alanları olan asfaltın bir uygulaması da köprüler üzerindedir. Yapıldığı inşaat malzemelerine göre köprülerin taş, odun, beton ve çelik gibi birçok tipi mevcuttur [1]. Köprüler farklı şekillerde sınıflandırılmaktadır. En yaygın olarak yapısal elemanlarına, kullanımına, sabit veya hareketli olmasına ve kullanılan malzeme tipine göre sınıflandırma yapılabilmektedir. Yapı tipine göre köprüler; kirişli, makaslı, konsol, kemer, asma, gergi askılı, sabit, hareketli, çift tabliyeli olarak sınıflandırılmaktadır. Ayrıca birçok köprüyü uzun bir yapıda birleştireren kombinasyon, viyadük olarak adlandırılmaktadır. Kullanılan malzemeler açısından incelendiğinde köprüler; beton, çelik, fiber donatılı polimer, paslanmaz çelik veya bunların kombinasyonundan oluşmaktadır. Bu dokümanda, çelik ve beton köprüler üzerinde yaygın olarak kullanılan asfalt kaplamalar konusuna odaklanılmıştır. Dünyanın en görkemli modern çelik köprülerin tabliyelerinin çoğunda "ortotropik çelik plaka sistemleri" kullanılmıştır. Ortotropik tabliye, enine "çapraz kiriş" ve boyuna uzunlamasna takviyelerle birlikte birbirine dik iki istikamette desteklenmiş bir plakadr. Bu plaka iki yönde birbirinden farkl elastik özellikler gösterir. Başka bir deyişle, ORTOgonal anizotropik plaka veya ksaca ortotropik plaka olarak adlandrlr [2]. Köprülerde asfalt malzemelerinin ve asfalt tabakalarının kullanımının esas nedeni, aşağıda belirtildiği gibi, köprü sistemini bazı etkenlerden (tuz girişinden) korumak ve durabilitesini artırmaktır. 2. Köprü tabliyeleri üzerindeki tabakalar Köprü tabliyelerindeki üstyapı birçok gerekleri karşılamak zorundadır, Bunlar; kalıcı deformasyona direnç, yüzey doku derinliği, kaymaya karşı direnç, rijitlik, düzgünlük, yaşlanmaya karşı direnç gibi faktörlerdir. Ayrıca üstyapının bir diğer fonksiyonu da, ağır trafik yükü ve hava şartları altında yapının ömrünü uzatmak üzere alttaki mesnet yapıyı yalıtmak ve korumaktır [3]. Üstyapı, trafik yüklerini absorbe etmeli, yükleri yapı mesnetlerine aktarmalı, düzgünlüğü sağlamalı, deformasyona karşı dirençli olmalı ve araçlar için kaymayan yüzey koşulları oluşturmalıdır. Ayrıca, köprü yapısında korozyonu artıran ve kışın kullanılan buz çözücü tuzları içeren yüzey sularının girişini engellemelidir. Köprü tabliyeleri üzerindeki üstyapılarda istenilen fonksiyonel gerekliliker farklı olduğundan, genellikle karşılanamamakta veya bir malzemeyle kısmen karşılanmaktadır. Tabliye yüzeyi üzerine yapılan tabakalarda fonksiyonel ayırımlar yapılarak çok tabakalı bir "sistem" oluşturulabilmektedir. Bu sistem esasen asfalt bir kaplamadan oluşur; ancak astarlar, üstyapı membran ve şilteleri ile yapıştırma tabakaları sistemin tamamlayıcı bileşenleridir [4]. Genel olarak, asfalt köprü üstyapı sistemi 4 tabakaya ayrılabilir: - Astarlama / yapıştırma - Su yalıtım tabakası - Koruyucu tabaka - Yüzey tabakası (asfalt) 6 7

8 Çelik ve beton köprü tabliyeleri üzerinde farklı uygulama teknikleri ve malzemeler kullanılmasına rağmen, genellikle köprü tabliyesinin üzerinde inşaat, tabliye yüzeyinin teşkili ile başlar, yalıtma, yapıştırma ve koruyucu tabaka ile devam eder ve yüzey tabakası olan aşınma ile tamamlanır. Su yalıtım tabakası ile koruyucu tabaka "su yaltm sistemi" olarak anılır. Yüzey ve yüzey altı drenaj sistemi hem çelik hem de beton köprülere uygulanır. Yalıtım tabakası bitümlü malzeme içeren çeşitli malzemelerden oluşturulmaktadır Astarlama / Yapıştırma (Yüzeyin hazırlanması) Asfalt tabakaları beton veya çelik üzerine doğrudan yapışmadığından ve suyu sızdırabildiklerinden, asfalt uygulamasından önce su yalıtım tabakası ile iyi bir bağlantı sağlayan ve yüzeyi yalıtan bir astar veya yapıştırma tabakası gerektirmektedir. Beton köprülerde, astarla betonun boşlukları kapatılmakta, beton üzerindeki kabarmaların ve çöküntülerin oluşumu en düşük seviyeye düşürülmektedir. Çelik köprülerde yapştrma tabakasnn fonksiyonlar: - Korozyona karşı güvenilir koruma sağlamak, - Çelik tabliye ile yalıtım tabakası arasında güçlü bir bağlantı oluşturmak, - Kesme kuvvetlerine karşı direnç sağlamak, Bitümlü emülsiyon, PMB, epoksi reçine, poliüretan gibi bitümlü malzemeler en çok kullanılan astar malzemeleridir. Astar tabakasının uygulanmasından önce köprü tabliye yüzeyi temiz, kuru, sağlam olmalı ve yapışmayı önleyici maddelerden arındırılmalıdır. Asfalt kaplama yüzeyinde ve oluşturulan drenaj tabakasında iyi bir drenajın sağlanması için beton yüzeyi yeterli boyuna eğime sahip olmalıdır (Tabliye yüzeyinde eğimin olmaması durumunda, beton köprüye su girerek hasar oluşturmaktadır). Beton yeterince kür edildiğinde, beton yüzeyindeki aşırı çimentoyu almak için yüzeye şap atılır veya kum püskürtülür. Bu işlemden sonra, astar tabakası kuru ve temiz yüzey üzerine uygulanır. Yapıştırıcı uygulamadan önce çelik köprü tabliyesi üzerinde pas, yağ, gres, rutubet veya toz olmamalıdır Su yalıtım sistemi Su yalıtım sistemi, genellikle yalıtım tabakası ile koruyucu tabakadan oluşur Su yalıtım tabakası Köprünün durabilitesi, köprü tabliyesinde genleşme derzlerinide içeren su yalıtım sisteminin etkinliğine bağlıdır. Beton ve çelik köprülerde korozyonun önlenmesi ve donma çözülme hasarlarının oluşmaması için tuzlu su veya buz çözücü sıvıların köprünün yapısal kısmına girişi engellenmelidir. Ayrıca CO 2 geçişi beton yapısının zayıflamasına neden olur. Yüzeyin tamamen kaplanması ve su geçirmez olması için lokal hasarlar kabul edilemeyeceğinden, çift tabaka sisteminin uygulanması gerekir. İkinci tabakanın uygulanmasıyla garantili bir sızdırmazlık sağlanarak hasarlara karşı sağlam bir sistem oluşturulur. Yaltm tabakasnn temel fonksiyonel gereklilikleri [6]: Her koşulda su- hava geçirmezlik, Köprü ile asfalt tabakası arasında adezyon, Mekanik etkilere karşı direnç (trafik yükleri, termal genleşme), Buz çözücü sıvılara karşı direnç, 7 8

