Amaç: Eğilmeye maruz bir kiriş elemanın, farklı noktalarında meydana gelen birim deformasyon değerlerinin deneysel ve teorik olarak karşılaştırılması.
Teori: Bu deneyde “wheatson köprüsü” adı verilen elektriksel bir alet kullanılır. Deney malzemesi üzerine etkiyen kuvvetin yönüne paralel veya dik yönde yerleştirilen strain-gauge aleti bir rezistanstan ibarettir. Malzemenin boy değişimi ile rezistansın da boyu değişecektir. Bu değişim rezistansın direncinin değişmesine neden olur. Uçları wheatson köprüsüne bağlı olduğu için wheatson köprüsünde bir potansiyel farkı oluşur ve bu fark galvonometreden okunarak tespit edilir. Böylece malzeme bünyesinde meydana gelen deplasmanlar doğrudan okunabilir.
9 Haziran 2009 Salı
ÇELİK ÇUBUK ÇEKME DENEYİ
ÇELİK ÇUBUK ÇEKME DENEYİ
Amaç: Çelik çubukların çekme dayanımını, gerilme deformasyon ilişkisinin ve elastisite modülünün belirlenmesidir.. yani inşaat demirlerinin çekme dayanımlarının bulunması içindir.
Teori: Çelik, çekme ve basınç altında özelikler gösteren bir yapı malzemesidir. Çelikler imalat şekline göre iki gruba ayrılırlar:
• Sıcakta haddelenmiş çelik (doğal sertlikte): Bu tür çeliklerde istenilen kalitenin elde edilmesi için kimyasal bileşimlerindeki karbon, nikel, silisyum, manganez, krom ve vanadyum oranları ile oynanır. Bu oranlar ayarlanarak istenilen kalite elde edilmiş olur.
• Soğukta haddelenmiş çelik: Soğukta işlem görmüş çelikler, diğer tip çeliklere göre düşük ısılarda çekilip veya burularak imal edilir. Bu işlem sırasında moleküler yapı değişir. Bu nedenle çeliğin özellikleri değişir. Genellikle soğukta işlem gören çeliğin dayanımı artarken, deformasyon kapasitesi azalır.
Sıcakta haddelenmiş çelikte belirli bir akma sınırı vardır. Bu sınıra kadar gerilme-deformasyon ilişkisi doğrusaldır. Çelik akma sınırına gelmeden önce yükleme kaldırılırsa, çubuk ilk haline geri döner yani kalıcı bir deformasyon olmaz. Akma sınırına ulaşıldıktan sonra gerilme sabit kalırken deformasyonda hızlı bir artış olur. Bu bölgeyi gerilmenin arttığı pekleşme bölgesi izler. Gerilmedeki artış kopma noktasına kadar devam eder. Bu özellik bize çeliğin elastoplastik bir malzeme olduğunu gösterir. Doğal sertlikteki çeliğin gerilme-deformasyon eğrisinin doğru olan başlangıç kısmından yararlanılarak çeliğe ait elastisite modülü belirlenir.
Soğukta haddelenmiş çelikte belirli bir gerilmeye kadar doğrusal olan eğri bu noktadan sonra doğrusallığını kaybeder. Bu noktadan sonra malzeme elastik olma özelliğin kaybeder. Eğri yataya paralel bir duruma gelir ve çubuk zayıf olan bir noktadan kopar. Bu tür çelikte 0,002 birim uzamasında eğrinin doğrusal olan bölümüne paralel çizilerek, eğriyi kestiği yerdeki gerilme, akma dayanımı olarak kabul edilir.
Çekme deneyi standartlara göre hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında, standart numuneye devamlı olarak artan bir çekme kuvveti uygulandığında, aynı esnada da numunenin uzaması kaydedilir.
Çekme deneyinin en büyük özelliği, deney sonucu bulunan malzeme özellikleri mühendislik hesaplamalarında doğrudan kullanılmasıdır. Çekme deneyi sonucunda numunenin temsil ettiği malzemeye ait aşağıdaki mekanik özellikler bulunabilir. - Elastisite modülü - Elastiklik sınırı - Rezilyans Akma gerilmesi - Çekme dayanımı - Tokluk - % uzama - % kesit daralması 2.Çekme Numuneleri Çekme deneyinde kullanılacak numunelerin biraz önce bahsettiğimiz özellikleri tam olarak hatasız bir şekilde çıkarabilmesi için, alındığı malzemeyi net bir şekilde temsil edebilmeleri şarttır.
