Çarpma yastıkları ve d-100 karayolu Avcılar – Pendik aksının incelenmesi
Crash cushions and a study of the d-100 highway Avcılar - Pendik route
Yazar: FETHİ YÜRÜR
Danışman: PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Trafik = Traffic ; Ulaşım = Transportation

Özet:
İnsanlık tarihinin en önemli unsurlarından biri olan ulaştırma, tüm tarih boyunca kayda değer bir öneme sahip olmuştur. İnsanoğlu tarihinin ilk evrelerinde kıtlık, savaş gibi sebeplerden dolayı yapılan göçler ile insanoğlu ulaşımın bir parçası olmuştur. İnsanlık tarihinin ilerlemesi ve gelişmesi ile ulaştırma türleri ve araçları çeşitlenmiş ve modern çağın vazgeçilmezi haline gelmiştir. Günümüzde tüm insanlık Karayolu, Havayolu ve Denizyolu gibi ulaştırma türlerinden en az biri veya tamamı ile bir ilişki kurmuş ve hayatımızın önemli bir parçası olmuştur. Özellikle Karayolu Ulaştırması gerek maliyet gerek fiziki yeterlilik ve ulaşabilirlilik açısından diğer ulaştırma türlerinden bir adım öne çıkmıştır.
Karayollarının diğer ulaştırma türlerine göre daha çok insan ile etkileşim kurması, bireysel hatalara daha yatkın olması sebebiyle trafik güvenliği açısından daha fazla önem verilmesi gerekliliğini doğurmuştur. Ne yazık ki dünyada ve ülkemizde en fazla can ve mal kaybı karayolları ulaştırmasında meydana gelmektedir. Trafik kazaları kısa ve uzun vadeli sonuçları sebebiyle modern çağın önünde duran vahim problemlerinden biridir. Bu sorunları aşmada Trafik Mühendislerine ve Ulaştırma Mühendislerine büyük bir görev düşmektedir.
Bu yüksek lisans tez çalışması çerçevesinde çarpma yastıklarının ilk kullanım türlerinden, günümüzde kullanılan çarpma yastıklarının elemanlarından bahsedilmiştir. Çarpma yastıkları ilk olarak Amerika Birleşik Devletlerinde çelik variller kullanılarak 1955 yılında uygulanmaya başlanmıştır. Yine ABD'de petrol sanayinin gelişmesi ile çelik varillerin yanında plastik varillerde kullanılmaya başlamıştır. Gelişen araç teknolojisi ile araçların hızlarının artması, araç kullanıcı sayısının artması, karayolu standartlarının yükselmesi ve teknolojik ilerlemeler sonucunda refüjlerde, yol ayrımlarında, ücretli geçiş noktalarında meydana gelen kazaların şiddetinin artması ve ciddi can ve mal kaybına neden olması sebebiyle şiddetli çarpmalara dayanıklı modern anlamda çarpma yastıklarının tasarlanmasını sağlamıştır.
Bu tez çalışmasında modern anlamda çarpma yastıklarının performans seviyelerini belirlemek için TS EN – 1317-3 standartlarına göre yapılması gereken çarpma yastığı deneyleri incelenmiş ayrıca ve MASH09 (ASHTO) standardında belirtilen çarpma yastığı testlerinden kısaca bahsedilmiştir. TS EN – 1317 – 3 Avrupa Standardizasyon Komitesi tarafından kabul edilen EN-1317-3 olduğu gibi kabul edilerek Türk Standardı olarak kabul edilmiştir. Bu standartta göre aracın çarpma yastığına 5 farklı noktadan 50 km/sa, 80 km/sa, 100 km/sa, 110 km/sa, gibi farklı hızlarda ve farklı araç kütlesi ile yapılarak uygun çarpma yastığının belirlenmesinden bahsedilmiştir. MASH09'a göre ise TS EN-1317-3'e farklı olarak pick-up denilen araçlar için yapılan testlerden ve taşıtın çarpma yastığına yaklaşım yönlerinden bahsedilmiştir.