9 Asfalt ile uyumluluk, Sıcak karışım asfaltın uygulanması için yüksek sıcaklığa karşı direnç. Köprü kaplamas yaltm malzemeleri 3 temel kategoriye ayrlr: a. Şilte sistemleri: Yalıtım malzemeleri, polimer modifiye bitüm ve elastomer esaslı malzemeler içeren hazır şiltelerdir. Şilte formunda süreklilik sağlanak için şilte bitümlü bir yapıştırıcı ile köprü yüzeyine yapıştırılır. b. Sıvı uygulanan (püskürtülen) malzemeler: Bu malzemeler, genellikle akrilik, poliüretan ve bitümlü malzemeler olarak 3 kategoriye ayrılır. Ancak, akrilik, poliüretan sıvı membran sitemlerinde aşağıda belirtilen hususlara dikkat edilmesi gerekmektedir: Asfalt kaplama ile arasındaki düşük adezyon, asfaltta erken deformasyonlara neden olabilmektedir. Kaplamanın bakım işlemleri esnasında kazıma makinaları gibi inşaat ekipmanlarıyla yalıtım tabakası zarar görebilmektedir. c. Mastik tabakası: Mastik asfalt özelliğinde olan ancak agrega içermeyen bu karışımın tabaka kalınlığı normalde 8-10 mm arasındadır. Özellikle, yüksek dinamik yüke maruz kalan çelik köprülerde mastik bazen kauçuk ve polimerlerle hazırlanır Koruyucu tabaka Genellikle koruyucu tabaka mastik asfaltla oluşturulur. Bu tabaka ikinci bir yalıtım tabakası olarak hizmet verir. Poröz olmayan mastik asfalt genellikle köprü kaplamalarında koruyucu tabaka olarak kullanılır. Bazı ülkeler birçok nedenlerle beton tabliye üzerinde koruyucu tabaka olarak klasik asfalt tabakasını tercih etmektedirler. Çelik köprü üzerindeki koruyucu tabaka, çelik tabliyeyi korozyondan korumakta ve yüzey tabakasından tabliyeye esnek bir yük aktarımını sağlamaktadır. Bu kapsamda, koruyucu tabakanın yağa, suya, minerallere karşı dayanıklı ve hava şartlarına karşı daha az hassas olması gerekmektedir Kaplama yüzeyi ve alt yüzey drenaj sistemleri, Köprüde iyi bir drenaj, hem yüzey hem de alt yüzey drenajıyla sağlanmaktadır. Aksi takdirde su toplanarak göllenebilir veya şilteye akabilir. Bu durum trafiği yavaşlatır ve su jetine neden olabilir. Ayrıca su donabilir veya kar ve buzlar yolu kayganlaştırdığı gibi drenaj sistemini de tıkayabilir. Köprüde trafiğin kesilmesine neden olabilen bu durumda, biriken yağmur suları bozulmalara neden olabilen korrozif kirleticileri tutmaktadır. Sonuç olarak, yeterli ve etkin bir köprü drenaj sistemi için hem yüzey hem de alt yüzey drenajının dikkate alınması gerekir. İyi bir alt yüzey drenajı yoksa, köprüdeki su yalıtım membranında toplanan su asfalt tabakasına absorbe olur. Suya doygun asfalt kaplama, üzerinde seyreden araçların etkisiyle yol yüzeyi ve tüm köprü yapısı sağlamlığını kaybedebilir. İyi bir köprü drenajıyla; Su köprü tabliyesinden etkin bir şekilde uzaklaşır, su jeti oluşma riski azalır ve kamu güvenliği sağlanır. Yapının uzun vadeli sağlamlığı artar ve bakım işlemleri azalır. 8 9

10 2.3. Yüzey / Asfalt tabakası Güvenli ve konforlu sürüş için yüzey tabakasının iyi bir kayma direncine, düzgün bir yüzeye ve düşük gürültü seviyesine sahip olması gerekir. Yüzey tabakasının gerekli olan özelliklerinden durabilitenin sağlanması için, yüzeye uygulanan tabaka; Bozulmalara karşı yeterince dirençli, Su, yağ ve minerallere karşı dirençli, Hava şartlarına karşı daha az hassas, Köprü plakasını ve su yalıtım tabakasını korumalı, Yüksek stabiliteye sahip, Yorulmaya karşı dirençli, Kalıcı deformasyona karşı dirençli, Trafik yüklerini yayabilen özelliklere sahip olmalıdır. Alt tabaka ile yeterli iyi bir yapışma sağlamak için yapıştırma tabakasının uygulanması gerekir. Yapıştırma tabakası güçlü yapışma özelliğine sahip olmalıdır. Genellikle 3 tip yapıştırma tabakası uygulanmaktadır. Bunlar; bitüm esaslı yapıştırıcı (sıcak sıvı bitüm), bitüm emülsiyonu (soğuk sıvı bitüm) ve yapay reçinelerdir. Reçineli yapıştırma tabakaları, üzerine mıcır atılmış soğuk sertleşen epoksi reçineleriyle yapılır. Asfalt tabakası olarak yoğun gradasyonlu asfalt betonu, mastik asfalt ve taş mastik asfalt kullanılır. Ek-1'de bazı ülkelerde kullanılan malzeme tipleri ve üstyapı kalınlıkları belirtilmiştir. 3. Asfalt tabakaları 3.1 Çelik köprü tabliyelerinde asfalt tabakaları Çelik tabliye betondan daha esnek olduğundan, asfalt tabakasının çatlama oluşmadan büyük deformasyonlara karşı dirençli olması gerekir. Ancak bu gereklilik, iyi bir aşınma tabakasının gerektirdiği yüksek rijitlikle çelişmektedir. Asfalt visko elastik davranış gösterdiğinden, rijitliği zamana ve sıcaklığa bağlı olarak değişmekte ve köprü üzerindeki gerilmeler farklılık göstermektedir. Çelik köprü tabliyelerinde büyük deformasyonlar olduğundan, çelik köprü üzerindeki asfalt tabakasının yorulma direnci, beton köprü üzerindekinden daha büyük bir öneme sahiptir (beton köprüde bu durum problemlere neden olmaz). Bu nedenle, çelik köprülerin kaplama dizaynında yorulma çatlağıyla tekerlek izine karşı direnç arasında bir optimizasyonun yapılması gerekir. Bazı durumlarda epoksi asfalt kullanılmaktadır (İngiltere'de Humber köprüsü gibi). Genellikle çelik plaka kalınlığı mm olup, üzerindeki asfalt tabakasının kalınlığı mm dir. Sabit yükleri azaltmak için köprü tabliyesindeki çeliğin ve kaplamanın ağırlıklarının en düşük seviyede tutulması gerekir. 9 10

