Bentonit-zeolit Ve Bentonit-kum Karışımlarını Kullanarak, Otoyolların Drenaj Şiltelerinin İncelenmesi

Abstract

Otoyollar için kullanılan drenaj şiltelerinin tasarımı ve gelişmesi, özellikle yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu bölgelerde çok büyük önem taşımaktadır. Su, yol yapımı konusunda vazgeçilmez malzemelerden biridir ve yapım süresince yol yapım malzemelerine eklenir. Yapım süresince ve sonrasında, hidrasyon, buharlaşma ve suyun hareketi meydana gelir ve malzemelerin, istendiği gibi davranmalarını sağlar. Nem oranının artması ile üstyapıda zarar meydana gelebileceğinden, yolun yapım aşamasından sonra, su çeşitli sorunlar oluşturabilir. Özellikle yeraltı su seviyesinin yüksek olduğu bölgelerde üstyapıda meydana gelen hasarların en önemlilerinden biri, yeraltı suyunun kapilarite hareketi ile yeraltından üstyapıya doğru hareket etmesidir. Yeraltı suyunun üstyapıya nüfuz etmesini önlemek için, genellikle geotekstil malzemesi kullanılır ve zemin ile alt temel katmanları arasına yerleştirilmektedir. Fakat geotekstil malzemesi pahalı olduğu için veya yurtdışından getirildiği için, bu malzemeye alternatif aranması uygun görülmüştür. Bu çalışmada, geotekstil malzemesinin yerini alabilecek olan iki yeni karışım “bentonit ile iyileştirilmiş zeolit (BAZ)” ve “bentonit ile iyileştirilmiş kum (BAS)” detaylı olarak incelenmektedir ve bu karışımların hidrolojik ve mekanik özellikleri dikkate alınarak, performansları araştırılmaktadır. Bu karışımlar, genel olarak çöplerin depolandığı sahalarda kullanılmaktadır. Çöplerden sızan atık suların yeraltına ulaşması, yeraltı suyunu kirletmektedir. Bu nedenle, bu karışımlar sözkonusu sızıntıyı önlemek amacıyla, çöp sahalarında geçirimsiz bir şilte olarak kullanılmaktadırlar. Düzenleyici kuruluşlar tarafından, çöp sahalarının daha hijyenik olması için, şiltenin su geçiriminin minimuma indirilmesi gerekliliği sağlanmalıdır (Örneğin Türkiye için 1 x 10-8 m/s, Amerika için 1 x 10-9 m/s). Fakat şimdiye kadar bu karışımlar drenaj sistemlerinde kullanılmadığı için geçirimsizliklerinin kesin bir limiti bulunmamaktadır. Bu malzemelerin karışımlarının performanslarını arttırbilmek ve optimum karışımı elde edebilmek amacıyla, kompaksiyon ve düşen seviyeli permabilite gibi çeşitli laboratuvar deneyleri yürütülmüştür. Sonuç olarak; kapilarite hareketine yol açan yeraltı suyunun üstyapıya ulaşmasını engellemek amacıyla, % 6-10 bentonit karışımına sahip olan bentonit-zeolit karışımı ve %18 bentonit barındıran bentonit-kum karışımı önerilmektedir.

The design and development of drainage blankets for highways, especially in the areas with high ground water table is a matter of paramount importance. In the road-building environment, water is typically added to most road-building materials during construction. Hydration, evaporation and migration of this water occur during and after construction to permit the materials to act as designed. After construction of the road, water may be a trouble due to the fact that an increase in moisture content decreases the strength of the pavement. One of the main reasons of pavement damages, especially in the areas with high ground water table is the upward movement of the groundwater towards pavement by capillary action. In most cases, geotextiles have been used to prevent the penetration of groundwater to the pavement and have been placed between sub-grade and sub-base layers. In this study, two novel mixtures entitled “bentonite-amended zeolite (BAZ)” and “bentonite-amended sand (BAS)” have been scrutinized to be replaced by geotextiles and performance of the mixtures has been investigated, with regard to their hydrological and mechanical properties. These mixtures have been widely used in landfill liners in order to dispose the wastes. In sanitary landfills, a minimum hydraulic conductivity requirement defined by regulatory agencies should be satisfied (i.e. 1 x 10-8 m/s in Turkey, 1 x 10-9 m/s in USA). But, since these mixtures have not been implemented in drainage systems, there is no definite limit for their hydraulic conductivity in this field. To be able to assess the performance of these materials, a variety of laboratory tests such as compaction and falling head permeability tests were conducted to select an optimum mixture. Finally, an optimum bentonite-zeolite mixture possessing 6-10% bentonite and bentonite-sand mixture possessing 18% bentonite was recommended to be used as a drainage blanket to obviate the movement of groundwater to the pavement, caused by capillary action.