Karayolu Nedir?- Karayolu Altyapısı ve Üstyapısı

İçerik
1. Karayolu Nedir?
Karayolları önceden saptanan geometrik standartlara uygun projelendirilmiş olan bir güzergâh boyunca, doğal zeminin istenilen kota getirilebilmesi ve üzerinde motorlu taşıtların belirli hız, güvenlik ve konfor koşullarında manevra sağlayabilmesi amacıyla imal edilmiş yapıların tümü olarak adlandırılabilir. Karayolu yapıları farklı birtakım özellikleri nedeniyle altyapı ve üstyapı olmak üzere iki bölümde incelenmektedir.
2. Karayolu Altyapısı
Karayolu altyapısı, yolun, toprak işleri neticesinde daha önceden tespit edilen kot, koordinat ve enkesitleri ile projesine uygun hale getirmiş şeklidir. Bir başka deyişle ise tesviye yüzeyi ile doğal zemin sınırı arasındaki bölgeye altyapı denir. Yolun esas taşıyıcı kısmını oluşturan kesim altyapıdır.
Altyapı yarma ve dolguları kapsayan kısımdır. Altyapı gövdeleri dolgu kesimlerinde ihtiyaç olunan toprak malzemesi ile yarma kesimlerindeki doğal malzemeleri de kapsamaktadır. Yolun standartlarına uygun daha uzun vadeye hizmet vermesini sağlayacak nitelikte oluşması için yapılan menfez, istinat duvarları, köprü, viyadük ve tünel gibi yapılar yol altyapısı olarak ta kabul görmektedir.

Altyapının görevleri arasında istenilen kotta düzgün bir satıh oluşturmak, üstyapı tarafından iletilen yükleri daha geniş bir alana yayarak taşımak önemli yer kaplar. Bu görevleri yerine getirmek için trafik yüklerine karşı dayanıklı olmanın yanı sıra don ve suyun olumsuz etkenlerini de karşılayabilmesi gerekmektedir. Altyapının oluşturulmasında nebati bitkisel toprak, çürük zemin gibi sıkıştırmaya elverişli olmayan birimlerin kullanılmaması gerekmektedir. Bu nedenle altyapıyı oluşturan zeminlerin fiziksel nitelikleri çok iyi etüt edilmelidir.
Altyapıyı teşkil eden tabakaların iyi sıkıştırılması kayma direncini arttırdığı gibi taşıma gücünü de benzer şekilde artırmaktadır. Yine suyun zararlı etkenlerine karşı olan direnci de olumlu yönde gelişmektedir. Nitekim permabilite ve su emme kabiliyeti uygun sıkışmayla azalmaktadır. Uygun zemin koşullarını sağlamak için optimum su muhtevasında maksimum yoğunluğa erişilinceye kadar sıkıştırma işlemine devam edilmelidir.
3. Karayolu Üstyapısı
Karayolu üstyapısı, yolun trafik yüklerini taban zeminin taşıma gücünü aşmayacak şekilde taban yüzeyine dağıtarak taşıyan kaplama tabakalarından oluşan kısma denir. Yolun üzerine gelecek yükleri taşımak içinse alttemel, temel ve kaplama tabakalarından oluşan kısımlar imal edilir. Doğal tabakalardan oluşmuş altyapı üzerine getirilen ve genelde kırmataş, çakıl, kum, silt, kil malzemelerden oluşturulan tabakaya alttemel tabakası adı verilir. Kaplama ile alttemel arasına yerleştirilen trafiğin doğrudan temas etmediği doğal kum, çakıl, silt, kil ve bitüm karışımları gibi malzemelerden oluşan tabaka ise temel tabakası olarak adlandırılır.

Üstyapılar kaplama tabakasında kullanılan malzemelerin niteliklerine, türlerine ve yapım yöntemlerine göre Rijit Üstyapı (Beton yol), Esnek Üstyapı (Asfalt yol) ve Yarı Rijit Üstyapı olmak üzere üç kısımda incelenirler. Üstyapı tipine karar verilirken taban zemini, trafik, çevresel şartlar, ekonomik etkenler dikkate alınır.