11 3.2 Beton köprü tabliyelerinde asfalt kaplamalar Yaygın olarak kullanılan beton köprülerin tabliyesi, hareketli yükler altında çatlağa ve büzülme çatlaklarına karşı hassastır. Donma ve çözülmelerin, aşınma hasarlarının, alkali-agrega reaksiyonunun ve donatının korozyona uğramasının yarattığı gerilmeler sonucu bozukluklar oluşabilir. Tuzlu suyun betona işlemesinin en düşük seviyede tutulması ve önlenmesi için tedbirlerin alınması gerekmektedir. Bir beton köprünün öngörülen ömrü 100 yıldır. Böylesine uzun bir ömrü garantilemek için yüksek kaliteli asfalt kaplaması ve iyi bir su yalıtımının olması gerekir. Asfalt kaplamaların esas fonksiyonu; her şartta su geçirmezliği, trafik yüklerine karşı mekanik stabilite/dayanım, virajlarda dönme, frenleme ve hızlanma sırasında oluşan kesme ve basınç kuvvetlerine direnç, sıcaklık değişimleri ve trafik yüklerinin etkisiyle çatlak ve ayrışmalara karşı direnç ve normal yükler altında buz çözücü kimyasallarla hava şartlarına karşı mekanik ve kimyasal direnç sağlamaktır. Normalde asfalt tabakaları koruyucu ve yüzey tabakalarından oluşur. Koruyucu tabaka genellikle mastik asfalt veya modifiye asfalt betonu ile yapılır. Bu asfalt tipleri, klasik asfalt betonundan farklı olarak yüksek bitüm içeriği ve düşük hava boşluğuna sahiptir. Yüzey tabakalarındaki asfalt daha rijit, koruyucu tabakadaki asfalt ise daha esnek olacak şekilde dizayn edilir. Üstyapının stabilitesi ve asfalt tabakaları altındaki yalıtım tabakasının ısıdan etkilenmemesi için yeterli kalınlıkta bir koruyucu tabaka uygulanmalıdır. Koruyucu tabaka, stabil ve yoğun gradasyonlu olup, su yalıtım tabakasını mekanik hasarlardan korur ve yüzey suyunun içeriye girmesini önler. Küçük köprülerde, genellikle yüzey tabakası yanındaki yolun aşınma tabakası ile aynı özelliktedir. Büyük köprülerde, yüzey tabakası olarak taş mastik asfalt ve ince gradasyonlu asfalt betonu gibi farklı tipte asfalt kullanılabilir. Yüzey tabakası için asfalt üretiminde sert bitüm veya polimer modifiye bitüm kullanılır. Beton köprü tabliyelerinde asfaltın karışım dizaynı tabliyenin rijit olmasından dolayı daha kolaydır. 4. Köprü tabliyesi üzerindeki asfalt tabakalarında kullanılan bitümlü karışımlar Köprü tabliyelerinde trafik yükü nedeniyle elastik deformasyonlar olmaktadır. Asfalt tabakaları tekrarlı deformasyonlara uyumlu olmalı ve geçirimsiz yapının temel gereği olarak yorulma çatlağına neden olmamalıdır. Genellikle köprü tabliyeleri üzerinde "silindirlenen/sıkıştırılan asfalt tiplerinden asfalt betonu, sıcak silindirlenen asfalt (hot rolled asphalt), taş mastik asfalt ile sıkıştırma gerektirmeyen mastik asfalt kullanılır. Köprü tabliyelerinde genellikle kullanılan asfalt karışımları aşağıda verilmiştir. 4.1 Mastik asfalt Mastik asfalt, boşlukları neredeyse tamamen bitümle doldurulmuş bir karışımdır. Mastik asfaltın genel özellikleri: Bağlayıcısı işlenebilecek şekilde yeterince akışkan sürekli bir faz oluşturmaktadır

12 Mastik asfalt visko elastik bir özelliğe sahip olduğundan kolay çatlamaz. Kalıcı deformasyonlara karşı direncini artırmak için, termoplastik elastomer gibi elastikiyet sağlayan ve bağlayıcıyı sertleştiren, vakslar, polimerler ve doğal asfaltlar gibi katkılar kullanılır. Mastik asfalt, bazı modifikasyonlar yapılmış normal asfalt plentinde üretilebilir. Boşluklar tamamen mastikle doldurulmuştur. Yüksek seviyede termoplastik özelliğe sahip olduğundan kolay çatlamaz, ancak deformasyonlara karşı hassastır. Boşlukları tamamen dolu ve akışkan bir yapısı olduğundan sıkıştırma gerektirmez. Yüksek oranda ince malzeme ve bağlayıcı içeriği nedeniyle, mastik asfalt pürüzsüz bir yüzey oluşturduğundan kayma direnci düşüktür. Kayma direncini artırmak için yüzeyine mıcır uygulanmaktadır. Kalıcı deformasyona karşı direnç agregayla değil mastik asfalt ile sağlanır. Bağlayıcı olarak sert bitüm (45/60, 20/30 veya doğal asfalt veya modifiye bitümle 45/60 bitüm karışımı) ve yüksek oranda filler kullanılır. Düşük boşluk oranı nedeniyle bu tip karışımlarda çok yüksek geçirimsizlik sağlanır. Yüksek oranda modifiye bitüm ile hazırlanmış mastik asfalt tabaka sistemleri çeşitli tabaka sistemleriyle kombine şekilde uygulanır. Harcı çok sert olduğundan oldukça yüksek sıcaklıkta üretilir ve serilir. Ancak ılık karışım asfalt teknolojisi kullanılarak düşük sıcaklıkta mastik asfalt üretmek mümkündür. Elle serilebilen küçük alanlardaki uygulamalar hariç, seriminde özel bir serici gerektirir. Mastik asfalt üretimi ve uygulaması "silindirlenen asfalt" karışımlarından daha zor olmasına rağmen, elastik bir karışım olduğundan yorulma çatlağı oluşturmadan büyük deformasyonlara uyumludur. Mastik asfaltın alt tabaka ile bağlantısı silindirlenmiş asfalttan daha iyidir. 4.2 Modifiye asfalt betonu Beton köprüde koruyucu tabaka olarak asfalt betonu kullanıldığında, genellikle 4 mm'den büyük agrega oranı yüksek ve düşük hava boşluğuna (hacimce %4'den az) sahip modifiye asfalt betonu kullanılır. Modifiye asfalt sert ve yüksek oranda bitümle hazırlanır. Köprülerde asfalt tabakalarına ait şartnameler yollardaki şartnameler esas alınarak hazırlanmıştır. Ancak daha kaliteli malzemelerle üretilen asfalt karışımlarının uygulanmasında daha sıkı denetimlerle performans kontrolü yapılması gerekmektedir. 4.3 Taş mastik asfalt -TMA Taş mastik asfalt köprü kaplamaları için yorulmaya ve kalıcı deformasyona (yeterli rijitlikte) karşı direnci yüksek, konvansiyonel asfalt plenti ve sericileriyle üretilebilen ve serilebilen çok sağlam bir karışımdır. Taş-taşa kontak sağlanarak elde edilen taş iskelet sayesinde TMA, kalıcı deformasyonlara karşı dayanıklıdır. Sıkıştırılmış tabakada sağlanan belirli bir boşlukla karışımın harçla aşırı oranda dolması önlenmiştir. 4.4 Yüksek oranda modifiye bitümle hazırlanan asfalt karışımları Çelik köprü tabliyesi üzerinde asfalt karışımın düşük boşluklu, çok esnek ve aynı zamanda tekerlek izinde oturmaya karşı dirençli olması gerektiğinden dizaynı oldukça zordur. Yüksek oranda modifiye bitüm ile hazırlanan asfalt karışımları, köprü üzerinde su yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bitüme ilave edilen modifiye edici katkılar karışımın karakteristiklerini iyileştirirler. Yüksek oranda polimer içeren karışımlar (yaklaşık %7,5), diğer yumuşak esaslı malzemelere göre tekerlek izi oturmasına karşı direnci daha yüksektir. Bu tekniğin sağladığı esneklikle, karışımda her özel uygulamanın gereklerine uygun olacak şekilde, örneğin; yüksek yorulma direnci için (çelik tabliyelerdeki durumda) daha yumuşak bitüm, 11 12

