Çeşitli katkı malzemeleri ile stabilize edilen yol taban zeminlerinin karayolu üst yapısına etkileri ve sürdürülebilirliği
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada, metakaolin (MK), cam tozu (CT), çöplük külü (ÇK), öğütülmüş pomza taşı (PT) ve kalsiyum lignosülfonat (KLS) gibi katkı malzemeleri ile alkali aktivatör çözeltisi (AAÇ) kullanılarak stabilize edilen killi (CL) ve kumlu (SP) zeminlerin, karayolu esnek ve rijit üstyapılarına etkileri ile sürdürülebilirlikleri incelenmiştir. Zeminlerin özellikleri, uygulanan labaratuvar deneyleri ile belirlenmiştir. Ardından katkısız CL ve SP zeminlerin yanı sıra, CL ve SP zeminlere sırasıyla MK, CT, PT, ÇK, KLS ve AAÇ ilave edilerek çeşitli karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan bu karışımlara standart Proktor, serbest basınç, CBR, kesme kutusu, donma-çözülme deneyleri gerçekleştirilmiş, ayrıca SEM, XRD, FTIR analizleri yapılmıştır. Yol tabanına uygulanan stabilizasyonun yol üstyapısına etkilerini değerlendirmek amacıyla, esnek ve rijit yol üstyapı tabaka kalınlıkları hesaplanmış, yapım maliyetleri karşılaştırılmış ve ilk yapım esnasındaki CO? salınımına dayalı sürdürülebilirlik analizi yapılmıştır. Ayrıca, Plaxis programı kullanılarak stabilizasyonun üstyapıya etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, uygulananan deneyler neticesinde en yüksek mukavemet değerleri elde edilen stabilizatör oranları CL'ye ağırlıkça; %6 MK, %9 CT, %6 PT, %12 ÇK, %0.5 KLS, SP'ye ağırlıkça; %12 MK, %12 CT, %9 PT, %12ÇK, %1.5KLS, AAÇ eklenmiş CL'ye ağırlıkça; %9MK, %6 CT, %9 PT, %9 ÇK, AAÇ eklenmiş SP'ye ağırlıkça; %15 MK, %9 CT, %12 PT, %12 ÇK, AAÇ4M eklenmiş; CL'ye ağırlıkça %1 KLS ve SP'ye ağırlıkça %2 KLS olarak belirlenmiştir. Tespit edilen katkı oranları ile stabilize edilen zeminler sayesinde, esnek ve rijit üstyapı tabaka kalınlıklarının ve buna bağlı maliyetlerin azaltılabileceği, ayrıca bu tasarımların sürdürülebilir olduğu belirlenmiştir. Ancak, %12CT'li esnek ve rijit üstyapı, %12MK, %15MK+AAÇ'li esnek üstyapı tasarımlarında tasarruf sağlanamadığı, %9MK+AAÇ'li esnek üstyapı tasarımının sürdürülebilir olmadığı belirlenmiştir.
In this study, the effects and sustainability of stabilizing clayey (CL) and sandy (SP) soils using additive materials such as metakaolin (MK), glass powder (CT), landfill ash (ÇK), ground pumice stone (PT), and calcium lignosulfonate (KLS), together with an alkaline activator solution (AAÇ), on flexible and rigid pavement structures were investigated. The properties of the soils were determined through laboratory tests. Then, in addition to untreated CL and SP soils, various mixtures were prepared by adding MK, CT, PT, ÇK, KLS, and AAÇ to CL and SP soils. Standard Proctor, unconfined compressive strength, CBR, direct shear, and freeze-thaw tests were conducted on these mixtures, along with SEM, XRD, FTIR analyses. The impact of stabilization on pavement performance was evaluated by calculating layer thicknesses, comparing construction costs, and analyzing CO? emissions during initial construction. Plaxis software was used to model structural behavior. The optimal additive ratios (by weight) yielding the highest strength were: for CL: 6% MK, 9% CT, 6% PT, 12% ÇK, 0.5% KLS; for SP: 12% MK, 12% CT, 9% PT, 12% ÇK, 1.5% KLS; for CL with AAÇ: 9% MK, 6% CT, 9% PT, 9% ÇK; for SP with AAÇ: 15% MK, 9% CT, 12% PT, 12% ÇK; and with AAÇ+KLS: 1% KLS for CL, 2% KLS for SP. Results show that these mixtures can reduce pavement layer thickness and costs, offering sustainable alternatives. However, designs with 12% CT (both pavements), 15% MK + AAÇ (flexible), %12MK(flexible) ,and 9% MK + AAÇ (flexible) were not cost-effective or sustainable.
In this study, the effects and sustainability of stabilizing clayey (CL) and sandy (SP) soils using additive materials such as metakaolin (MK), glass powder (CT), landfill ash (ÇK), ground pumice stone (PT), and calcium lignosulfonate (KLS), together with an alkaline activator solution (AAÇ), on flexible and rigid pavement structures were investigated. The properties of the soils were determined through laboratory tests. Then, in addition to untreated CL and SP soils, various mixtures were prepared by adding MK, CT, PT, ÇK, KLS, and AAÇ to CL and SP soils. Standard Proctor, unconfined compressive strength, CBR, direct shear, and freeze-thaw tests were conducted on these mixtures, along with SEM, XRD, FTIR analyses. The impact of stabilization on pavement performance was evaluated by calculating layer thicknesses, comparing construction costs, and analyzing CO? emissions during initial construction. Plaxis software was used to model structural behavior. The optimal additive ratios (by weight) yielding the highest strength were: for CL: 6% MK, 9% CT, 6% PT, 12% ÇK, 0.5% KLS; for SP: 12% MK, 12% CT, 9% PT, 12% ÇK, 1.5% KLS; for CL with AAÇ: 9% MK, 6% CT, 9% PT, 9% ÇK; for SP with AAÇ: 15% MK, 9% CT, 12% PT, 12% ÇK; and with AAÇ+KLS: 1% KLS for CL, 2% KLS for SP. Results show that these mixtures can reduce pavement layer thickness and costs, offering sustainable alternatives. However, designs with 12% CT (both pavements), 15% MK + AAÇ (flexible), %12MK(flexible) ,and 9% MK + AAÇ (flexible) were not cost-effective or sustainable.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
