Hidronik ısıtma sistemli asfalt üstyapılarda gömülü boruların farklı tabakalarda yer aldığı durumlarda aşınma tabakasında meydana gelen gerilmelerin incelenmesi

Abstract

Asfalt betonu yollarda yüzeyde kar birikmesi ve buz oluşumunun önlenmesi için üstyapı içerisinde gömülü bir hidronik ısıtma sisteminin kullanılması geleneksel kar ve buz mücadelesi uygulamalarına alternatif olarak önerilmektedir. Hidronik ısıtma sistemleri, kaplama tabakasında biriken kar ve buzu eritmek için kaplama tabakası altına yerleştirilen bir boru şebekesinden ısıtılmış bir sıvıyı sirküle eder ve bu sayede yol yüzeyinin buzlanması önlenebilmektedir. Güvenilir ve ekonomik olarak uygulanabilir bir hidronik kar eritme sistemi için çeşitli parametrelerin değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada hidronik ısıtma sistemlerinin kullanıldığı esnek üstyapılarda trafik yükü sonucu meydana gelen gerilmeler ile hidronik ısıtma sistemi kullanılmayan esnek üstyapılarda trafik yükü sonucu meydana gelen gerilmelerin sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak karşılaştırılması yapılmıştır. Beş farklı hava sıcaklığında ve üç farklı giriş suyu sıcaklığı kullanılarak değerlendirmeler yapılmıştır. Yapılan çalışmada gömülü boruların aşınma tabakası, binder tabakası, bitümlü temel tabakası ve alttemel tabakasında yer aldığı durumlarda, aşınma tabakasında meydana gelen gerilmeler incelenmiştir. Ek olarak sistem içinde kullanılan pe-x borularda trafik yükü sonucu meydana gelen gerilmeler de değerlendirilmiştir

In order to prevent snow accumulation and ice formation on asphalt concrete roads, the use of a hydronic heating system embedded in the pavement is recommended as an alternative to traditional snow and ice fighting applications. Hydronic heating systems circulate a heated liquid through a pipe network placed under the pavement layer to melt the snow and ice accumulated in the pavement layer, thus preventing the road surface from icing. Various parameters need to be evaluated for a reliable and economically viable hydronic snowmelt system. In this study, the stresses that occur as a result of traffic load in flexible pavements where hydronic heating systems are used and the stresses that occur as a result of traffic load in flexible pavements without hydronic heating system are compared using finite element software. Evaluations were made using five different air temperatures and three different inlet water temperatures. In the study, the stresses occurring in the surface course were investigated when buried pipes are located in the surface course, binder course, asphalt base course and gravel base layer. In addition, the stresses that occur as a result of traffic load in pe-x pipes used in the system were also evaluated.