13 tekerlek izi oturmasına karşı iyi bir direnç için daha sert bitümler gibi farklı bitüm tipleri kullanılabilmektedir. 4.5 Poröz asfalt/ açık gradasyonlu asfalt betonu Bazı ülkelerde (Hollanda gibi) yüzey tabakalarında poröz asfalt da kullanılmaktadır. Genellikle su yalıtım tabakasının üzerine serilir. Açık gradasyonlu asfalt betonu sıkıştırıldığında ve trafikle daha sonra sıkıştığında hacimce %20- % 25 oranında boşluk içermelidir. Ayrıca bu tabakalar, üstyapının bir temel tabakasının fonksiyonunun gereği olarak yeterli stabiliteye sahip olmalıdır. 4.6 Epoksi asfalt Epoksi asfalt iki fazlı bir bağlayıcıdır. İlk fazında kaplama sınıfı asfalt bağlayıcısı devamlı fazda ise sıvı bir epoksi reçinesi işlevseldir. Sıcak karışım asfalt betonu gibi aynı teknikle üretilir ve uygulanır. Ortotropik köprülerin gerektirdiği mükemmel bir durabilite ve esnek bir yüzey oluşturduğu belirtilmektedir. Belli bir süre kür edilmesi gerektiğinden (sertleşme süresi kısa olup, bazen bir saatten daha kısadır) üretimi ve serimi için özel bir organizasyona ihtiyaç duyulur. 5. Bakım ve rehabilitasyon Beton köprülerin tabliyesinde zamanında iyi bir bakım yapılmazsa, özellikle buz çözücülere ve tuzlara maruz kaldığından, tabliye betonu bozulur ve donatılarında korozyon meydana gelir [7.]. Tuza ve buz çözücülere maruz kalan karayolu köprülerinin tabliyelerindeki çelik donatıların korozyonu nedeniyle bakım onarım ve hatta beton tabliyenin yeniden yapılmasına varan problemler oluşmaktadır [8.]. Ayrıca asfalt yüzeyinin suya doygun hale gelmesi sonucu küçük deformasyonlar ve ciddi bozulmalar oluşabilir. Ortotropik çelik köprü kaplamalarındaki bozulmalar: Kalıcı deformasyon: Genellikle aşırı yüksek ve tekrarlanan yüklerin neden olduğu gerilmelerin oluşturduğu deformasyonlardır. Çatlak: Kaplama malzemelerinin yorulma çatlağı, trafik, çevre ve kötü yapım şartları ile birlikte tekrarlı gerilmeler (kesme veya çekme) sonucu meydana gelir. Çatlak çelik tabliyeye ulaştığında, paslanmaya ve bağlantının zayıflamasına neden olabilir. Kabarma: Yalıtım tabakasının içinde su bulunduran bir tabaka üzerine serilmesi halinde, yalıtım tabakasının lokal genleşme ve şişme meydana gelir. Asfalt bu tip bir tabakanın üzerine serildiğinde, buharlaşan su kabarcıkları yüzeyde " izole topaklar " halinde görülür. Dağılma/parçalanma: Asfalt kaplamada sökülme (yüzeyden agrega tanelerinin ayrışması) ve çukur şeklinde oluşur. Bu durum çatlak oluşumuna, bağlantı kaybına ve/veya diğer tip bozulmaların kombinasyonuna neden olur. Sökülme, kaplamanın kayma direncini ciddi şekilde düşürür ve yol kullanıcılarının güvenliğini azaltır. Bozulmalar bazen, bozulmaya neden olan mekanizmalarla tanımlanır. Kaplama mukavemetinin ve tabliye ile yüzey tabakası arasındaki bağlantı dayanımının azalması, bitümün yaşlanması, agregaların çevre şartlarına (oksijen, su, ısı ve/veya solar radyasyon etkisiyle oluşan kimyasal ayrışma) maruz kalması ve yüksek sıcaklıklarda oluşan düşük viskozite nedeniyle bitümlü malzemenin dayanımının azalması mekanizmalarının etkileriyle bozukluklar kategorize edilir. Çelik köprü tabliyesi ile yüzey tabakası arasında bağlantı azaldığında, kaplamanın bozulması an meselesidir. Bağlantının zayıflaması ve bozulmasının aşağıda belirtilen birçok nedenleri mevcuttur

14 Yüklü araç tekerleklerinin hızlanması veya frenlemesi kaplama ile tabliye arasında yüksek kesme gerilmesi meydana getirdiğinden, kaplama ile tabliyenin arasındaki bağlantının zayıflayarak tahrip olmasına neden olur. Karışımın oldukça yüksek sıcaklıkta uygulanması, çelik plakanın sıcaklığını artırır ve tabliye üstünde yüksek deformasyonlara neden olabilir. Hızlı seyreden trafik tabliye üzerinde titreşim yaratır, bu durumda da bağlantı zayıflar. Köprü tabliyesinin eğiminin artırılmasıyla oluşan kesme kuvvetleri (enine ve boyuna yönde) artar. Yapının eğimi yüksek olan noktalarında artan kesme kuvvetleri çatlaklara neden olabilir. Koruyucu bakım, köprüyü korumak ve ömrünü uzatmak için maliyet etkinliği yüksek olan iyileştirme işleminin uygun zamanda planlanmış bir stratejisi olarak tanımlanır. Çelik köprü kaplamaları için asfalt kaplama tabakasının yenilenmesi ve /veya tüm üstyapının kaldırılarak yeniden yapılması şeklinde birçok rehabilitasyon metodu mevcuttur. Beton köprü kaplamalarındaki muhtemel bozulmalar: Beton köprü kaplamalarında su yalıtım membranı ile asfalt yüzey tabakası arasındaki düşük adezyon ve doygun hale gelmiş asfalt tabakası bozulmaların esas nedenleridir. Bu durumda, asfalt tabakası yeterli kalınlığa sahip değilse ve iyi bir yapıştırma tabakası uygulanmamışsa kısa sürede deformasyonlar oluşur. Çatlamış köprü tabliyesini onarmak için, çatlağın yapısal olup olmadığının belirlenmesi çok önemlidir. Ayrıca tabliyenin ve yapının kimyasal ve su yalıtım gereksinimlerini sağlayabilmesinin yanı sıra yapılacak onarımın asfalt yüzeyini etkileyip etkilemediğinin de tespiti gerekir. Çok yoğun olmayan yapısal ve yapısal olmayan çatlaklar düşük basınçlı epoksi enjeksiyon sistemi kullanılarak onarılabilmekte ve böylece asfalt kaplama normal ömrü boyunca korunabilmektedir [9]. Rehabilitasyon tekniğinde, tabakanın kazınması ve yerine yeni karışım serilmesi en çok kullanılan metottur. Ancak tercih edilen, bozulma olmadan önce planlanmış koruyucu bakım stratejileriyle köprünün hizmet süresini uzatmaktır. Bu stratejiler kapsamında; Temizleme: Tabliyenin her tarafı, drenajlar, derzler, ayaklar, mesnetlerin oturma yerleri, beton kanallar ve korkuluklar tazyikli suyla yılda bir yıkanmalıdır. Koruyucu bakım olarak, boyama, kaplama ve su yalıtımının yanı sıra gerekli ise tabliye üzerinde yamalar yapılmalı ve kanallar onarılmalıdır. İleri düzey onarım; Yapının kaldırılması dahil çatlak onarımı, epoksi enjeksiyonu, köprü taşıma sistemlerinin ayarlanması ve onarımı, genleşme derzlerinin onarılması ve kapatılması, kirişler, ayaklar, kazık başları, kenar ayakları ve temel pabuçları dahil ana yapı elemanlarının onarımı ve takviyelenmesi, su altı onarımları, ana tabliye onarımları, kaplama ve sızdırmazlık sağlama işlemlerini kapsamaktadır. Ayrıca akarsuyun kanal bakımı kapsamında köprü ayaklarında birikmiş çöpler temizlenir, köprü dolgu şevlerinin stabilitesi sağlanır ve erozyon problemleri de çözülür

