Numerical Analysis of Road Layers Made with Steel Slag

Abstract

Yol yapısında tekrarlı yüklere bağlı olarak tekerlek izi, yüzeysel veya derin çatlak oluşumu gibi deformasyonların artması sonucunda kaplamanın servis ömrü azalmakta böylece bakım maliyetleri artmaktadır. Hem kaynak kıtlığı hem de atıkların bertaraf edilmesi amacıyla doğal agrega yerine demir-çelik üretiminin yan ürünü olan çelik cürufu kullanımı oldukça yaygınlaşmaktadır. Çelik cürufu mevsimsel yaşanan bazı değişikliklere ve yorulma davranışına karşı gösterdiği direnç dolayısıyla kullanımının, mekanik ve çevre koşulları açısından faydalı olacağı için yol üst yapı tasarımında temel, alt zemin, çimento kaplama vb. tabakalarda doğal agregaların ikamesi olarak kullanımı tercih edilmektedir. Bu sayede hem doğal kaynakların kullanımı azalacak hem de sürekli olarak artan atık cürufların kullanımı ile doğaya vereceği zarar en aza indirilmiş olacaktır. Bu çalışmada, çelik cürufun temel ya da alttemel tabakalarında kullanılmasının etkisi sonlu elemanlar yöntemiyle dinamik analizler yapılarak araştırılmıştır. 400 kPa değerinde tekrarlı tekerlek yükleri altında yapılan sayısal analizler sonucunda alttemel tabakasında çelik cüruf malzeme kullanımı sonucunda elde eldilen düşey deformasyon değerleri literatürde yer alan diğer bir malzeme olan kireç taşı içerikli agreganın kullanımındaki deformasyon değerlerinden daha düşük elde edilmiştir. Bulgular ilk 50 yükleme adımında minimum deformasyon değerleri sırasıyla CC ve KC kesitlerinde meydana geldiğini göstermektedir.