Efektif Kalınlıklar Yöntemi ile Takviye Tabakası Tasarımının Yorulma ve Tekerlek İzinde Oturma Parametreleri Yönünden Mekanik Analizi

Abstract

Karayolu üst yapıları hizmet ömürleri boyunca trafik ve çevresel koşulların etkisinde deformasyon, ayrışma ve çatlama şeklinde temelde üçe ayrılan bozulmalara maruz kalırlar. Stabilite ve performans yönünden zayıflayan üst yapılarda, takviye tabakası imalatı ile hizmet koşullarının iyileştirilmesi ve yolun ilk hizmete başladığı dönemdeki koşullara geri dönmesi amaçlanır. Bu çalışmada, bozulmaya başlayan bir karayolunda takviye tabakası kalınlığının tahmini için kullanılan efektif kalınlıklar yöntemine son yıllarda literatürde sıklıkla kullanılan mekanistik-ampirik yaklaşım ile bir değerlendirme yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla yeni hizmete açılmış referans bir yol kesiti, efektif kalınlık belirleme katsayıları kullanılarak takviye tabakası ihtiyacı olacak şekilde deforme edilmiştir. Referans ve deforme kesitlerin yük altındaki mekanik tepkileri hesaplanarak oluşan birim deformasyonlar arasında anlamlı bir ilişki olup olmadığı analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, referans kesitin taban zemini üzerinde meydana gelen düşey birim şekil değiştirme değerlerinin bozulmuş kesit değerlerine oranı, çok bozulmuş kesitlerde %34-37, orta seviyeli bozulmuş kesitlerde %67-70 olarak elde edilmiştir. Ayrıca elde edilen bu değerlerin farklı taban zemini rijitlikleri için de sabit kaldığı belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, mekanik olarak elde edilen bu oranların takviye tabakası ihtiyacının belirlenmesinde etkin olarak kullanılabileceğini göstermektedir.Highway pavements are subjected to three primary modes of deterioration, namely deformation, ravelling, and cracking, due to traffic loading and environmental effects throughout their service lives. When structural capacity and functional performance are compromised, rehabilitation aims to restore serviceability through overlay construction. This study evaluates the effective thickness method for estimating overlay thickness in deteriorated pavements within a mechanistic–empirical framework. For this purpose, a reference pavement section was subjected to low, medium, and high distortion levels defined by the distortion coefficients of the effective thickness method. Mechanical responses of both the reference and distorted sections were computed, and statistical analyses were conducted to quantify the relationship between the resulting strain responses. The ratio of vertical compressive strain at the top of the subgrade in the reference section to that in the distorted section ranged between 34–37% for severely distorted pavements and 67–70% for moderately distorted pavements. These ratios remained largely insensitive to variations in subgrade stiffness. The results suggest that the identified strain ratios may provide a rational basis for determining overlay requirements in pavement rehabilitation design.