15 6. Sonuçlar Asfalt betonu kullanımıyla yolların yanı sıra köprülerde de araç sürücülerinin beklentilerine uygun en iyi ve en güvenilir sürüş kalitesi sağlanmaktadır. İyi dizayn edilmiş yalıtım çözümleriyle ve uygun bakımla modern asfalt betonu bitümlü karışımlar, köprülerden beklenilen 120 yıl tasarım ömrü için mükemmel bir çözümdür. Su yalıtım kalitesine sahip olan mastik asfalt kaplama tabakası köprüde ikinci bir yalıtım tabakası olarak işlev görmektedir. Beton ve çelik tabliyenin korunmasında yüksek performans sağlayan, az bakım gerektiren yalıtım amaçlı çeşitli özel malzeme ve sistemler mevcuttur. Köprü tabliyeleri üzerindeki asfalt kaplamalar, trafik yüklerini absorplayarak taşıyıcı yapıya iletmeli, düzgün olmalı, kalıcı deformasyonlara karşı direnç sağlamalı ve araçlar için kaymayan iyi bir yüzey oluşturmalıdır. Aynı zamanda asfalt kaplama, köprü yapısında korozyonu artıran ve özellikle kışın buz çözücü tuz içeren suların girmesini önlemelidir. Bu fonksiyonların hepsinin bir malzemeyle tamamen ve kısmen sağlanması genellikle mümkün değildir. Bu nedenle köprü üzerinde kullanılan tabakalarda fonksiyonel ayırım yapılmaktadır. Genellikle köprü tabliyesi üzerindeki üstyapı, astar/yapışma tabakası, su yalıtım tabakası, yapışma tabakası ve yüzey tabakasından oluşur. Köprü kaplamasının kalınlığı tabliye tipine bağlı olarak değişir. Astar tabakası köprü tabliyesinin yüzeyini tamamen kapatır. Beton tabliyelerde bitüm emülsiyonu, PMB, epoksi reçinesi, poliüretan ve benzeri malzemeler astar olarak kullanılır. İyi ve etkili bir köprü drenaj sistemi, hem yüzeyde hem de yüzey altı drenajında uygulanmalıdır. Köprünün hizmet ömrünü uzatmak için yüksek kaliteli asfalt kaplama ile birlikte köprü tabliyesinin su sızdırmazlığının sağlanması gerekir. Asfalt tabakalarıyla alt tabakalar arasında yeterli güçlü bir bağlantı sağlamak için yapıştırma tabakasının uygulanması gerekir. Bitüm esaslı yapıştırıcı (sıcak sıvı bitüm), bitüm emülsiyonu (soğuk sıvı bitüm) ve yapay reçineler bu amaçla kullanılabilir. Yüzey tabakaları iyi bir kayma direncine, düzgün bir yüzeye, düşük gürültü seviyesine, bozulmalara karşı yeterli dayanıma, su, yağ ve minerallere karşı dirence, hava şartlarına karşı daha düşük hassasiyete, yalıtım özelliğine, yüksek stabiliteye, yorulmaya ve kalıcı deformasyon karşı dirence, trafik yüklerini güvenle yayma ve konforlu sürüş sağlama özelliklerine sahip olması gerekmektedir. Köprülerde yüzey tabakası asfalttan yapılmıştır ve asfalt tabakası olarak genellikle yoğun gradasyonlu asfalt betonu, mastik asfalt ve taş mastik asfalt karışımları kullanılmaktadır. Çelik yapılarda büyük deformasyonlar olduğundan, çelik köprü üzerindeki asfalt tabakasının yorulma direnci, beton köprü üzerindekinden daha büyük bir öneme sahiptir. Farklı ülkeler, farklı kalınlıklarda, farklı asfalt malzemeleri kullanmaktadırlar. Çelik köprüler üzerinde genellikle mastik asfalt kullanılır, ayrıca hem beton hem de çelik köprülerde mastik asfalt yalıtım tabakası olarak da kullanılmaktadır. Mastik asfalt çabuk çatlamayan ancak, deformasyonlara karşı hassas çok termoplastik bir malzemedir. Modifiye edilmiş taş mastik asfalt, mastik asfaltın bir alternatifidir. Epoksi asfalt, kaplama sınıfı bitüm ve epoksi içeren iki fazlı bağlayıcı içeren bir karışımdır. Bu karışım asfalt betonu gibi aynı teknikle üretilmekte ve uygulanmaktadır. Beton köprü tabliyelerinin rijit davranışından dolayı asfalt karışımın dizaynı daha kolaydır. Yüzey tabakalarında kullanılan asfaltın rijitliği dizaynla ayarlanabilmektedir. Koruyucu tabaka yüzey tabakasından daha esnek olacak şekilde dizayn edilir. Genellikle küçük köprülerde, bağlantı 14 15

16 yolunun üzerinde bulunan aşınma tabakasıyla aynı cins asfalt kullanılır. Büyük köprülerde ise, taş mastik asfalt, ince asfalt betonu gibi farklı yüzey tabakaları kullanılabilir. Köprülerde zamanında iyi bir bakım ve onarımla iyi bir performans ve durabilite sağlanması esastır. Çatlamış köprü kaplamalarını onarmak için bozulmanın yapısal olup olmadığını belirlemek ve çatlaklar ile benzeri bozuklukların tanımlanması gerekir. Büyük onarım işlemi, koruyucu tabaka seviyesinden itibaren kaplamanın tamamının yenilenmesi işlemlerini kapsayabilmektedir. Koruyucu bakım, köprüyü korumak ve hizmet ömrünü uzatmak için zamanında maliyet etkinliği yüksek olan iyileştirme işleminin planlanmış bir stratejisi olarak tanımlanmaktadır. Çelik köprülerde kullanılan asfalt betonunun yorulmaya karşı direnci için bir Fransız standardı mevcuttur. 7. Referanslar [1.] Hendy, C.R.; Iles, D.C.; P185 (Fifth Issue) Steel Bridge Group: Guidance Notes on Best Practice in Steel Bridge Construction, The Steel Construction Institute, Berkshire, UK, [2.] Medani, T.O.; Asphalt Surfacing Applied to Orthotropic Steel Bridge Decks -A Literature Review, Report , March 2001, Delft University of Technology, the Netherlands. [3.] Design of Concrete Bridge Deck Rehabilitation, Best Practice Guideline; Alberta Transportation, Canada, January [4.] Highway Bridge Engineering and Bridge Engineering Software [5.] Krauss, P.D.; Lawler, J.S.; Steiner, K.A.; Guidelines for Selection of Bridge Deck Overlays, Sealers and Treatments, Wiss, Janney, Elstner Associates Inc., ASPIRE, The Concrete Bridge Magazine, Summer 2010 [6.] Bridge Decks Solutions Hanoi, Shell Bitumen, 15 December 2005 [7.] Bridge Reservation GuideUsing Cost Effective Investment Strategies, FHA [8.] Bakht, B.; Mufti, A.A.; Steel-Free Bridge Decks Defy Corrosion; The Aberdeen Group, Hanley- Wood Inc., [9.] French standard used for the determination of fatigue resistance for asphalt concrete laid on steel deck bridge. [10.] Vibeke Wegan, Surfacing of concrete bridges, Road Directorate, Danish Road Institute, Denmark

