Yol mühendisleri ve müteahhitler için özel ve kamu sektöründe yol performansını iyileştirmek daha ucuza daha dayanıklı sağlam yollar yapmak ve hatta sıkılaşan çevre yasalarıyla uyumlu olmak gittikçe zorlaşmaktadır. Bununla paralel olarak yolların uzun dönem performansını artırmayı amaçlayan geleneksel metotlar zamanla daha maliyetli hale gelmektedir. Dahası geleneksel yol yapım ürünlerinin fiyatları gün geçtikçe artmakta ve nakliyesi yüksek maliyetlere ulaşmaktadır.
Uzun yıllar boyunca, yol mühendisleri kireç, çimento gibi maddeleri toprağın yerel özelliklerini ve kalitesini geliştirmek için kullanmışlardır. Ancak bu eklentilerin maliyetleri de son yıllarda artmıştır. Bu durum alternatif türdeki düşük maliyetli toprak özelliğini iyileştiren ürünlerin icat edilmesi ve geliştirilmesi yönündeki kapıları sonuna kadar açmıştır.
Toprak stabilizatörleri yol altyapısındaki toprağı istenilen mühendislik uygulamasına göre gözle görülür derecede yerinde iyileştirmektedir. Sonuç ise daha iyi ve daha yüksek taşıma kapasitesine sahip uzun ömürlü ve düşük geçirgenlikli yol zeminleridir.
Toprak stabilizasyon teknolojisi yerel toprağın mekanik özelliklerini iyileştirerek daha sağlam ve dayanıklı olmasını sağlar. Bu konuda gelişmiş ülkelerin ulaştırma bakanlıkları ve bağımsız araştırma kuruluşları bu yeni teknolojinin güvenirliliğini test etmiş ve onaylamışlardır. Ayrıca yıllardır gelişen bu teknolojiyle dünya çapında birçok uygulayıcı bu metodun maliyet avantajından faydalanmış ve rakiplerine karşı belirgin bir üstünlük kurmuşlardır. Dünya Bankası’nın gelişen ülkelerde kırsal kesimlerde yol yapımında kabul ettiği metotlardan biridir.
Sonuç olarak bu yeni toprak stabilizasyonu teknolojisi dünyada hem kaplamalı veya kaplamasız yol inşasında hem de mevcut yolların rehabilite edilmesi ve iyileştirilmesinde gün geçtikçe daha yaygın kullanılmaktadır. Amerika ve Kanada’nın dahil olduğu 30’dan fazla ülkede denenmiş ve mükemmel sonuçlar sağlanmıştır.
Sıvı toprak stabilizatörlerinin yol yapımında kullanılmasında her aşamada maliyetlerden tasarruf edilir. Toprak yerel malzeme ile iyileştirildiği için nakliye maliyeti yoktur. Kompleks makinelere gerek yoktur. Minimum düzeyde bir eğitimle uygulanabilir ve gerekli işçi niteliği düşüktür. Bakım masrafları geleneksel metotlara göre daha azdır.
Sıvı toprak stabilizatörleriyle mevcut toprak inşaat için faydalı malzeme haline gelir. Sert zemini bulma zorunluluğu olmadığı için büyük ölçekli kazı çalışması gerektirmez. Nakliye gereksinimi de minimum düzeydedir. Yolun trafiğe açılmadan sağlamlaşmasını beklemek için günlerce beklemeye gerek yok. Sadece dakikalar sonra yol trafiğe açılabilir.
– Sert zemine inilene kadar yol yatağının kazılması gerekir. Ortaya çıkan nebati toprağın uzak mesafelere nakliyesi gerekir.
– Alt temelin üzerine plantmix, bitümlü temel ve binder gibi tabakaların serilip sıkıştırılması gerekir.
– Nihayetinde asfalt veya beton gibi aşınma tabakası serilir.
– Sert zemine inmek için yol yatağının kazılması gerekmez dolayısıyla nebati toprağın uzak mesafelere nakliyesi söz konusu değildir.
– Stabilizasyon için yerel toprak kullanılır. Uzak mesafelerden stabilize çekilmesine gerek yoktur.
