7. ORMAN YOLLARI TEMEL BİLGİLERİ

Transkript

1 7. ORMAN YOLLARI TEMEL BİLGİLERİ 7.1. ORMAN YOLLARININ PROJELENDİRİLMESİNDE TEMEL ESASLAR Orman yollarında araç sayısı ve yoğunluğu bir yandan iletmeye açma olanının büyüklüğüne ve yerine, diğer yandan yolun fonksiyonlarına bağlıdır. Bu nedenle araç sayısı ve yoğunluğu yerleşme alanlarına yakın olan yerlerde ve görevi çok olan yollarda, dağlık havzadaki bir yola göre fazladır. Orman yollarında yıllık araç sayısı ortalama arasında değişir. Bu nedenle tek şeritli olarak planlanır ve inşa edilirler Orman Yollarında Hız Kavramı Orman yollarında, yol üzerindeki araçların hızlarının yüksek olması son derece önemli bir özellik değildir. Zira orman yolları tek şeritli dağlık arazilerde yapılan yollar olduklarından güvenlik kriteri hız kriterinden daha fazla önem arz eder. Ancak bununla birlikte orman yollarında iki hız kavramı söz konusudur. 1.İşletme hızı (V I ) 2.Proje hızı (V p ) İşletme hızı (Vi) İşletme hızı, bir yol parçasının bütün elemanlarının güvenli bir şekilde geçilebileceği hızdır. Yolun geometrisi rahatlık ve güven için ölçü olarak kabul edilirse işletme hızı buna göre teorik bir ölçüdür. İşletme hızı proje elemanlarının sınır değerlerini belirlemeye hizmet eder. Enine eğim - Minimum kurp yarıçapı Kurplarda yol genişliği - Maksimum eğim - Görüş uzaklığı (İşletme hızının proje elemanlarına etkisi)

2 Bu proje elemanlarından da anlaşılacağı üzere işleme hızı kavramının Min.<V İ < Max değerleri vardır. Buna göre max. ve min. Hızlardan anlaşılan şunlardır: V İ min = Yolun özelliğini önemli ölçüde etkilemeyecek sınır değerde tutulan hız. V İ max = Planlamaya güvenlik açısından ekonomik olabilecek sınırda kalan işletme hızıdır. İşletme hızının bu sınır değerleri arasında kalan değeri şu kriterlere göre belirlenir. - Yolun önemi, - Arazinin yapısı, - Ekonomik koşullar, - Yol üzerinde seyredecek araç sayısı, Bir yolda seyreden araç sayısı arttıkça geometrik standartlar ve diğer koşullar aynı kaldığı sürece o yolda güvenle yapılabilecek hızın düşeceği açıktır. Bu yüzden işletme hızı, yolun hizmet düzeyini ortaya koyan önemli bir unsurdur Proje hızı (Vp) İlgili yol parçasının söz konusu elemanlarının güvenli bir şekilde geçebileceği hızdır. Bütün bir yol için belirlenen ve sabit tutulan işletme hızına karşılık proje hızı değişkendir. Yolun (kurp) yarıçapına ve yolun eğimi tarafından belirlenir. Vp (km/h) P (%) r (m) Şekil 3.1.Kurp yarıçapına bağlı olarak Proje hızının değişimi V = Ü / Q.P Şekil 3.2.Proje hızının yolun eğimine bağlı olarak değişimi Vp Ü = Motorlu aracın gücü (PG-PS) Q = Yüklü aracın ağırlığı (kg) P = Yolun eğimi (%) V = Proje hızı (km/saat)