17 EK-1 Ülkelerin Deneyimleri 1 - Almanya Almanya da köprü tabliyelerinde asfalt kaplama iki tabaka halinde inşa edilir. İlk tabaka koruyucu tabakadır (su yalıtım sistemi üzerine yapılır). Normalde koruyucu tabaka olarak mastik asfalt kullanılır. İkinci tabaka yüzey tabakası olup sızdırmazlık sisteminin bir parçası değildir. Yüzey tabakasında genellikle mastik asfaltın kullanılmasına rağmen taş mastik asfalt, poröz asfalt veya asfalt betonu da kullanılabilir. Her bir tabakanın kalınlığı en az 35 mm, en çok 40 mm dir (maksimum agrega boyutuna bağlı olarak). Beton köprü tabliyeleri rijit olduğundan asfalt karışım dizaynı daha kolaydır. Yüzeyde kullanılan asfaltın daha sert, koruyucu tabakada kullanılanın ise daha yumuşak olması gerekir. Çelik köprü tabliyelerinde asfalt karışım dizaynı çok zordur. Dizayn çelik yapının davranışına bağlıdır. Karışım tekerlek izi oturmasına veya çatlağa karşı dirençli olacak sekilde dizayn edilebilir. Karışım tekerlek izi oturmasına karşı dirençli olacak şekilde dizayn edildiğinde, köprü yalıtım sistemine suyun girmesine neden olan çatlak riskinin göz önüne alınması gerekmektedir. Ancak, köprülerde çatlak riski tekerlek izindeki oturmasından daha kritik bir öneme sahiptir. Almanya'da beton ve çelik köprü tabliyelerinde su yalıtım sistemleri için İletişim Bakanlığına bağlı Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) kurumu tarafından yapı malzemelerine ve inşaat sistemlerine lisans alınması gerekmektedir. Beton köprü tabliyesi Beton köprü tabliyesinde 2 farklı yapım tipi mümkündür: Tip 1: Bitüm şilteli su yalıtım tabakalı sistem (Şekil-1) Özel astarlama: Astar tabakası, g/m² kuartz kumu ile kaplanmış, epoksi reçine sistemi bazlı çözücüsüz astar Bitümlü şilte su yalıtım tabakası kalınlığı: 4,5-5,5 mm Mastik asfalt koruyucu tabaka ( ZTV-ING Kısım l 7 ) Yüzey tabakası (TL Asphalt-StB; EN MA, SMA, AC or PA) Tip 2: Sıvı plastik kapatıcılı su yalıtım tabakalı sistem (Şekil-2) Özel astarlama: Astar tabakası; g/m² kuartz kumu ile kaplanmış epoksi reçine sistemi bazlı çözücüsüz astar Sıvı plastik yalıtım tabakası, kalınlık: 2 mm ve 6 mm Mastik asfalt koruyucu tabaka ( ZTV-ING Kısım l 7 ) Yüzey tabakası (TL Asphalt-StB; EN MA, SMA, AC or PA) 16 17

18 Şekil 1- Tip 1: Bitüm şilteli su yalıtım tabakalı sistem Şekil 2- Tip 2:Sıvı plastik kapatıcılı tabakalı sistem Çelik köprü tabliyesi Çelik köprü tabliyelerinde 3 faklı inşaat tekniği uygulamak mümkündür. Tip 1: Reaktif reçineli su yalıtım tabakası (Tip 1a ve Tip 1b olarak ikiye bölünür) (Şekil-3) Tip 2: Bitümlü su yalıtım tabakası (Tip 1a ve Tip 1b olarak ikiye ayrılır) Tip 3: Reaktif reçineli/bitümlü su yalıtım tabakası (Şekil-4) Tip 1a: Reaktif reçineli astar tabakas Reaktif reçineli astar tabakası, üstü mıcırla pürüzlendirilmiş reaktif reçineli yapıştırma tabakası Polimer modifiye bitüm esaslı tampon tabaka Mastik asfalt koruyucu tabaka (ZTV-ING bölüm 7-kalınlık: 35 mm) Aşınma tabakası (TL Asphalt-StB: EN MA, SMA) Şekil 3- Tip 1a: Reaktif reçineli astar tabakası Şekil 4- Reaktif reçineli / Bitümlü su yalıtım tabakası 17 18

19 2 - Türkiye Beton köprü tabliyelerinde kaplamalar Beton köprü tabliyelerinde tipik üstyapı kaplaması aşağıda verilmiştir:. Beton köprü üzerindeki asfaltın tabakası, bulunduğu yoldaki aşınma tabakası kalınlığı ve bitümlü karışım tipi ile aynı olacak şekilde teşkil edilir. Genellikle devlet yollarındaki köprülerde klasik asfalt betonu kullanılır. Otoyol ve viyadüklerde ise kaplama taş mastik asfalt veya polimer modifiye bitümle üretilmiş asfalt betonu ile yapılır. Genleşme derzleri mekanik olarak veya ince agregalı bitümlü derz dolguları ile yapılabilmektedir. Asfalt tabakalarında görülen başlıca bozulmalar, zayıf su yalıtım sistemi, kalitesiz inşaat, yetersiz ve uygunsuz derz dolgusu nedeniyle oluşan çatlak, tekerlek izi ve sökülmelerdir. Çelik köprü kaplamaları Çelik köprü tabliyelerinde tipik üstyapı en kesiti: Mastik asfalt - 3,5 cm Yapıştırma tabakası Ayırıcı membran Korozyona karşı etkili metal bazlı astar Çinko kaplama Kum ile temizlenmiş çelik tabliye Çelik köprülerde Eliminator köprü tabliyesi yalıtım membran sistemi kullanılmıştır. Bu sistem trafik yüklerine dayanıklı olup, çelik tabliye ve yüksek kesme kuvvetlerine dirençli olması gereken kaplama tabakası arasından iyi bir bağlantı oluşturmaktadır. Bu sitemde membranın tabliyeye yüksek yapışma yeteneği ile mastik asfaltın sağladığı dayanımın bir araya gelmesiyle yapıdaki gerilmeler azaltmaktadır. Boğaziçi Köprüsü - Çelik asma köprü İstanbul boğazı üzerinde bulunan Boğaziçi Köprüsü, Avrupa ile Asya yı bağlamaktadır. Toplam uzunluğu / Genişliği / Yüksekliği 1510 m / 39 m / 105 m En uzun halat / Düşey açıklığı 1074 m / 64 m 18 19

20 1973 yılında tamamlanmış olan Boğaziçi Köprüsü o yıllarda dünyanın 4. büyük asma köprüsüydü, şimdi ise dünyanın 16. büyük asma köprüsü durumundadır. Bu karayolu köprüsünde toplam 8 şerit mevcut olup, her bir yönde 3 araç trafik şeridi ile bir acil şerit ve bir de yürüme yolu bulunmaktadır. Bu köprü, her iki yönde yılda araç taşımaktadır yılından sonra ağır trafiğin geçmesine izin verilmemiştir. Tam yüklü durumda halatın ortasındaki eğim 900 mm olmaktadır yılında asfalt kaplaması tamamen yenilenmiştir. Bundan sonra ağır trafik nedeniyle 2013 yılına kadar yenilenmemiş lokal yama onarımları sıkça yapılmıştır. En önemli bozulmalar çatlak ve ötelenmelerdir yılında köprü kaplamasının tamamının yenilenmesi planlanmıştır. Fatih Sultan Mehmet Köprüsü İstanbul boğazı üzerinde bulunan 2. çelik asma köprüdür. Toplam uzunluğu / Genişliği / Yüksekliği 1510 m / 39,4 m / 111 m En uzun halat / düşey açıklığı 1090 m / 64 m 1988 yılında tamamlanmış olan Fatih Sultan Mehmet Köprüsünde her bir yönde 4 şerit ve bir de acil şerit bulunmaktadır. Her iki yönde yılda yaklaşık araç geçmekte olan köprüde trafiğin %15 i ağır taşıttır yılında yenilenmiş olan mastik asfalt yüzey tabakasında 2012 yılına kadar lokal onarımlar yapılmıştır. Onarımda yamalar mastik asfaltla yapılarak yüzeydeki çatlaklar kapatılmıştır yılında köprü üstyapısı tamamen yenilenmiştir. Köprüde görülen en önemli bozulmalar çatlak, tekerlek izinde oturma ve sökülmelerdir. Çatlaklar yorulma ve tekerlek izi oturmasıyla başlamıştır. Yüksek trafik hacminde düşük hızla seyreden araçların etkisinin yanı sıra çelik tabliyedeki zayıf bağlantı ve yüksek sıcaklık stabilitesinin düşüklüğü bozulmaların esas nedenleridir