– Sıvı toprak stabilizatörü eklenerek mevcut toprak yerinde iyileştirilir
– İsteğe bağlı olarak asfalt veya beton gibi aşınma tabakası serilir
– Yerel toprak dolgu malzemesi ile değiştirilir veya stabilizasyon için kireç, çimento gibi katkı maddelerinin eklenmesi gerekir.
– Öngörülemeyen maliyetler söz konusudur. Örneğin sert zemine ulaşılma mesafesi gibi.
– Stabilizasyon kalıcı değildir ve nispeten daha kısa ömürlüdür.
– Katmanlara nüfuz eden su, temel tabakalarının dengesinin ve stabilizasyonunun bozulmasına neden olur.
– Özellikle yağmur sonrası yüzey bozulmaları kaçınılmazdır.
– Yazın toz kontrolü başlı başına bir sorundur.
– Yerel toprağın değiştirilmesi gerekmez, mevcut toprak yerinde iyileştirilir (bazı durumlarda toprağa kil veya kum eklenmesi en elverişsiz toprağı bile iyileştirilebilir)
– Temel tabakasının stabilizasyonu zamanla bozulmaz aksine iyileşir
– Uzun dönemli stabilizasyon sağlar
– Erozyon ve yolda çökme yaşanmaz
– Suyun tabakalara nüfuz etmesi ve hasar vermesi kalıcı olarak önlenir
– Yolun donmaya karşı direnci artar
– Geleneksel metotlara göre daha kolay ve kısa sürede uygulanabilir
– Maliyeti daha düşüktür
– Ağır dolgu malzemelerinin nakliyesi gerekmediği için nakliye masrafı çok düşüktür
– Çevreye karşı duyarlıdır
Yollar inşa edilirken yerel toprağın stabilize edilmesi inşaatın başarısı için önemli bir faktördür. Bu tür uygulamalar için göz önüne alınması gereken üç temel dizayn parametresi vardır:
– Toprağın karakteristikleri
– Uygulanan kuvvetler
– Çevre etkileri
Üzerine inşa edilecek olan yolun performansı toprağın üç temel özelliğine bağlıdır. Bunlar:
– Taşıma kapasitesi: Yolun ilettiği yükü alt taban taşıyabilmelidir. Taşıma kapasitesi sıkıştırma oranı, nem içeriği ve toprak tipiyle ilişkilidir. Çok fazla deformasyona uğramaksızın yüksek miktarda yük taşıyan toprak iyi olarak nitelendirilir.
– Nem İçeriği: Nem alt taban ve temelin yük taşıma kapasitesi, çekme ve kabarma gibi bazı özelliklerini etkiler. Genel olarak nem içeriği yüksek topraklar yük altında daha fazla şekil değiştirirler ve yüke daha dayanıksızdırlar.
– Çekme ve şişme: Topraklar nem içeriklerine göre çekme veya şişme yaparlar. Çekme, şişme ve buzlanma üzerlerinde inşa edilen her tür yapıyı deforme etme ve çatlatma potansiyeline sahiptir.
Yol mühendisleri geleneksel metotlarla yol yaparken sert zemine ulaşmak için belirsiz bir derinliğe inmek veya yolu ekstra güçlendirilmiş katmanlarla tasarlamak zorunda kalırlar. Böylece yol yapım çalışmaları önceden öngörülemeyen maliyetlerle çok masraflı bir hale gelir. Bu sorun kimyagerleri yolun taşıma kapasitesini artıracak yeni ürünler bulmak konusunda teşvik etmiştir. Araştırmalar neticesinde bulunan bu yeni teknoloji kimyasallarla toprak yerinde sertleştirilerek taşıma kapasitesi kat kat artırılır ve ekstra maliyetlere gerek kalmadan yol stabilizasyonu çok daha öngörülebilir maliyetlerle tamamlanabilir.