3 7.2. Orman Yollarında Eğim Kavramı Orman yollarının projelendirilmesi sırasında yol eğiminin seçiminde belli sınırlar arasında kalmak koşulu ile serbestlik vardır. Nakliyata uygun bir yolun yapımı için önemli olan ilk koşul, yolun sınıfına ve yol üstünde yapılacak taşımanın biçimine uygun bir eğim oranının belirlenmesi ve bu oranın yol boyunca doğru olarak uygulanmasıdır. Eğim, harita veya arazi üzerinde iki nokta arasındaki yükseklik farkının yatay mesafeye oranı olarak tanımlanır. Yüzde (%) veya açı ile gösterilir. Örneğin, bir yol %5 eğim ile çıkılıyor denildiği zaman, bu yolun 100 m yatay mesafede 5 m yükseldiği anlaşılır. 5º eğimli yol denildiği zaman yatayla 5º lik açı yaparak yükselen ya da alçalan bir yol anlaşılır. Örneğin; iki nokta arasındaki yükseklik farkı 12 m ve aralarında yatay mesafe 120 m ise eğim şu şekilde bulunur: B H=12m A 10,0 L = 120m P / 100 = H / L P = (H / L). 100 P = (12 / 120). 100 P = 10 => %10 olarak bulunur Eğimin açı olarak ifade edilmesi durumunda bir orman yolunun eğimi şu şekilde bulunur:

4 B A α 100 P H tanα = P / 100 = H / L P = tanα. 100 α = 4 için eğim P = 0, P = %6,9 olarak bulunur. L Yukarıdaki ifadelerden anlaşılacağı üzere eğim transport yani taşıma yönündeki iniş ve çıkışlardır. Bunun için eğim seçiminde, aracın çekişi uzun mesafelerde zorlanmayacak, hızından önemli ölçüde kaybetmeyecek ve yük kapasitesinden de bir düşme olmayacak şekilde seçilmelidir. Bu nedenlerden dolayı da yol geçkisi boyunca eğim kırıklıklarından kaçınılmalı ve bu kırıklıklar yavaş yavaş giderilmeye çalışılmalıdır. Zira keskin kırıklıklar taşımayı güçleştirdiği gibi ayrıca yolda ve taşıtlarda onarım giderlerini yükseltir. Bunun için eğimler arasında ki değişim yani birinden diğerine geçiş %2-3 den fazla fark göstermemelidir Orman Yollarında Uygulanan Eğim Oranları Orman yollarında eğimin yüksek olması yüklü aracın kumanda edilmesi, frenlenmesi ve yükün dengelenmesi açısından problemler ortaya çıkarır. Yine eğimin yüksek olması orman yollarının bakım giderlerini arttırır, yol platformunda üst yapının bozulmasına, yıkanarak erozyona uğramasına ve yol kenarlarındaki hendeklerde oyuntuların oluşmasını ortaya çıkarır. Bu sebeplerdendir ki eğim değerleri bakımından şu esaslara bağlı kalmak gerekir. 1. Her iki yöne doğru kamyonla orman ürünleri taşıması yapılan orman yollarında uzun mesafeler söz konusu olduğunda eğim %6 I, kısa mesafelerde %10 u aşmamalıdır.

5 2. Yüklü kamyonlarda yamaç aşağı nakliyatın yapılması ve boş kamyonların yukarı doğru orman alanına çıktığı transport şeklinde eğim %10 u geçmemelidir. Ancak kış nakliyatının söz konusu olduğu yerlerde eğimin mümkün olduğunca düşük tutulması gerektiği unutulmamalıdır. 3. Yollar boyunca eğimsiz (%0 eğimli) uzunluklardan imkan ölçüsünde kaçınılmalıdır. Çünkü bu uzunluklar içerisinde yağmur suları akmamakta ve uzunca süre yol üzerinde kaldıklarından nakliyat sırasında yolun bozulmasına sebebiyet vermektedir. Bu nedenle böyle düşük eğimlerin kullanılması bazı koşullara bağlıdır. Bunlar, suların akıtılmasının en iyi biçimde gerçekleştirilmesi, yolun kazı içinde olması yani yolun her iki yanındaki arazinin daha yüksek olmaması, yol üzerinde rüzgar ve güneş etkisinin olmaması halleridir. Ancak her şeye rağmen %0 eğimden kaçınılamıyorsa yolun enine kesiti bombeli (balık sırtı) olmalıdır. 4. Laselerde ve düşük yarı çaplı kurplarda eğimin %5 i geçmemesine özen gösterilmelidir. 5. Uygun olmayan zemin şartlarında (zeminin aşırı killi olması gibi) ve orman yolunun üst yapıya sahip olmaması veya zayıf bir üst yapıya sahip olması halinde eğim değeri en az %2-3 olmalıdır. 6. Sürütme ve traktör yollarında uygulanacak en uygun eğim oranları, sürütmenin kolaylıkla ve ekonomik olarak yapılabilmesi için iniş aşağı %6 dan daha az olmamalıdır. Ancak bu değer %20 yi de geçmemelidir. 7. Özellikle peyzaj ve turizm açısından orman içinde ana ve tali yollardan ayrılarak orman içine giren yaya yolları düşünülüyorsa o zaman yaya yollarının eğimleri yükseklik kazanılmak isteniyorsa %8-15 arası olabilir. Ancak belli bir yükseklik kazanıldıktan sonra arazi yapısı nedeniyle eğim %1 e kadar düşürülebilir Aksi Eğim Ve Taşıma Üzerine Etkisi Bir yolda veya yolun bir kısmında iniş ve çıkışlar birbirini izlediği takdirde bir yolda aksi eğim (ters eğim) var demektir. Aksi eğimin taşıma üzerine olan etkisi; bir yükün bir kez aksi eğimsiz bir kez de aksi eğimli yolda taşınması sonucu yapılan işlerin farkına eşittir. İş = Yük X Yükseklik