2 Haziran 2009 Salı
BETON ASFALT KAPLAMA İLE BETON YOL KARŞILAŞTIRILMASI
BETON ASFALT KAPLAMA İLE BETON YOL KARŞILAŞTIRILMASI
Yeni Karayolu yapımında, yenileme çalışmalarında üstyapı seçimi büyük önem taşımaktadır. Seçim yapılırken üstyapı tiplerini teknik ve ekonomik yönden karşılaştırmak ve ülke koşullarını da dikkate almak gerekir. Yeni Karayolu yapmaktan çok mevcut üst yapılarının, gelecekte yoğun ve ağır trafiği yanıt verebilecek şekilde yenilenmesi üzerinde yoğunlaşmaktadır. Birbirinden tamamen farklı yapıda olan esnek ve rijit üstyapılar, çeşitli seçim ölçütleri çerçevesinde karşılaştırılacaktır.
SEÇİM ÖLÇÜTLERİ
1. Mevcut üstyapılar, beton asfalt kaplamalı olup da bunlarda sadece kaplamanın değişmesi şeklinde bir onarım gerekiyorsa, bu takviye çalışması için yine beton asfalt kaplama uygulaması daha uygundur.
2. Beton asfalt kaplamaları serilip sıkıştırıldıktan birkaç saat sonra trafiğe açılabilmektedir.7gün beklemesi ve betonun belli bir direnc ulaşım süresinin geçmesi gerekmektedir.
3. Beton yollar demir donatı kabul edebilen yegane kaplama tipidir.
4. Beton asfalt kaplamalı yollarda her türlü onarım, kolay bir şekilde hatta trafik altında bile yapılabilmektedir.
5. Gerek beton asfalt kaplamalarda, gerekse beton yollarda, yüzeydeki kayma sürtünme sayıları hemen hemen aynıdır ve 0,60~0,90 arasında değişmektedir.
6. Beton asfalt kaplamalar, üzerlerine gelen yükleri bir alt tabakaya yayarak iletirler.
7. Yapım ilerleme hızları yönünde beton asfalt kaplamalarda bu husus, plent kapasitesine, plent ile döküm yeri arasındaki uzaklığa, döküm ve sıkıştırmadaki çabukluğa bağlıdır.
8. Petrol üreten veya petrol gereksinmelerinde herhangi bir sorunları bulunmayan ülkelerde beton asfalt kaplamalı yollar ekonomik olmakta; buna karşılık çimento üretimi yönünden ileri düzeyde bulunan ülkelerde, beton yol yapımının daha rantabl olduğu görülmektedir.
9. Her iki kaplamanın sıkıştırılmasında büyük farklılıklar bulunmaktadır. Beton asfalt kaplamalarının belirli bir ısıda iken dökülmesi ve silindirle sıkıştırılması gerekir.
10. Bir alt temel, temel ve beton asfalt kaplamadan oluşan esnek üstyapının toplam kalınlığı, beton plak ve altında kumlu yastık tabakasından oluşan rijit üstyapının toplam kalınlığa kıyasla çok daha fazladır. Bütün tabakalar ana malzeme agregadan oluşmaktadır.
11. Sürekli betonarme yolların dışındaki beton yollarda belirli aralıklarla derz yapılması zorunludur.
12. Her iki kaplama türü de iyi bir şekilde uygulanma koşulu ile hemen hemen aynı konfora sahiptir.Fakat açık rengi sebebiyle beton yollar gece karanlığında da görülebilmektedir.
13. Beton asfalt kaplamalarda bağlayıcı olarak kullanılan asfalt malzemesi, bünyesinde çeşitli uçucu maddelerin zamanla kaybolması sonunda da kaplamada yaşlanma adı verilen bir tür gevrekleşme ve eskime görülmektedir.
