Hava Alanı Pistlerinde Temel Dolgusunun Geosentetik İle Donatılması

Abstract

Bu çalışmada; hava alanlarında, pistlerin temel dolgusunun geosentetikler ile donatılması incelenmiştir. Donatı terimi; çekme kuvvetlerine karşı zayıf bir malzeme olan zeminin, geosentetikler gibi çekme dayanımı olan bir malzeme kullanılarak güçlendirilmesini ifade etmektedir. Karayolları ve hava alanlarındaki kaplamalarda, trafik yüklerinin oluşturduğu gerilmelere karşı ek bir dayanım sağlamak için, geotekstiller ve geogridler kullanılmaktadır. Literatürde yer alan bir çok deneysel çalışmaya göre geogridler, geotekstillere göre daha üstün bir donatı malzemesidir. Hava alanlarında temel dolgusunun donatılmasında kullanılacak olan geogridlerin, özellikle bağlantı noktalarının dayanımı ve geogridin düzlemsel burkulma rijitliği gibi bazı karakteristik değerleri önem taşımaktadır. Geosentetikler, kaplamalara üç şekilde fayda sağlayabilmektedir. Bunlardan ilki, aynı kaplama kesiti ile daha büyük trafik yükü taşınabilmesi; ikincisi, aynı trafik yükü altında kaplamanın daha uzun ömürlü olabilmesi ve son olarak aynı trafik yükünün daha küçük kesitlerle taşınabilmesidir. Bu çalışmada, geosentetik donatı ile dolgu kalınlığının azaltılması incelenmiştir. Bu amaç ile, zayıf bir taban zemini üzerine inşaa edilecek bir kaplama için orta seviyede trafik yükü ve hacmi düşünülmüştür. Kaplamanın alt temel dolgusuna iki sıra halinde yerleştirilen geogrid donatının, temel dolgusu kalınlığını %30 oranında azalttığı gösterilmiştir. Donatılı temel tabakası kalınlığının tayininde, geosentetik üreten firmaların geliştirdiği bilgisayar programlarının yanı sıra bilgisayar destekli sonlu elemanlar yöntemi de kullanılabilir. Bilgisayar destekli sonlu elemanlar yönteminde; gerek geosentetik donatının, gerekse tüm kaplamanın trafik yükleri altında davranışları ortaya konulabilmekte, sistemde oluşan kesit tesirleri ile trafik yükleri altında sistemin deforme olmuş hali belirlenebilmektedir.

In this thesis, geosynthetic reinforced runway base courses of an airport was examined. The term “Reinforcement” means to strengthen soil, which is good in compression and poor in tension, by combining with a tensile element such as geosynthetics. The geotextiles and the geogrids are being used for obtaining additional support against stresses generated by traffic loads in airport and highway pavements. The geogrids are better reinforcement materials compared with geotextiles in terms of many experimental studies in the geotechnical engineering literature. The geogrid, which is intended to reinforce runway base courses, should satisfy particularly junction strength and in-plane torsional rigidity. The geosynthetic reinforcement for pavements may be used for three essential purposes. The first one is to improve the service life of pavements, the second is to improve the traffic loads carrying capacity of pavements and the last one is to obtain equivalent performance with a reduced structural section. In this research, the last one was only examined. As an example, an airport runway pavement section constructed above a weak subgrade, subjected to a medium level of traffic load and traffic volume was assumed. Two layers of biaxial geogrids were inserted within the subbase to reduce the fill thickness. As a result of the example, the subbase fill thickness was reduced by 30%, which is very significant value. To determine reinforced base thickness, the computer programs developed by geosynthetic manufacturers or computer programs based on the finite elements method may be considerably chosen and used. The behavior of geosynthetic material and pavement under traffic loads, the deformed shape of the pavement and the stresses caused by traffic loads can be determined by using software programs based on the finite elements method.