Geri kazanılmış geofoam blok dolgular için farklı esnek üst yapı konfigürasyonlarının prototip modeller ile incelenmesi
Investigation of different flexible pavement configurations for re-used geofoam block embankments with prototype models
Yazar: ALPER TÜFEKCİOĞLU
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH TOLGA ÖZER
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deprem ve Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Deprem Mühendisliği = Earthquake Engineering ; Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Genleştirilmiş polistiren (EPS) blok (geofoam blok) hafif ve kapalı gözenekli bir geosentetik malzeme olup, karayolu inşaatlarında taşıma gücü ve/veya oturma ile ilgili sorunları gidermek için, geleneksel zemin ıslah yöntemlerine alternatif hafif dolgu malzemesi olarak kullanılır. Geofoam bloğun CBR değeri esnek üstyapıların temeli için izin verilen minimum değerden çok daha küçüktür. Bu nedenle, geofoam blok karayolu dolgularının üstyapı tasarımları geleneksel çözümlerden farklılık göstermektedir. 
Geofoam blok biyolojik olarak doğada çözünebilen bir ürün değildir. Dolayısı ile kullanım fonksiyonunu tamamlamış blokların geri dönüştürülmesi önem arz etmektedir. Servis yükleri altında hizmetlerini tamamlamış blokların yeniden kullanımı çevreci bir çözüm olarak karşımıza çıkmaktadır. Bununla birlikte geri dönüştürülmüş geofoam blok yol dolgularının esnek üst yapılarının servis yükleri altındaki davranışlarına yönelik sınırlı çalışma bulunmaktadır.
Bu çalışmada daha önce yol dolgusunda kullanılmış ve servis yükleri altında hizmet vermiş geri kazanılmış geofoam bloklar kullanılarak inşa edilen yol dolgusunun servis yükleri altındaki performans değerlendirilmesi incelenmiştir. Bu amaçla iki farklı esnek üstyapı konfigürasyonunun davranışı değerlendirilmiştir. İlk esnek üst yapı konfigürasyonu, geleneksel geofoam karayolu dolguları için standart üstyapı konfigürasyonu olarak da kullanılan, sadece plent-mix temel (PMT) tabakası kullanılarak inşa edilmiştir.  Diğer konfigürasyonda ise çift yönlü iki sıra geogrid ile güçlendirilmiş PMT tabakası kullanılmıştır. Sadece PMT tabakası ile imal edilmiş esnek üstyapı konfigürasyonu 3 m genişliğinde ve 8 m uzunluğunda, çift yönlü çift sıra geogrid ile güçlendirilmiş PMT tabakası ise 3 m genişliğinde 7 m uzunluğunda bir alan üzerine inşa edilmiştir. Prototip kesitler İstanbul Büyükşehir Belediyesi (İBB) tarafından Beylikdüzü ilçesinde inşa edilen bir yol projesi için imal edilen servis yolunun bir kısmında uygulanmışlardır. 
İmalatlar tamamlandıktan sonra servis yolu trafiğe açılarak her iki esnek üst yapı sisteminin servis yükleri altındaki performansları değerlendirilmiştir. Servis yolundaki taşıt geçiş sayısı pnömatik trafik sayım hortumları kullanılarak bir veri günlükleyicisi tarafından kayıt altına alınmıştır. Esnek üst yapıların serme-sıkıştırma işlemleri sırasında yerindeki birim hacim ağırlıkları ve deformasyon karakteristikleri plaka yükleme testleri (PLT) ile ölçülmüştür. Gerçek servis yükleri altında prototip ölçekte yapılan bu çalışma sayesinde geri dönüştürülmüş geofoam blokların servis yollarında kullanılabilirliği ve bu bloklar için uygulanabilecek esnek üst yapı sistemlerinin prototip ölçekteki davranışları ortaya konulmuştur.

Abstract:
Expanded polystyrene (EPS) block (geofoam block) is a lightweight and closed-cell geosynthetic material used as an alternative lightweight fill material to address bearing capacity and/or settlement-related issues in highway embankment constructions, in lieu of traditional soil improvement methods. The CBR value of the geofoam block is much smaller than the allowable limit for the foundations of flexible pavements. Therefore, the pavement designs of highway embankments for geofoam blocks differ from traditional solutions.
Geofoam block is not a product that biodegrades. Thus, the recycling of blocks that have completed their service life is important. The reuse of blocks that have completed their service under service loads emerges as an environmentally friendly solution. However, there are limited studies on the behavior of recycled geofoam block road embankments under service loads.
In this study, the performance of a road embankment constructed using previously used geofoam blocks was evaluated under service loads. For this purpose, the behavior of two different flexible pavement configurations was evaluated. The first flexible pavement configuration was constructed using only a plain-mix base (PMT) layer, which is also used as the standard pavement configuration for traditional geofoam highway embankments. In the other configuration, a PMT layer reinforced with bidirectional two rows of geogrid were used. The flexible pavement configuration constructed only with the PMT layer was built on an area of 3 m width and 8 m length, while the PMT layer reinforced with bidirectional two rows of geogrid was built on an area of 3 m width and 7 m length. The road sections constructed using recycled geofoam blocks were implemented in a part of a service road which was constructed for a road project in the Beylikdüzü district by the Istanbul Metropolitan Municipality (IMM).
After completion of the constructions, the service road was opened to traffic, and the performance of both flexible pavement systems under service loads was evaluated. The number of vehicle passes was recorded using pneumatic traffic count tubes by a data logger. During the laying-compaction operations of the flexible pavements, deformation characteristics were measured by plate loading tests (PLT). This study demonstrated that recycled geofoam blocks can be utilized in service roads.