14. Üst yüzeyi atmosfere açık olan beton plağın alt yüzeyi ise taban zeminine oturmaktadır. Belirli bir kalınlığa sahip olan beton plağın alt ve üst yüzeyleri arasındaki ısı farkında dolayı ,plakta farklı gerilmelerin oluşturacağı genleşmeler görülür.Bu da çekme direnci fazla olmayan beton plağın çatlamasına yol açar.
15. Beton asfalt kaplamaların yapım ve uygulama aşamalarında ısıtma ve kurutma işlemlerinin bulunması nedeniyle çevre kirliliğinin ortaya çıktığı görülmüştür.
16. Beton asfalt üretimi daha pahalı santraller (plentler) gerektirmektedir. Ayrıca beton asfalt kaplamalar beton yollara kıyasla daha fazla enerji harcanması sonunda yapılır.
17. Petrol damıtan rafinelerin sayısının az olduğu ülkelerde, beton asfalt kaplamaların bağlayıcı malzemesi olan asfaltın, çeşitli plent ve santrallere taşınması veya nakledilmesi, yüksek bir ulaşım maliyetini de beraberinde getirmektedir.
18. Beton asfalt kaplamalarda taban zeminindeki nem oranının %2 olması istenir.Bunun üzerinde nem oranındaki zeminlerde üstyapının özellikle de kaplamanın ömrünü büyük ölçüde azaltır.
19. Malzeme olarak beton asfalt kaplamalar, sıcaklıkla çok yakın ilişki içindedir.Plentte veya santralde yapımının belirli bir ısı değerinin üzerinde gerçekleşmesi zorunluluğu, sonra da yine yüksek ısıda korunup döküm yerine iletilme, dökülme ve ısı kaybı olmadan da sıkıştırma zorunluluğu, aynı zamanda iyi ve uygun iklim koşullarına gereksinin gösterir.
20. Beton yol uygulamasından, beton asfalt kaplama uygulamasına kıyasla daha fazla sayıda kalifiye elemana gereksinim duyulur. Bu nedenle Beton yol seçimi bir kalite seçimi olduğu unutulmamalıdır.
Yol Kaplamalarının Özellikleri
Seyyar cetvel: yapım sırası kontrollerde kullanılır. 3m uzunlukta şasi, 2 ucunda yarıçapı küçük 2 şer tekerlek bulunur. Ortada yüksekliği değişebilen üzerinde yol durumunu kaydetmeye yarayan düzenek olan tekerlek bulunur.
Profilograf: 7.56 m uzunlukta bir şasi ve ortasında bir şaryo bulunur. Bu şasi aralarında 22.5 cm mesafe olan 2 tekere bağlıdır. 15 cm arayla belli uzunlukları ölçer eğim değerlerini hesaplar. (AASHTO profilometresi)
Viagraf: 9 metrelik şasinin uçlarında 4 er tekerlek bulunur. 4-5 km/sa hızla çekilir. Tekerin çizdiği yörünge ile çizilen ortalama yörünge arasındaki alanla orantılı olarak belirlenen katsayı düzgünlük kriteri olarak alınır. Eğer 3 ten küçükse çok düzgün, 20 den büyükse kötüdür.
Konfor ölçme aleti: doğrudan çabuk sonuç verir. Yüklü bir şasi bulunur. Lastik tekerler amortisör ile şasiye bağlıdır. 32 km/sa hızla çekilir. Girinti ve çıkıntı nedeniyle oluşan yer değiştirme otomatik saati 1 birim oynatır. Tekerin 50 dönüşü için kaydedilen sayı konfor katsayısı olarak kullanılır. Bu sayı 3 ten küçük ise yol çok iyidir.
Pürüzlülük: yolların pürüzlülüğü için kullanılan aletler:
1) leroux aleti
2) RRL portatif kayma direnci ölçme aleti
3) LPC nin hafif römorku
4) Stradograf
Geçirimsizlik: yol yüzeyinin yağış sularına karşı geçirimsiz olması durumudur. Permeabilite katsayısının yolda elde edilmesi için permeametreler bulunur.