Toprağın sertleştirme işleminin doğasını anlayabilmek için öncelikle toprağın içindeki kil parçacıklarının doğasını ve kilin su ile olan etkileşimini bilmek gerekir. Kil mineral yapısı itibariyle yüzeyinde elektrik yüklüdür. Aynı zamanda kil parçacıkları silika tabakalarından oluşmuştur ve kafes yapısına sahiptir. Bundan dolayı kil mineralleri ağırlığına oranla çok fazla bir yüzey alanına sahiptir. Kilin geniş yüzey alanı ve su ile olan elektrostatik etkileşimi neticesinde kil ile su arasında muazzam bir çekme kuvveti oluşur ve bunun sayesinde kilin kabarması ve çekmesi meydana gelir. Bu kuvvet o kadar fazladır ki kilin kabarması neticesinde binalar yerlerinden bile oynayabilir.
Kilin su ile olan bu etkileşimi topraktaki diğer unsurlar olan kum ve siltten kili farklı kılar ve ona plastiklik özelliği verir. Dolayısıyla kilin ıslak haldeki yapışkan özelliği ve çakılı, kumu ve silti birbirine yapıştırıcı özelliği sayesinde çakılın şekillendirilebilmesi ve sıkıştırılabilmesi mümkün olabilmektedir. Yol problemlerinin büyük bir kısmının temelinde su ile kilin bu etkileşimi rol oynamaktadır. Yolun ıslanma ve kuruma döngüsü kilin kabarması ve çekmesi neticesinde yolun çatlamasını netice verir. Yüksek nem oranı yüksek kil içeriğine sahip çakılları çok yumuşak ve plastik hale getirir ve yağmurlu havalarda yolun çamurlanmasına sebep olur.
Diğer taraftan yetersiz kil oranı veya yeterince sıkıştırılmamış toprak kuru havalarda toza neden olur. Sıvı toprak stabilizatörleri kilin yapısını değiştirerek su ile bağlanmasını engeller. Bu şekilde suyu çeken bir doğaya sahip olan kilin, suyu iten bir yapıya dönüşmesini sağlar.
Ayrıca sıvı toprak stabilizatörleriyle iyileştirilen toprağın sıkıştırılması neticesinde kil partikülleri daha fazla birbirine yaklaşarak aralarında boşluk kalmayacak şekilde dizilirler, toprak yoğunluğunda belirgin bir artış sağlarlar ve daha iyi parçacık kilitlenmesi oluştururlar. Bu sayede yolun taşıma kapasitesi önemli ölçüde artış gösterir ve yıpranma azalır. Meydana gelen bu iyileştirme kalıcıdır. Sıvı toprak stabilizatörleri su ile kilin etkileşimini azaltır ve kilin çekme kabarma özelliklerini yok eder.
Sıvı Toprak Stabilizatörü Özellikleri:
– Suda çözünür ve tortu yoktur.
– Yanmazdır.
– Asit değildir.
– Zehirsiz ve güvenlidir.
– Çevreyle dosttur.
– Raf ömrü süresizdir.
Uygulama yapılacak yol istenilen derinlikte (genellikle 150-200 mm) greyder yardımıyla kazılır. Bu aşamada greyder, rototiller veya disk harrow kaba materyalleri ufalamak için kullanılır.
Stabilizatör su dolu tankere belirlenen miktarda eklenir. Daha sonra bu karışım toprak yüzeyine eşit miktarda dağılım gösterecek şekilde püskürtülür.
Stabilizatörü toprağa eşit şekilde yaymak ve optimum neme getirmek için belirtilen derinlikte çok iyi bir şekilde karıştırmak gerekir.
Optimum neme getirilen stabilizatör eklenmiş toprak gereken yol eğimi verilip düzeltildikten sonra silindir yardımıyla sıkıştırılır. Sıkıştırma miktarının gereksinimleri karşıladığına dikkat edilmelidir.
Ocaktan alınan materyal Plentte elendikten sonra kamyona aktarılır.
Kamyondan beton santraline aktarılan materyal santralin haznesinde belirli orandaki stabilizatör ve su ile birlikte karıştırılır.
Homojen bir şekilde karışımı sağlanan materyal beton santralinden kamyona aktarılır.
Karıştırılan materyal beton santralinden alındıktan sonra finishere aktarılır ve yola serilir.
Optimum nem seviyesine getirilen materyal gereken yol eğimi verilip düzeltildikten sonra silindir yardımıyla sıkıştırılır. Sıkıştırma miktarının gereksinimleri karşıladığına dikkat edilmelidir.
Turkish
English
Kazakh
Russian