Karayolu esnek üstyapılarında termal alan yöntemi ile performans tahmini

Abstract

Dünya genelinde en fazla kullanılan ulaşım türü karayollarıdır. Karayolu esnek üstyapıları belirli zaman diliminde hizmet etmek üzere planlanırlar. Devamlı olarak atmosfer koşullarının ve mekanik yüklerin etkisinde olan üstyapılar, proje ömrünü tamamlamadan farklı türde bozulmalara maruz kalmaktadırlar. Hizmet ömrünü tamamlamadan bozulan üstyapılar sadece trafik güvenliğini tehlikeye atmakla kalmayıp aynı zamanda çok yüksek ekonomik kayıplara neden olmaktadırlar. Çok uzun zamandır yapılan üstyapı performansını belirlemeye dair çalışmalar ile, Üstyapı Yönetim Sistemi kapsamında oluşturulan Mevcut Hizmet Verilebilirlik İndeksi (Present Serviceability Index – PSI), Üstyapı Durum İndeksi (Pavement Condition Index – PCI), Uluslararası Düzgünsüzlük İndeksi (International Roughness Index – IRI) gibi performans modelleri aracılığıyla üstyapının hizmet düzeyi takip edilmekte ve doğru zamanda doğru müdahalelerin yapılması amaçlanmaktadır. Bu modeller için ihtiyaç duyulan verilerin toplanması da en önemli parametrelerden birini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, üstyapıda meydana gelen sıcaklık farkı göz önünde bulundurularak, oluşmuş çatlakların şiddetinin ve su sızması nedeniyle granüler malzemede meydana gelecek termal alanların, performans indeksi oluşumuna destek sağlayacağı dikkate alınmıştır. Çalışmaya konu olan üstyapı kesimi, Afyon Kocatepe Üniversitesi ANS Kampüsündeki esnek üstyapı şeklinde planlanan yollar olup meydana gelen timsah sırtı çatlakların performans değerlendirmesi, görüntü işleme tekniklerinden faydalanılarak oluşturulmuştur. Bozulmaların tetiklenmesindeki en önemli faktörün yetersiz drenaj olması, esnek kaplama altına çatlaklar vasıtasıyla sızan suyun, donma-çözünme açısından tehlike arz etmesi ve daha büyük çatlaklara ve hatta kaplamayı parçalayıp çukurlara yol açması gibi nedenlere dayanan bir motivasyon ile kaplamanın tabakasının altındaki suyun yüzeyde oluşturduğu sıcaklık farkı dikkate alınmıştır. Aynı zamanda çatlağın kapladığı alan da göz önünde bulundurularak bir performans indeksi geliştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda toplanan görüntülerden, görüntü işleme teknikleri ile elde edilen verilerin ışığında kaplama performansı değerlendirilmesinde kullanılabilecek bir model oluşturulmuştur. Oluşturulan bu modelin, hızlı bir şekilde performans değerlendirmesi yapılmasına imkân verdiği görülmektedir.

Highways are the most used mode of transportation around the world. Flexible pavements are planned to serve in a certain time period. Road pavements, which are constantly exposed to atmospheric conditions and mechanical loads, are exposed to different types of deterioration before completing the project life. Pavements that deteriorate before completing their service life not only endanger traffic safety, but also cause very high economic losses. The service level of the pavement is monitored with performance models such as Present Serviceability Index (PSI), Pavement Condition Index (PCI), International Roughness Index (IRI), which have been created as a Pavement Management System for a long time to determine the pavement performance, and it is aimed to make the right interventions at the right time. The collection of data needed for these models is one of the most important parameters. In this study, considering the temperature difference on the pavement, it was taken into account that the severity of the cracks formed and the thermal fields that will occur in the granular material due to water infiltration will support the formation of the performance index. The pavement section, which is the subject of the study, was created by using image processing techniques to assess the performance of alligator cracks that occur on the roads planned as flexible pavement in Afyon Kocatepe University ANS Campus. The temperature difference created by the water under the layer of the pavement on the surface is taken into account, with a motivation based on the fact that the most important factor in triggering deterioration is insufficient drainage, the water leaking under the flexible pavement through cracks poses a danger in terms of freezing-thawing, and it causes larger cracks and even potholes by breaking the pavement. taken. At the same time, a performance index was developed considering the area covered by the crack. At the end of the study, a model was created that can be used in the evaluation of pavement performance in the light of the data obtained by image processing techniques from the images collected. It is seen that this created model allows a rapid performance evaluation.