21 3- İsveç Genel olarak mastik asfalt ve polimer modifiye bitümlü şilteler olmak üzere 2 tip su yalıtım sistemi kullanılır. Köprü yalıtımı ve kaplaması köprü normlarına (TRVKB 10 Tätskikt på broar TRV 2011:089) göre teşkil edilmektedir. Poliüretan veya epoksi gibi sıvılar beton köprü tabliyelerinde su yalıtımında kullanılmamaktadır. Genellikle uygulanan su yaltm sistemleri: 1970 yılından beri İsveç'te cam yünü üzerine mastik asfalt kullanılmakta olup, genellikle iyi sonuç alınmıştır. Havalandırma amaçlı serilen cam yünü üzerine 10 mm kalınlıkta mastik asfalt uygulanmaktadır. Mastik asfalt polimer modifiye bitüm, kalker tozu ve kum (maksimum tane çapı 2 mm) karıştırılarak hazırlanır. Polimer modifiye bitüm en az %4 SBS polimeri içeren bitüm olup, bu bitümün okside olma ihtimali düşüktür. Beton tabliyenin iç kenarları boyunca bitümlü solüsyon astar olarak kullanılmaktadır. Korkuluk kenarlarının yalıtımı normalde kömür katranı epoksisi ile yapılır. Koruyucu tabaka asfalt betonu, mastik asfalt veya beton ile teşkil edilir. Mastik asfalt, İsveç'in kuzey taraflarında ortalama sıcaklığın -22 C olduğu çelik kirişli köprüler gibi zayıf yapılar üzerinde kullanılmaz. İsveç'te köprü ile ilgili inşaat malzemeleri pazarında su yalıtım sitemlerinde polimer modifiye bitümlü şilteler yer almaktadır. SBS ile modifiye edilmiş yüksek kaliteli şilteler kullanılmaktadır. Su yalıtım şiltesi en az 5 mm kalınlığında olmaktadır. Köprü tabliyesine önceden uygun bir astar serilmektedir (bitüm solüsyonlu astarlar su yalıtım şiltesi ile birlikte deneye tabii tutulurlar). Halen kenar yalıtımında bugün thixotropic epoksi (veya su yalıtım şiltesi) kullanılır. Normalde asfalt betonu veya mastik asfalt koruyucu tabaka olarak uygulanır (Şekil 1 ve 2). Şekil-1 Mastik asfaltla su yalıtım sistemi Şekil-2 Polimer modifiye bitüm şilteli su yalıtım sistemi 20 21

22 Polimer modifiye bitümlü şilteler için deneyler ve gerekler İsveç te polimer modifiye bitümlü şilteler, polimer bitüm, astar ve su yalıtım sistemi (beton, astar, su yalıtım şiltesi ve koruyucu tabaka) için kriterler mevcuttur. Kriterlere bir örnek olarak, aşağıdaki Tablo da polimer modifiye bitümlü şilte kriterleri verilmiştir. Deneylerin neredeyse tamamı EN standartlarına göre yapılmaktadır. Ayrıca kaynak yapılabilen şilteler içinde bazı fonksiyonel deneyler mevcuttur. Tablo 1- Polimer Modifiye bitümlü şilteler için şartname No Deneyler Gerekler Metot SS-EN 1 Kalınlık > 5,0 mm beton üzerinde 3,5-5,0 mm çelik üzerinde Nominal değerden sapma her bir değer için ± 0,5 mm (Cam yünü hariç) 2 Kütle/ alan Beyan edilecek. Ortalama ölçüm değerlerinden sapma ± 10 % (Cam yünü olmayan şilteler) ± 15 % (Cam yünü olan şilteler) 3 Çekme mukavemeti > 800 N Boyuna uzama > %40 4 Esnekliği -20 C 5 Boyutsal stabilite Yüksek sıcaklıkta -10 C yapay yaşlandırmadan sonra 28 gün 70 C % 0,40 büzülme %0,25 kalıcı uzama Depolama 1 saat 160 C %0,40 büzülme % 0,25 kalıcı uzama Drenaj sıcaklığı 115 C Su absorpsiyonu Maks. ağırlıkça değişim %1,0 (cam yünsüz) Delinmeye ve dinamik su basıncına karşı direnç Sızıntı olmayacak

23 4- Çek Cumhuriyeti Çek Cumhuriyeti'nde beton köprüler genellikle kısa veya orta açıklıklı parçalı kutu kirişlidir. Beton asma köprülerin kullanıldığı bu ülkede uzun açıklıklı çelik asma köprü bulunmamaktadır. Köprü üzerindeki asfalt kaplamalar diğer Avrupa ülkelerinde kullanılanlara benzemektedir. Bitümlü şilteler veya püskürtülerek serilen tabakalarla (poliüretan gibi) birlikte koruyucu tabaka olarak mastik asfalt kullanımı Çek Yol İdaresi tarafından tercih edilmektedir; ancak diğer sistemlere de izin verilmektedir. Birçok işte serimi hızlı yapılan su yalıtım membranları kullanılmaktadır. Bu su yalıtım sistemi tekniğinin müteahhidin ihale teklifinde yer alması için önceden Çek Cumhuriyeti Yol İdaresinden onay alınması gerekmektedir yılından itibaren "Köprülerde kapamalar " konulu yeni bir Çek standardı mevcuttur. Bu standarttaki gerekler Alman şartnamesine benzemektedir. Yaklaşık 60 sayfalık bu standard, su yalıtım sisteminin yanı sıra asfalt ve beton üstyapı kriterlerini de kapsamaktadır. Tablo 2'de beton köprülerde üç tabakalı üstyapıda kullanılan asfalt karışım tipleri verilmiştir. (Üç farkl kalite snfnda tanmlanan asfalt karşmlar, EN standardlarnn ulusal eki olarak hazrlanmştr. En iyi snf olarak S, orta snf için + ve düşük kalite snflar için herhangi bir işaretleme yaplmamştr. Örneğin "SMA 11 S" en iyi snf, "SMA 11 +" orta ve "SMA" ise en düşük kalite snfn belirtmektedir.) Tablo 2 Beton ve çelik köprülerde üç tabakalı üstyapı EN , 5, 6 standardlarının ulusal eki olan asfalt karışım tipleri 1) ve trafik sınıfına 2) göre tabaka kalınlıkları (mm) Tabakalar S, I II, III 3) IV V, VI Aşınma Tabakası SMA 11 S 40, AC 16 S 50, AC 11 S 40 SMA 11 S (+) 40, AC 16 S (+) 50, AC 11 S (+) 40 SMA , AC , AC SMA 11,8 40 (35) AC (45) AC 8 40 (35) MA 11 II 40 (35) MA 8 II 40 (35, 30) Binder tabakası 4) AC 16 S 50 (60) AC 16 S (+) 50 (60) AC (60) AC (60) MA 11 IV 35, SMA , Koruyucu tabaka MA 11 IV 35, MA 16 IV 40 AC , MA 16 IV 40 SMA 11 S (+) 40 5) MA 8 IV 30, AC ) MA 11 IV 35 Not 1-Su yalıtım tabakasındaki hasarları azaltmak için özellikle koruyucu tabaka olarak MA kullanılması tavsiye edilir. SMA 11,8 40 (35) AC 11,8 40 (35) MA 11 IV 35 MA 8 IV 30 (35) Not 2- ČSN Standardında trafik sınıflandırılmıştır. 1) Avrupa standardlarının ulusal eki olan asfalt karışım tipleri müteahhit ve kontrol teşkilatı tarafından kabul edilmektedir. (Malzeme ve başlangıç tip deneylerin onaylanması gerekir). 2) Çelik ve beton köprüler üzerinde 3 tabakalı kaplama V-VI trafik sınıflarında uygulanmamaktadır. 3) II sınıf trafik kategorisi için kalite sınıfı S veya +, trafik sınıfı III için ise + kalite sınıfı kullanılmaktadır. Her iki trafik kategorisinde AC 11 + kalite sınıfı koruyucu tabaka olarak kullanılır. 4) Binder tabakası olarak AC 22, köprü kotu uygunsa 60 mm kalınlıkta onarım ve yeniden yapım işlemlerinde kullanılır. AC 16 +, trafik sınıfı IV olan aşınma tabakalarında kullanılabilir, AC 16 ise trafik sınıfı V-VI için uygundur. 5) Bazı durumlarda nedeni açıklanır ve kabul edilirse bu tip de kullanılabilir