6 E D 2h2 h3 B h2 C h1 A Şekil 3.3. Aksi eğimin etkisi A-B-C-D Ters Eğimli Yolla D Noktasına gidilirken yapılan iş A1 = Q (h1+h2) + Q (h2) + Q( h2 + h3) A1 = Q (h1+h2+ h2+ h2+ h3) A1 = Q (h1+ 3h2+ h3) A-D Ters Eğimsiz Gidilmesi Durumunda Yapılan İş A2 = Q (h1+ h2+ h3) Buna göre iş farkı; ΔA = A1-A2 ΔH = 2Qh2 yani 2h2 yüksekliğindeki E noktasına ulaşabilmesi demektir. Belli bir uzunluk içindeki ters eğim; yükün bu uzunluğu geçmesi için yapılması gereken işin iki katı kadar iş kaybına neden olmaktadır. Oysaki kaybedilen bu iş miktarıyla E noktasına çıkılabilirdi (Şekil 3.3). Bununla birlikte, genel yolların yapımında özellikle yerleşim yerlerini birbirine bağlamak amacı için ters eğimden kaçınılamadığı, kardinal noktaların birleştirilmesi gereken durumlarda en fazla 500 m içinde kalmak koşuluyla %7, daha uzun mesafeler için %6 ters eğime izin verilebilir Enine Eğim (Dever)

7 Orman yolları, araçların üzerinde yüksek hız yaptıkları yolları değillerdir. Ancak orman ürünlerinin tüketim noktalarına ulaştırılmasını sağlayacak kapasite ve teknik özelliliklere sahip olmalıdırlar. Hızdan ziyade güvenli transportun esas olduğu orman yollarında geniş yarıçaplı kurplarda ve düşük hızlarda araların kurp içersinde dönüşü bir sorun teşkil etmez. Ancak belli bir kurp yarıçapında hızın artması veya sabit hızda yarıçapın düşmesi halinde araç dönüş sırasında merkezkaç kuvvet etkisi ile kurp dışına itilmeye zorlanır. Bunu önlemek için kurp içindeki yolda kurp merkezine doğru enine eğim vermek suretiyle dışa doğru etkiyen merkezkaç kuvveti yenmeye çalışılır (Şekil 3.4). F M Şekil 3.4. Merkezkaç kuvvetinin taşıta etkisi Merkezkaç kuvveti (F) - hızın karesiyle doğru - aracın ağırlığıyla doğru - yarıçapla ters orantılıdır. Merkezkaç kuvveti taşıt üzerinde devirme ve savurma (kaydırma) etkisi gösterir.