Çimento betonu ile yapılan kaplamalar ile meydana gelen üstyapıya ‘Rijit Üstyapı’ denir. Yol kaplaması olarak betonun görevi trafik yüklerini tabana iletmek ve bu sırada tabanda oluşabilecek deformasyonu önlemektir. Bir beton kaplamanın davranışı, kaplama altına serilen temel ve alttemel tabakaları ile mevcut taban zemininin özeliklerine bağlı olarak değişim gösterir. Beton yollar boyuna ve enine derzlerle birbirinden ayrılmış 20 – 25 m² alandaki plaklar halinde imal edilirler. Üstyapı tabanının dayanımına bağlı olarak plakanın altına temel tabakası yapılıp yapılmayacağına karar kılınır.
Bitümlü kaplama tabakaları ile geliştirilen üstyapı şekillerine ise ‘Esnek Üstyapı’ denir. Esnek üstyapı tesviye sathı ile sıkı bir temas sağlayan ve trafik yüklerini kaplama, temel ve alttemel tabakaları aracılığı ile taban zeminine dağıtan bir üstyapı şeklidir. Stabilitesi agrega kenetlenmesine, tane sürtünmesine dolayısıyla kohezyona bağlıdır. Bir esnek üstyapı aşınma tabakası, temel tabakası ve alttemel tabakalarından oluşur. Üstyapının üst kısmından taban zeminine doğru inildikçe malzeme evsafındaki kalite değerleri azalır. Bu tabaka özelliklerini belirleyen proje ömrü, trafik hacmi, malzemelerin fiziksel parametreleri ve taban zemini nitelikleri gibi parametrelerdir.

Yarı Rijit üstyapı ise, bitümlü kaplamada bir veya birden fazla hidrolik bağlayıcılı tabakalardan oluşmuş yükleri geniş bir yüzeye yayarak tabana aktaran bir üstyapı şeklidir.
Tesviye yüzeyi altında kalan yarma ve dolgularda üstyapının taşıma gücüne etkisi olabilecek bir derinliğe kadar devam eden seviyeye üstyapı tabanı denmektedir. Bu tabanının Kaliforniya Taşıma Oranı (CBR) değeri üstyapı tabaka kalınlıklarını belirleyen en önemi faktördür.
Esnek üstyapılarda en üstteki tabaka kaplama tabakasıdır. Bu tabaka aşınma ve binder olarak iki kısımdan oluşur. Bu tabakalar emniyetli ve konforlu bir satıh oluşturmak için yeterli pürüzlülükte üniform bir yuvarlanma yüzeyine sahip olmalıdır.
Esnek üstyapılarda oluşan gerilmeler yolun üst tabakasından alta doğru inildikçe düştüğü için, kullanılacak malzemelerin mekanik özellikleri de bu gerilme dağılışına uygun olarak tasarlanır. Bitümlü karışımlarla yapılan kaplama tabakası trafik ve iklim gibi dış etkenlerin bozucu etkisine doğrudan maruz kaldığı için yüksek elastisite modülü, kaymaya direnç yanında geçirimsizlik özelliğine de sahip olmalıdır.
Bitümlü aşınma tabakası altında üstyapının oturduğu doğal zemin olan taban zeminini koruyan temel tabakası mevcuttur. Temel tabakası bir veya birden fazla tabakadan oluşabilir. Temel tabakası duruma göre çimentolu veya bitüm bağlayıcılı karışım, stabilize edilmiş granüler malzeme olabilmektedir. Trafik yoğunluğunun fazla olduğu bölgelerde bitümlü karışımlar daha yaygın olarak kullanılır.
Yol üstyapısındaki gerilme durumu genellikle malzemenin maruz kaldığı yatay ve düşey gerilmelerle ilgilidir.
Üstyapıya çeşitli yönleriyle etkileyen gerçek gerilmeler tekrarlı düşey ve yatay gerilmeler ile kesme gerilmesinden meydana gelir. Gelişen bu gerilmeler tekerlek yükü aracılığıyla oluşan σ1, σ2, σ3 temel gerilmelerinin bir varyasyonudur.

Üstyapının belirli bir kesitinden geçen düşey yük zamana bağlı olarak yarım sinüs dalgası şeklinde vukua olur. Trafiğin gelişimine göre de yükleme frekansı da zamanla değişir
Kaynaklar: BAZALT VE GABROLARIN BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARDA AGREGA OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ- Ahmet Nedim EKER
Ilıcalı, M., Tayfur, S, Özen, H., Sönmez, İ., Eren, K, 2001. Asfalt ve Uygulamaları. İsfalt Bilimsel Yayın No:1.
Turhan, İ,. 2013 Arazi ve Laboratuvar Sıkıştırma Şartlarının Bitümlü Sıcak Karışımların Hacimsel ve Mekanik Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi, İnşaat Mühendisliği, Fırat Üniversitesi, Elazığ