Yrd.Doç.Dr Muhammet Vefa AKPINAR, PhD, P.E. Cell phone: 05558267119 School: +0904623774011 mvakpinar@yahoo.com Desteklenen Araştırma Projeleri Proje adı: Karayolu Alttemel Dolguların Güçlendirilmesinde Optimum Geogrid Açıklığının ve Agrega Çapının Araştırılması Proje Türü: TÜBİTAK (124.000 YTL), Kod: 106M423 Yürütücünün Adı ve Soyadı: Yrd. Doç.Dr. Muhammet Vefa AKPINAR Yürütücülerin Adı ve Soyadı: Yrd. Doç.Dr. Murat EKİNCİ Arş.Gör. Tuba SERT Yüksek Mühendis Öner ÖZGÜR Ortak Kurum T.C. Karayolları 10. Bölge Müdürlüğü Devam Ediyor/Etmiyor: Ediyor Yılı: 2007 Kısa Özet Son yıllardaki trafik dingil yükünün artışından dolayı, mevcut yollarda kayma ve oturma belirtileri görülmektedir. Geogrid gibi geosentetik güçlendirici malzemelerin kullanımı, bu problemlerin önemli derecede azaltılmasına çözüm sunmaktadır. Alttemel tabakasında güçlendirme amacıyla kullanılan geogridler, bu tabakanın kalınlığının azaltılması aynı zaman da uzun ömürlü olmasını sağlamaktadır. Karayolların alttemel tabakasının güçlendirilmesinde uygun olarak tasarlanmış geogridler yüksek gerilmeleri karşılamaktadır. Fakat son yıllardaki çalışmalar geogridlerle güçlendirilmiş alttemel tabakalarında kaymaların olduğu rapor edilmiştir. Birçok deneysel çalışmalar sertlik, birim şekil değiştirme oranı, geometri, uygulanan normal basınçlar, ve zemin özellikleri gibi farklı parametrelerin kayma mukavemeti üzerinde önemli etkilerinin olduğunu göstermiştir. Teklif edilen bu çalışmanın ana gayesi alttemel tabakalarında maksimum kayma mukavemeti elde etmek için optimum agrega çapları ve geogrid açıklıklarını bulmaktır. Bu amaçla Karadeniz Teknik Üniversitesi Ulaştırma ve Geoteknik Laboratuarı nda farklı açıklıklara sahip geogrid ve aggrealar üzerinde özel olarak tasarlanmış pullout düzeneğinde testler yapılacaktır. Dijital görüntüleme teknikleri ve sonlu elemanlar yöntemi yardımı ile kırılma modları ve deformasyonlar ölçülecek, uzun ve kısa vadede geogridlerin performanslarının gözlenmesi için arazi çalışmaları yapılacak ve bunlar laboratuar çalışma sonuçlarıyla kıyaslanacaktır. Geogrid açıklıklarının yol performansı üzerindeki etkileri arazide gözlemlenecektir. Özellikleri: Hem pullout hem kesme kutusu test bir arada. Yaklaşık 1m 3 test haznesi, Türkiyede ilk defa bu boyutta test, Görüntü tekniği dünyada ilk defa, Kalibre edilmiş. 40 tane test yapıldı, ölçüm cihazların kalibrasyonu yeni (Japonya).
Şekil Taşıma ve şev kayma problemi beraber.
LVDT Çekme pistonu ve yük hücresi LVDT Basınç pistonu, plakası ve yük hücresi Ray sistemi Pencereler:Görüntü tekniği Geogrid deplasman hesabı Şekil 1. Oluşturulan pullout test düzeneği ve parçaları.
(a) Düşey yükleme (b) yatay çekme Şekil. Deney esnasında (a) toprak malzemeye dikey basınç ve (c) geogrid malzemeye yatay çekme kuvvetlerin uygulanması
Numuneler: Geogrid Şekil. Pullout deneme testleri sonucu geogrid numunede farklı noktalarda oluşan yırtılmalar.
(a) 1,5*1,5 cm göz açıklıklı (b) 3*3 cm göz açıklıklı (e) 4*4 cm göz açıklıklı (f) 5*5 cm göz açıklıklı Şekil. 4 farklı göz açıklığına sahip geogridlerin rulo halde ve yakından görünüşü
Düzenekte Kullanılan Ölçüm Cihazları 5 cm çaplı 1 MPA kapasiteli basınç ölçer. 20 cm çaplı 1 MPA kapasiteli basınç ölçer -5000 ile +5000 micro strain arası ölçüm alabilen birim şekil değiştirme ölçer -1500 ile +1500 micro strain arası ölçüm alabilen asfalt kaplama birim şekil değiştirme Ölçer. 10, 50, 100 cm ölçüm kapasiteli potansiyometrik cetvel. 20 ton kapasiteli basınç-çekme yapabilen load cell. 5 cm (a) (b) (c) (d) (e) (f) Şekil. Pullout Deney Düzeneğinde kullanılan ölçüm cihazlarından görüntüler
(a) (b) Şekil. Pullout Deney Düzeneğinde kullanılan 20 ton kapasiteli düşey (a) ve yatay (b) konumlandırılmış yük hücreleri.
Şekil. Geogrid seviyesinin altına basınç ve birim şekil değiştirme ölçerlerin yerleştirilmesi.
(a) Üstten görünüş (b) Profilden Görünüş ( c) geogrid serimi Şekil. Pullout kutusunun ortası ve köşelerine sensörlerin yerleştirilmesi ve geogrid (deneme amaçlı farklı numune kullanıldı) serilmesi.
308 206 208 306 202 204 303 203 207 302 201 205 304 (a) Plan görünüş 1 (Geogrid seviyesinin 10 cm altı) 305 307 301 (b) Plan görünüş 2 (Geogrid seviyesinin 10 cm üstü) Zemin Malzeme 301 307 305 10 cm 308 302 10 cm 202 203 206 201 303 208 207 208 205 306 304 (c) Pullout kesit görünüş Şekil 7. Pullout Deney Kutusunda sensörlerin plan ve kesitte yerleşimleri.
Kalibrasyon Kontrolü Deneye başlamadan önce deneyde kullanılacak sensörlerin kalibrasyonu deney öncesi kontrol edilmektedir. Veri almaya başlamadan önce sensörler bağlanıp en az 25 dakika ortam ısısına uyum sağlayana kadar beklenir. Yazılım sistemi voltaj olarak değer okumaktadır. Okunan bu voltaj değerleri, adım sayısı olarak kalibrasyon düzeltme ekranında yer alır. (a) (b) Şekil. Kalibrasyon görüntüleri
Basınç (MPa) Arazi Veri Toplama: (a) 0-0,02-0,04-0,06-0,08-0,1-0,12-0,14-0,16-0,18-0,2 0 5 10 15 20 Zaman (sn) Şekil 11. Arazi Alttemel Sıkıştırmasında Uygulanan Basınç- Zaman Grafiği (b) Şekil. (a) Arazide yol alttemel tabakasına yerleştirilen 20 cm çaplı basınç ölçer ve silindirin üzerinden geçmesi, (b) geçerken oluşturduğu Basınç-Zaman Eğrisi
Görüntü İşleme Tekniği (KTÜ Bilgisayar Bölümü ile Ortak Araştırma) Geogrid Uzaması ve Taşların Yerdeğişimi Şekil. Program çıktısı.
Şekil 15. Nesne nitelendirme. Şekil. Farklı eşik değerlerinde önplan olarak elde edilen çakıl taşları (a) (b) Şekil 16. Kenar Bilgileri
Farklı testler