24 Tablo 3 - Beton ve çelik köprülerde iki tabakalı üstyapı EN , 5, 6 standardlarının ulusal eki olan asfalt karışım tipleri 1) ve trafik sınıfına 2) göre tabaka kalınlıkları (mm) Tabakalar S, I II, III 3) IV V, VI Aşınma Tabakası 4) Koruyucu tabaka 5) SMA 11 S 40, AC 16 S 50, AC 11 S 50, MA 16 I 40 (45), MA 11 I 40, MA 11 IV 40, MA 16 IV 45 SMA 11 S (+) 40, AC 16 S (+) 50, AC 11 S (+) 50, MA 16 I 40 (45), MA 11 I 40 MA 11 IV 40, MA 16 IV 45 SMA 11 S (+) 40 6) SMA 11,8 + 40, AC , AC (50), MA 11 II 40, MA 8 II 40 SMA 11,8 + 40, AC , MA 16 IV 40, MA 11 IV 40 (35), SMA 11,8 40 (35), AC (45), AC 8 40 (35), MA 11 II 40 (35), MA 8 II 40 (35,30) SMA 11,8 40 (35), AC 11,8 40 (35), MA 11 IV 35, MA 8 IV 30 (35) MA 8 IV 30 (35,40) 1) Avrupa standardlarının ulusal eki olan asfalt karışım tipleri müteahhit ve kontrol teşkilatı tarafından kabul edilmektedir. (Malzeme ve başlangıç tip deneylerin onaylanması gerekir). 2) S, I ve II sınıfları için minimum kalınlık 80 mm; III, ve IV sınıfları için 75 mm; V ve VI sınıfları için 70 mm'dir. 3) II sınıf trafik kategorisi için kalite sınıfı S veya +, trafik sınıfı III için + kalite sınıfı kullanılmaktadır. 4) Koruyucu tabaka MA ile yapılmışsa aşınma tabakası da MA ile yapılabilir 5) AC, SMA 8- çelik köprülerde kullanılmamaktadır. 6) Bazı durumlarda nedeni açıklanır ve kabul edilirse bu tip de kullanılabilir. "Köprülerde kaplama standardı nın Ek-A kısmında su yalıtım sistemine ilişkin kriterler belirtilmiştir. Su yalıtım sisteminde uygulanan farklı deneyler ise standardın Ek-B ile E arasındaki bölümlerinde verilmiştir

25 5- Danimarka ("Beton köprü kaplamaları" dokümanından özet- Vibeke Wegan, Road Directorate, Danish Road Institute, Denmark [10]) Su yalıtım şilteleri Beton yüzey üzerinde kumlanmış epoksi astarı 2 tabaka halinde serilir, 3 katlı astar tipleri de kabul edilir. 2 katlı astar sisteminde çözücü içinde sentetik malzeme esaslı, diğeri ise kumlanmış çözücü içermeyen epoksi astarıdır. Su yalıtım membranı uygulandığında, %50 polimer modifiye bitümlü solüsyon içeren 2. bir astar ile korunur. Köprü tabliyesine astar veya astarlar uygulandığında beton yüzeyin kum yama metoduyla ölçülen doku derinliği 0,4 1,3 mm arasında olmalıdır. Beton köprü tabliyesinin astarlanmasında normalde 2 tabaka polimer modifiye bitümlü şilte yüzey üzerine hamlaç kaynağı ile tutturulur. Yıllık ortalama trafiği <2000 olan lokal ve bölgesel trafiğe hizmet veren, ağır taşıt veya frenleme olmayan düşük trafikli köprülerde sadece polimer modifiye bitümlü şiltenin kullanılması yeterlidir. Alt şiltenin donatısının üstünde 1 mm, altında ise 2,5 mm kalınlığında PMB mevcuttur. Üst şiltede, donatı şiltenin üstüne yerleştirilmiş olup, donatı üzerinde 0,1 0,2 mm; altında ise 3,3 3,4 mm kalınlığında PMB mevcuttur. Bu şilteler normalde kaynaklanmaktadır. Kenar kiriş örtüsü Su yalıtım sisteminin başlatıldığı kenar kirişinin bulunduğu yerde birçok sorun görüldüğünden, burada yalıtım çok önemlidir. Şekil-1 kenar kirişi yalıtım tekniğinin bir örneğini göstermektedir. Derz dolgu malzemesi Derz dolgu malzemesi Civata Paslanmaz çelik profil Elastik sentetik şilte Üst şilte Beton kenar kirişi Aşınma tabakası Koruyucu tabaka Drenaj tabakası Alt şilte Şekil-1 Paslanmaz çelik profil ile betonu bağlayan şiltelerin bulunduğu kısımda kenar kirişi Drenaj Drenaj tabakası su yalıtım sisteminin drenajını sağlar. Membran üzerine cm kalınlığında açık gradasyonlu asfalt betonu serilir. Bunun amacı üst tabakadan gelen suyu drenaj kanallarıyla damlama borularına ve drenajlara yönlendirerek alt yüzey drenajını sağlamaktır. Drenaj tabakası serildikten hemen sonra silindirlenmelidir. Drenaj kanalları su yalıtım sistemi üzerine kenar kirişlerine paralel doğrultularda yerleştirilir. Drenaj kanalları normalde 25 mm'den daha kalın 100 mm ila 150 mm aralıkta bir genişlikte açık gradasyonlu epoksi betonu ile yapılır

26 Şekil-2 Drenaj kanalı altında su yalıtım yüzeyinin altına yerleştirilen damlama borusu Koruyucu tabaka ve yüzey tabakası Drenaj tabakası üzerine mm kalınlığında asfalt kaplama yapılır. Bu kaplama normalde koruyucu ve yüzey tabakalarından oluşmuştur. Koruyucu tabaka genellikle asfalt betonu olup, klasik asfalt betonunun modifiye edilmiş şeklidir. ABM olarak bilinen bu tabakanın klasik asfalt betonundan farkı, yüksek oranda bitüm içermesi ve düşük hava boşluğuna sahip olmasıdır. Bu karışım yüksek oranda sert bitümle hazırlanmaktadır. Koruyucu tabaka 50 mm'den daha az kalınlıkta olmalıdır. Küçük köprülerde yanındaki yolda kullanılan yüzey tabakası ile aynı özellikte asfalt karışımı kullanılır. Büyük köprüler ise genellikle taş mastik asfaltla teşkil edilmektedir. Yüzey tabakası sert bitüm veya polimer modifiye bitüm ile yapılır. Derz dolgusu Köprüde boyuna doğrultuda derz kenarları astarlandıktan sonra sıcak dökülen veya soğuk uygulanan derz dolgusu kullanılmaktadır. Büyük hareketlere imkân sağlayacak şekilde asfalt esaslı derz dolgusu hem koruyucu tabaka hem de yüzey tabakası üzerinde uygulanır. Sonuçlar Danimarka'da belirtilen tasarımla inşa edilen beton köprü kaplamaları uzun yıllar bozulmadan kullanılmaktadır. Son yıllarda Great Belt Link'de 6,6 km uzunluğunda beton köprüde de burada belirtilen tasarım kullanılmıştır. Bu köprü üzerinde terlemeyi önleyecek şekilde 2 tabaka epoksi astar, 15 mm açık gradasyonlu asfalt betonu, 40 mm koruyucu tabaka (ABM) ve 40 mm SMA köprü kaplaması olarak kullanılmıştır. Kaplaması 1995 yılında yapılmış olan köprüde kaplamanın 25 yıl ağır taşıt trafiğine hizmet vermesi beklenmektedir