İncelenen bu deneylerden yola çıkarak İstanbul'da kullanılan çarpma yastıklarının mevcut durumları ve eksiklikleri incelenmiş olup İstanbul il sınırları içerisinde E-5 Karayolu ile bağlantı yollarında kullanılan çarpma yastığının tiplerinden bahsedilmiştir. İstanbul Büyükşehir Belediyesi Yol Bakım ve Onarım Müdürlüğü yetkililerinden alınan veriler ile çarpma yastığının kullanıldığı noktalar tablolar halinde gösterilmiştir. E-5 Karayolu Avcılar, Pendik güzergâhında yapılan arazi çalışmalarında E-5 Karayoluna giriş ve çıkış noktasında çarpma yastığı kullanılması gereken noktalar belirlenmiş ve yasal hız sınırları ile çarpışma durumları göz önüne alınarak kullanılması gereken çarpma yastığı hakkında kamu ve özel sektöre önerilerde bulunulmuştur. E-5 Karayolu gibi her gün milyonlarca araç ve yaya tarafından kullanılan yolun sadece ana arterinde Avrupa Yakasında 18 noktada, Anadolu Yakasında ise 28 noktada eksik bulunduğu tespit edilmiştir. Bu eksiklikler sadece Avcılardan Pendik istikametine doğru olup tersi istikamette de benzer çıkışların olması sebebiyle yaklaşık aynı değerdedir. Bu eksik noktalara E-5 yan yolundan şehir içi ayrımlarına ayrılan noktaları da eklersek bu sayının çok daha yukarı çıkacağı açıktır. Bu yüzden gerekli önlemlerin ilgili kamu kurumları tarafından acilen ele alınmasında ve çözümlenmesin son derece önemlidir.
Çarpma yastıklarının ithal olması ve ülkemizde döviz kurunun yüksek olması sebebiyle maliyetinin çok yüksek olduğu açıktır. Tez çalışması kapsamında kamu ve özel sektöre bilgi olması amacıyla çarpma yastıklarının maliyeti ile ilgili yapılan araştırmalarda farklı tip çarpma yastıklarının yapım ve onarım maliyetlerinden, bazı üretici firmaların yetkililerinden görüşler alınmış ve tezde kısaca bahsedilmiştir.
Bu tez çalışmasında ayrıca teknolojideki gelişmeler ışığında farklı kullanım amacı ile üretilen çarpma yastıklarından bahsedilmiştir. Giderek artan şehirleşme ve paralelinde büyüyen kent içi yollarda da birçok şiddetli kaza meydana gelmektedir. Bu yüzden farklı çarpma yastığı üretici firmaları tarafından şehir içi yollarda, refüjlerde ve ağaç önlerinde kullanılan alternatif çarpma yastıklarından bahsedilmiştir. Özellikle İstanbul gibi bir metropolde şehir içi yollarımızın kapasitesini düşündüğümüzde tezde bahsedilen gibi çarpma yastıklarının kullanılması ülkemiz ve şehrimiz için önem arz etmektedir. Malzeme teknolojisindeki ilerlemeler sonucunda tasarlanan farklı çarpma yastığı çeşitlerinde de kısaca bahsedilmiştir.

Abstract:
One of the most important elements of human history, transport has possessed considerable importance throughout history. Mankind became a part of transport with the migrations that     took place due to such reasons as war and famine during the early eras of human history. As mankind advanced and developed over time so the types of transport and vehicles diversified and became indispensable for the modern age. In the present day all of mankind has developed a relationship with one or all of such modes of transport as roads, the skies or the seas, and this has become an important part of our lives. Road transport in particular has emerged ahead of the other forms of transport in terms of cost, physical sufficiency and accessibility.
Given that people are prone to make mistakes, the fact that mankind has developed a greater interaction with roads than with the other forms of transport has given rise to the need to take more precautions with respect to traffic safety. Unfortunately, the greatest losses of life and property occur while travelling on roads both in our country and throughout the world. When the data from the World Health Organization (WHO) are examined, it is seen that these rates are very high in our country compared to the developed countries. Again according to the same data, economic losses in the aftermath of traffic accidents are a major problem for our country. Due to their short- and long-term consequences road traffic accidents stand as one of the most important problems of the modern age. The majority of the accidents occurring in our country, according to the Turkish statistics agency data, was seen to be caused by driver faults. It is extremely important to make the engineering calculations necessary to reduce the number of accidents caused by driver faults. Making and designing forgiving ways to prevent such mistakes is crucial to minimize the loss of life and property.  One of the greatest tasks in overcoming this problem falls to Traffic Engineers and Transport Engineers.