8 W W α F α F P α P Merkezkaç kuvvetini dengeleyen enine sürtünme kuvveti N N W = aracın ağırlığı F = Merkezkaç kuvveti P = Merkezkaç kuvveti dengeleyen enine sürtünme kuvveti N = Zeminim araca uyguladığı mukavemet kuvveti Şekil 3.5. Araca etkiyen kuvvetler ve kuvvetlerin Kurp ta ki durumu Bunu engellemek için kurp içlerinde kurp merkezlerine doğru yola enine eğim (dever) vermek suretiyle merkezkaç kuvveti yenmeye çalışılır. Özellikle güvenlik açısından gerekli olan bu enine eğim aracın hızına ve kurbun yarıçapına bağlı olarak şöyle değişim gösterir. Tablo 1.Yarıçap ve aracın hızına bağlı olarak yol enine eğiminin değişimi YARIÇAP (m) ARAÇ HIZI km/h >15 0 V=20 km/h V=30 km/h V=20 km/h Orman Yollarında Yatay Kurplar Orman yollarının planlanmasında yatay ve düşey olmak üzere iki tür kurpdan bahsedilir Yatay kurplar yol geçkisi sırasında uygulanmasına karşılık düşey kurplar boyuna profilin çizilmesinde eğim kırıklıklarının birleştirilmesinde uygulanır. Burada yatay kurplar üzerinde durulacaktır.

9 Geçki etüdü sırasında doğrultulmuş sıfır poligonunda kırıklık gösteren yerlerde geçişi uygun yarıçapta seçilmiş dairesel kurplarla gerçekleştirilir. Buna göre genel olarak yol geçkilerinde dairesel kısımlara kurp, doğrusal kısımlara ise aliyman denir Yatay Kurpların Sınıflandırılması Kurplar yol güzergahında birbirleriyle oluşturdukları kombinasyonlara göre adlandırılarak sınıflandırılırlar. a) Basit Dairesel Kurplar; Yol güzergahındaki kırıklığı gidermek için planlanan bir tek kurba basit kurp denir (Şekil 3.6). İki alinyimanı birbirine bağlayan kurplardır. T a β θ γ t KO KB KS R α/2 M α/2 Şekil 3.6. Basit dairesel kurp b) Ters Kurplar; Ortak bir teğetin iki tarafında bulunan iki basit dairesel kurptan oluşan kurplardır (Şekil 3.7).

10 T1 γ γ/2 γ/2 M r1 r1 M T2 Şekil 3.7. Ters kurplar c) Aynı Yönlü Bileşik Kurplar; Merkezleri aynı olan iki kurbun birleşmesiyle oluşturulan bileşik kurplardır (Şekil 3.8). T r1 r2 r1 M r1=r2 r2 Şekil 3.8. Aynı yönlü bileşik kurplar d) Aksi Yönlü Bileşik Kurplar; Merkezleri birbirine zıt ancak, bir kurbun başlangıcı bir önceki kurbun bitişiyle çakışıyorsa böyle bileşik kurplara aksi yönlü bileşik kurplar denir (Şekil 3.9).

11 M r1 KB r1 T2 KS KB T1 r2 KS r2 M Şekil 3.9. Aksi yönlü bileşik kurplar Orman yollarında değişik kurp yarıçapları uygulanmaktadır. Uygulanan kurp yarıçapları için şu kriterler söylenebilir; 1. Yalnız yakacak odunu taşıması yapılan yollarda en küçük kurp yarıçapı 15 m den az olamaz. 2. Kısa tomrukların taşınacağı yollarda en küçük kurp yarıçapı 20 m den az olamaz. 3. Uzun tomrukların taşınacağı ormanlardaki yollarda ön ve arka aksları dönebilen araçlarla taşıma için en küçük kurp yarıçapı 25 m, sadece ön aksı dönebilen araçlar için en küçük kurp yarıçapı 40 m den az olamaz (Erdaş1997). 202 Sayılı Tebliğe göre (Anonim, 1984). Yol Tipi r min (m) Ana Orman Yolu 50 A Tipi Tali Orman Yolu 35 B Tipi Tali Orman Yolu Traktör Yolu 8 Kısaca kurp yarıçapı kamyon iki katından düşük olamaz. Ayrıca kurp yarıçapı aracın hızına da bağlıdır. Hızına göre kurp yarıçapının değişimi aşağıda tablo halinde gösterilmiştir.