Rijit üst yapı: oldukça yüksek eğilme dayanımına sahip portland çimentosundan yapılmış tek tabakalı plak yardımıyla yükleri taban zeminine aktaran üst yapı tipidir.
Esnek üst yapı: tesviye yüzeyi ile sıkı bir temas sağlayan yükleri taban zeminine dağıtan bir üst yapı şeklidir.stabilitesi agrega kenetlenmesine, dane sürtünmesine ve kohezyona bağlıdır.
Taban zemini: tesviye yüzeyi altında kalan yarma ve dolgularda üst yapının taşıma gücüne etkiyebilecek derinliğe kadar devam eden malzemedir.
Asfalt betonu: düzgün granülometrili kaba agrega, inca agrega, filler agrega ve asfalt çimentosunun uygun bir oranda karıştırılıp sıkıştırılmasından elde edilen kaplamalardır.
Aşınma tabakası: asfalt betonunda kaplamanın en üst kısmıdır.
Yatak katsayısı (yay katsayısı): wesstergard yatak katsayısı taban zemininin veya alt temelin birim alanına gelen yükün taban zemininde veya alt temelde oluşan deformasyona bölünmesiyle elde edilir. Plaka yükleme deneyi ile bulunur.
California taşıma oranı (CBR): temel, alt temel ve taban zemininin taşıma gücünü belirleyen deney olup sonuçta hesaplanan % cinsinden bir değerdir.
Zemin emin taşıma gücü: esnek üst yapı aracılığıyla aktarılan trafik yüklerini taşıyarak taban zemininin taşıma kapasitesini belirten ve deney sonucu bulunan taşıma değerlerinin güvenlik katsayısına bölünmesi ile elde edilir.
15 Mayıs 2009 Cuma
Yolların Kapasitesi
Yolların Kapasitesi
Yeni yapılacak bir yola, hizmet ömrü boyunca karşılaşabileceği trafiği öngörülen koşullar altında geçirebilmesi için verilecek genişlik ne olmalıdır? Bunun yanında, mevcut bir yolun trafik artışı karşısında daha ne kadar ve hangi koşullarda hizmet gösterebileceği, ya da düşünülen yeni bir düzenlemenin trafik koşullarında ne gibi değişiklikler getirebileceği gibi hususlarda bir karara varabilmek için bir yolun bütün olarak veya bir şeridinin geçirebileceği trafik miktarının yani kapasitesinin bilinmesi gerekir.
Temel kapasite: ideal trafik ve yol koşulları altında, bir yolun dikkate alınan bir kesitinden, bir saat boyunca bir veya iki yönde geçebilen maksimum yolcu otomobili sayısı bu yolun temel kapasitesi olarak tanımlanır.
Mümkün kapasite: trafiğin aşırı tıkanmalar ile kazalara ayrıca, sürücülerin hız, takip aralığı ve sollama gibi hususlarda taşıt yönetimlerindeki bağımsızlık ve olanaklarını normalin üzerinde sınırlandırmaya sebep olmayacak bir yoğunlukta bulunması halinde, hakim yol ve trafik koşulları altında bir şeridin veya bütün olarak yolun bir kesitinden bir veya iki yönde ve bir saatte geçebilen maksimum taşıt sayısı bu şerit veya yolun pratik kapasitesi olarak tanımlanır.
Hizmet düzeyi: verilen bir şerit veya bütün olarak yolda, değişik trafik hacimlerine karşı gelen farklı işletme koşullarına ait kombinasyonlardan herhangi birini ifade eder. Hizmet düzeyinin değerlendirilmesinde başlıca faktörler hız ve ulaşım süresi (seyahat süresi), trafik kesiklikleri ve kısıtlamalar, manevra serbestliği, güvenlik, sürücü konfor ve huzuru ile taşıt işletme masrafıdır.
İşletme hızı: bir sürücünün verilen bir yol üzerinde, uygun hava ve hakim trafik koşulları altında, hiçbir zaman her kesim için önceden tespit edilmiş olan güvenli proje hızını aşmamak koşuluyla sağlayabileceği en yüksek ulaşım hızıdır.
Hizmet hacmi: bir karayolunun hizmet düzeyini belirlemek için oldukça önemlidir. Mevcut koşullarda hizmet hacmini hesaplamak için düzeltme faktörleri kullanılır.
1 Mayıs 2009 Cuma
Tam Yonca Kavşak (Cloverleaf Interchange)
(Cloverleaf Interchange)
Trafik ışıklarının bulunmadığı, mimari olarak trafik ışıklarına gerek kalmayacak ve akıcı olacak şekilde dizayn edilen ve üstten bakıldığında dört yapraklı yoncayı andıran köprülü kavşaklara tam yonca kavşak denilmektedir. Sürekli hareket sağlaması, yanlış manevra riski taşımaması, fonksiyonel olması, emniyetli ve estetik olması açısından avantajlı; öte yandan geniş alana yayılması, kamulaştırma ve inşa maliyetinin fazla olması, dönüş yarıçapları değerinin de düşük olması gibi dezavantajları vardır. Eski, şehir planlama ve peyzaj kitaplarında yonca yaprağı olarak da geçer.
1916 yılında Amerika Birleşik Devletlerinde Arthur Hale tarafından patenti alındı ve 1920 yılında inşa edildi. Eyaletler arasında kullanılmaya başlanan bu sistem 40 yıl boyunca geliştirildi. Ülkemizde de birçok şehirde aktif ve sorunsuz bir şekilde kullanılmaktadır.
Trafik sıkışıklığı ve trafik kazaları gibi bir çok problemi çözmesine rağmen yonca kavşaklar; daha genel tabiriyle köprülü kavşaklar aslında şehir içleri için değil de şehirler arası kullanım için tasarlanmalıdır. Trafiği hızlandırdığı için, şehri yaşatan temel unsur olan yayalar için dezevantajlı etkiler yaratmaktadır. Zaten geniş bir alan üzerine inşa edilmesi gerektiğinden bu sistemin şehir içlerindeki uygulamalarına çok fazla rastlanmaz. Bununla beraber trafiğin hızlı akmasından dolayı ve dönüşlerde ani hız kayıpları olacağından sürücüler için araç takip mesafeleri dikkat edilmesi gereken temel unsurlardan biridir.
Tam yonca kavşağın tasarlanma ihtiyacı kavşakta dönüş yapmak üzere yavaşlayan veya duran araçlardan kaynaklanan hız farklılıklarının trafikte neden olacağı tehlikelerden kaynaklanmaktadır. Tali kavşaklarda hız farklılıkları büyük ölçüde kavşağın aydınlatılması ve trafiğin, sola dönüş yapmak için bekleyen aracın sağına alınması ile azaltılabilir. Bunun için sola dönüş şeridi teşkil edilir. Ancak sola dönüş yapan araç yok ise bu teşkil edilen şerit bir iç şerit halini alır. Sağa dönüş yapan araçların seri akımını sağlamak amacıyla dönüş platformları sıkça kullanılır. Bu platformların geometrik tasarımı, istenilen hız ve geçiş üstünlüğü arasındaki devreye göre ayarlanır.
Tüm bu sistemlerin tasarımı aşamasında göz önünde bulundurulması gereken temel hususlar şöyle sıralanabilir;
Dikey ve yatay doğrultular, çalışma koşullarına uygun olmalıdır.
Kavşaktaki ve kavşak civarındaki yollar doğal olmalıdır.
Görüş mesafesi koşullan açısından yeterli olmalıdır.
Proje çevre koşullarına uygun olmalıdır.
Tasarımı yapacak projecinin insiyatifine ve köprülü kavşağın kaplayacağı alana göre bir çok kavşak dizaynı yapmak mümkündür. Kavşakların birbirlerine kıyasla avantaj ve dezavantajları olduğu kaçınılmaz bir gerçektir. Her tasarımcı, bütün trafik ve çevre koşullarını dikkate alarak sorunsuz bir kavşak projelendirmelidir.