12 Tablo 2. İşletme hızına göre kurp yarıçapının değişimi İŞLETME HIZI km/h MİNİMUM KURP YARIÇAPI (r min ) m Orman Yollarında Laseler Laseler, yarıçapı çok küçük (8-12 m) ve merkez açıları çok büyük olan (α > 144º yani α > 160 grad) kurplar olarak tanımlanırlar (Şekil 3.10). Laseler, genellikle oldukça zor ve dik arazilerde sıfır hattının yön değiştirmesinin gerektiği yerlerde planlanırlar (Erdaş 1997). Bir dağ tırmanışında çok fazla yükselti farkı olan yerlerde uygun eğimle oluşturulan kurplardır (Anonim,1984). Transport yönü LB γ LS Şekil Bir Lasenin Görünüşü Laselerin inşaatları çok pahalıdır. Çünkü, bu gibi çalışmalar büyük materyal taşınması, oldukça büyük miktarda kayaların parçalanması ve sanat yapıları gerektirir. Bu nedenle laselerde söz konusu en küçük yarıçapın seçimi için proje hızı değil lase üzerinde hareket edecek aracın özellikleri, laselerin yer ihtiyacı ve yapım giderleri etkili olur. Buna göre lase yarıçapında şunlar etkili olur. 1. Lase üzerinde hareket edecek en büyük aracın yükü, boyutları, aracın cinsi ve yapısı, 2. Yol platformu dışında araziye bağımlı yer imkanları. Orman yollarında en uzun emval olarak tomrukların taşınacağı düşünülürse l tomruk boyu olmak üzere; l = 16 m için r = 9 m l = 20 m için r = 11 m olarak belirtilebilir. Ancak, tek akslı araçların nakliyat yapması söz konusu olduğu yollarda 8 m ye kadar düşülebilir. Maksimum değeri 12 m dir.

13 7.7. Orman Yollarında Yol Genişliği Tek şeritli olan orman yollarında 3,5 4 m lik bir yol genişliği orman yolu olarak yeterli genişliktedir. Ancak çok dik arazi koşullarında ve kayalık arazilerde yol genişliği 3 m ye kadar düşürülebilir. Yol genişliği şu faktörlere bağlı olarak değişebilir. 1. Yolun önemi, 2. Aracın hızı, 3. Araçların genişliği, 4. Araçların yükleme genişliği, 5. Orman içi ulaşımın tek ya da çift şerit üzerinden yapılması, 6. Uygulanan kurp yarıçapları, 7. Taşınacak olan orman ürünlerinin boyu. Bu sayılanlardan özellikle kurp yarıçapının büyüklüğü değiştikçe, orman yollarının genişliği de buna bağlı olarak değişir (Şekil 3.11). Diğer bütün hallerde bütün maddeleri 4m lik yol genişliği güvenli bir şekilde karşılar. Çok dik arazi koşullarında ve kayalık arazilerde yol genişliği 3m ye kadar azaltılabilir. Aşağıdaki tabloda kurp yarıçapına bağlı olarak orman yollarında yapılması gerekli olan yol genişletme miktarı görülmektedir (Erdaş 1997). Tablo 3. Kurp yarıçapına bağlı olarak kurplarda yol genişliği KURP (M) YOL (M) YARIÇAPI GENİŞLİĞİ ,4 1,0 0,6 0,5 0,4 0,2 ---

14 Şekil Kurplarda yol genişliği Kurplar içerisinde yol genişletilmesi sırasında şu hususlara dikkat edilmelidir: - Genişletme bütün kurp boyunca yapılmalıdır. - Genişletme kurbun sağına ve soluna 0,5v olacak şekilde her iki yönde dağıtılmalıdır. - Kurp öncesinde kurp genişletilmesi için en az 10m önce başlamalı ve kurp bitiminden 10m sonra sona erdirilmelidir. - Kurpların birleştirilmesi sırasında ortak noktada daima daha büyük olan genişletme miktarı alınmalıdır. -Kurpların genişletilmesi yanında özel bir kurp olan laseler de genişletme aynı usule göre yapılmaktadır. 7.8 Orman Yollarında Karşılaşma Ve Dönüş Yerleri Karşılaşma yerleri Tek şeritli olarak yapılan orman yolları üzerinde yüklü olarak ormandan aşağıya doğru gelen araçlarla, boş olarak aşağıdan ormana doğru giden araçların birbiri yanından geçebilmeleri için belli yerlerde karşılaşma yerleri planlanmalıdır. Şekil Tek taraflı karşılaşma yeri Karşılaşma yerleri birbirin mümkün olduğunca görebilecek konumda m de bir uygulanmalıdır. Ancak kapalılığı tam sık bir ormanda m de bir planlanmalıdır.