KARAYOLLARININ GEOMETRİK DÜZGÜNLÜĞÜ VE ÖLÇÜLMESİ
KARAYOLLARININ GEOMETRİK DÜZGÜNLÜĞÜ VE ÖLÇÜLMESİ
1990 yıllarına kadar karayolu kaplamalarında yol yüzeyinin performansında en önemli parametre olarak güvenlik ön plandaydı. Günümüzde ise karayolu kaplamalarının en önemli özellikleri olarak güvenliğin yanında, çevre kirliliği, sürüş konforu ve kullanıcılara maliyeti gibi faktörleri öne çıkmaya başlamıştır.
Mühendislik yönünden bakıldığında yeni yapılmış bir yolun kabulü veya serviste olan bir yolun yüzey özelliklerinin kontrolü aşamasında en öncelikli performans kriteri, yolda belirli bir seyir hızında olan taşıtın tekerlek lastiği ile yol yüzeyi arasında oluşan kayma-sürtünme katsayısının belirli bir seviyede olup olmadığı, yani yolun güvenli olup olmadığıdır. Bundan sonra gelen öncelikli performans kriteri ise, sürüş konforudur. Günümüzde, karayolu taşıt trafiğinin çok hızlı bir şekilde artması nedeniyle ulaştırmanın çevre ve kullanıcıya maliyetleri de önemli performans kriterleri arasına girmiştir. Konfor, çevre etkileri ve ekonomi ile ilgili teknik şartnameler ve standartlar, genellikle karayolu güvenliği ile ilgili teknik şartnameler ile çelişmekte ve bu da sorunlara yol açmaktadır. Beton kalitesinin gelişmesi ve beton yol yüzey yapım tekniklerinin gelişmiş olması da bu problemlerle karşılaşma olasılığını arttırmaktadır. Bu nedenle öncelikle, bu performans kriterleri ile yol yüzey özelliklerinin ilişkisinin ortaya koyulması gerekmektedir.
Yol yüzeyinin geometrik düzgünlüğünü ölçmede çeşitli aletler kullanılır. Bu aletler kaplamanın gerçek yol profilinden sapmaları belirli aralıklarla ölçülür. Bu aletlerden bazıları yabancı kaynaklarda bump integrator ve profilograph diye adları geçen profilograf, viagraf ve konfor ölçme aletidir. Bunların dışında yol imalatı sırasında kullanılan seyyar cetveli vardır.
Bump Integrator
Bump entegratörü bir yol yüzeyi ve sürme kalitesini ölçen cihazlardan biridir.Bu cihazlar tek bir çark, bir aks küçük bir çerçeve içerisinde bulunan bir çok araç tekerleğinden oluşur. Uygun bir araç tarafından çekilerek kullanılır. Standart yaprak ve darbe emici yaylar aracın dikey harekette bağımsız olması için tasarlanmıştır. Bu cihazlar şasi algılama yeteneğine sahip olan entegratör birimi olarak bilinmektedir. Rutin yol değerlendirmesinde yüzey düzensizliğini ve sürüş kalitesini değerlendirir. İterek kullanmak istendiğinde yol mühendislerinden bilgi sağlanabilir.
STRAIGHT EDGE
Yapım sırası kontrolünde kullanılan straight edge (the rolling) yani seyyar cetvel 3 metre boyunda ve 25 cm genişliğindedir. Yarıçapı küçük birçok tekerlek alüminyum çerçevenin altına bağlıdır. Bu alet ile değerlendirilen yüzey daha sonra 3 m lik düz kenarlı bir çelik kama ile kontrol edilmelidir. İyi ve pratik düzenlemeler yapabilmek için oldukça kullanışlı bir alettir.
Bu ölçüm aletleri dışında kullanılan başka metotlar da mevcuttur. Karayolu yüzey özelliklerinin ölçülmesinde kullanılan bir başka metot aşağıdaki gibi 3 başlık altında incelenebilir:
1. Mikrodoku (dromometre)
2. Makrodoku (kum yama yöntemi, lazer esaslı yöntemler)
3. Megadoku (ruj profilometresi, slop variance, bump integrator, mayes ride meter, road analyzer)
Hazırlayan:
Ufuk Alyanak
Kaynaklar:
1) Beton Yolların Yüzey Özelliği ve Etkileri
Murat Ergün, Güven Öztaş
2) http://www.as-beton.com
3) www.romdas.com
4) www.unb.ca
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)