15 Karşılaşma yerleri orman yollarında tek bir kamyon için boyutlandırılmıştır (Şekil 3.12, Şekil 3.13). Optik açıdan görüşün güvencede kalabilmesi için karşılaşma yerleri imkan ölçüsünde yolun bir tarafında kalmalı. Ayrıca sanat yapıları bulunmamalıdır (Erdaş 1997). Karşılaşma yerleri tek taraflı planlanabileceği gibi (Şekil 3.12), çift taraflı olarak da planlanabilir(şekil 3.13). Şekil Çift taraflı karşılaşma yeri Dönüş yerleri Dönüş yerleri öncelikle bir orman yolunun diğer bir orman yoluna bağlantısı olamadığı veya bir aracın dönüş yeri bulmak için çok uzun mesafeler alması gerektiği hallerde m aralıklarla planlanır. Dönüş yerleri tek ve çift taraflı planlanabilir (Şekil 3.14, Şekil 3.15). a) Tek Taraflı ddd a = 1,5-2 m; b = 7-8 m; c = 8-10 m Şekil Tek taraflı dönüş yeri e) Çift Taraflı

16 d = 1,5-2 m; e = 5 m; f = 5-7 m, g = 6 m; h = 6,5-9 m; i = 3,2 m Şekil Çift taraflı dönüş yeri Orman yollarında yolun sonunda dönüş yeri oluşturulması gerektiği durumda şekildeki gibi bir dönüş yeri yapılır (Şekil 3.16). Minimum kurp yarıçapı 10m den düşük olamaz ve gerekli yol genişliği kurp yarıçapına bağlı olarak verilir. Şekil Yol sonunda yapılması gereken dönüş yeri 7.9. Orman Yollarında Şevler Ve Şev Oranları Şevler, herhangi bir kazı veya dolduruda platform kenarları ile doğal zemin arasındaki eğik yüzeye verilen addır (Şekil 3.17).

17 Orman yollarında şev oranları Şekil Herhangi bir orman yolunda kazı şevi olsun, dolduru şevi olsun şevler; şev oranı olarak ifade edilir. Şev oranı bir şev üçgeninde yüksekliğin (h) tabana oranı şeklinde ifade edilir (Şekil 3.18, Şekil 3.19) Orman yollarının planlanmasında ve yapılmasında, kazılarda şev oranı 1:2, 1:1, 2:1, ve 3:2, olarak kullanılabilmektedir. Doldurular da ise en çok 2:3, 1:3 şev oranları kullanılmaktadır. Kayalık arazilerde şev oranı 10:1 olarak da alınabilir. Kazılarda şev oranı h buna göre genel anlamda kazı şevi 45º olarak kabul edilir. Kazılarda 1:1 Şekil Kazı şevi hesabı a Doldurularda 2:3 h a Şekil Dolduru şevi hesabı

18 şevlerin eğimi şu özelliklerine göre değişir. 1. Zeminin özelliğine göre 2. Kazının derinliğine göre 3. Zeminin içindeki suyun miktarına göre 4. Zeminin tabakalaşma durumuna göre 5. İnşaat zamanına göre 6. Hava etkilerine göre 7. Yolda taşıma yapan araçların büyüklüğüne yapısına ve taşıdığı yük miktarına göre değişir. Doğal şev açısından daha büyük açılara göre yani daha dik şevlerle şev yapılması gerektiği yerlerde bu gibi yerleri ve şevleri çimle kaplamak veya hızlı büyüyen ağaçlarla ağaçlandırmak gerekir.