Within the scope of this post-graduate degree study we mention the first types of crash cushions used and the component parts of the crash cushions in use today. Crash cushions were first used in the United States of America in 1955 using steel barrels. As the oil industry developed in the United States plastic barrels began being used instead of steel ones. The force of road traffic accidents and the loss of life at traffic islands, junctions and toll booth lanes as a result of technological improvements, increasing road standards and an increase in the number of drivers and vehicle speeds due to advancing vehicle technology have led to modern crash cushions being designed to withstand violent crashes.
This thesis studies the crash cushion tests that need to be carried out in accordance with the TS EN-1317-3 standard in order to determine the performance levels of modern crash cushions, and also briefly talks about the crash cushion tests stated in the MASH09 (ASHTO) standard. TS EN - 1317 - 3 was accepted as the Turkish Standard by adopting EN-1317-3, which was accepted by the European Standardization Committee. The study discusses how crash cushions meeting this standard are identified by carrying out crash tests using vehicles of different masses travelling at different speeds such as 50 kph, 80 kph, 100 kph and 110 kph hitting the crash cushion at five different points. Also discussed are the MASH09 tests, which differ from the TS EN-1317-3 standard in that they are carried out for vehicles known as pick-up trucks, and the directions from which the vehicle approaches the crash cushion.
Using these examined tests as a starting point, the crash cushions used in Istanbul are examined in terms of their current condition and failings and the types of crash cushion used on the exit/joining ramps for the E-5 highway within Istanbul city limits are discussed. The locations where crash cushions are used are displayed in tabular form using data given by the Istanbul Metropolitan Municipality Road Maintenance and Repair Directorate authorities. Field studies carried out along the Avcılar-Pendik route of the E-5 Highway identified the locations at the E-5 exit and joining ramps where crash cushions need to be used and suggestions were given to both the public and private sector concerning the crash cushions that should be used considering the legal speed limits and crash circumstances.
Crash cushions were found to be missing at 18 locations on the European Side and 28 locations on the Anatolian Side of the E-5 highway, which is a main artery used by millions of vehicles and pedestrians every day. These are just the missing locations on the Avcılar-Pendik route alone and roughly the same amount exist going in the other direction given the similar number of exit ramps. If we add those locations along the E-5 set aside for city-center exits to these missing locations it is clear that this number is going to be much higher. Therefore, it is of paramount importance that the necessary measures be urgently taken up by the relevant public authorities and the situation resolved. In this thesis study it is suggested that the crash cushions to be used at these missing locations are able to withstand crashes of up to 80 kph considering the speed limits along the E-5 highway.
Considering the crash cushions are imported and that the foreign currency exchange rate in this country is high, it is clear that the cost is going to be very high. Within the scope of this study the construction and repair costs of different types of crash cushions covered in studies involving the cost of crash cushions for the purpose of informing the public and private sectors are discussed, and the opinions of executives from various manufacturing firms are also noted and discussed briefly. 
It is anticipated that the cost of installing crash cushions at those locations where they are missing will in the region of 690,000 US Dollars considering the production costs obtained as a result of a study carried out in the United States. The cost for the SMA 80P type crash cushion, which was developed by the Italian AMS Company, is anticipated to be around 230,000 Euros considering the product prices quoted by company officials. Given the very high cost of both these products, which are made by different firms, it is vitally important that these cushions are made using local means.
As the current account deficit of our country increases year by year, and upward movement of exchange rates increases the cost of these products day by day, it becomes difficult for the relevant administrations to use these products. In our country, and especially in Istanbul, the lack of collision cushions at many points in the road network, so it is vital that we produce collision cushions with our own facilities because we need to use these products. These products, which will be designed for the needs within the country, will also be an important means of export for our country. Owing to the fact that our country is close to the Middle East and the Balkans, and because the production costs are better than those of other producer countries, domestic product crash cushions will be a good alternative for users.
In the light of advances in the technology, this study also discusses the crash cushions that are being manufactured for different uses. Increasing urbanization and the corresponding increase in inner-city roads have led to many violent accidents on the roads. Therefore, this study also discusses the alternative crash cushions made by different crash cushion manufacturers and used on inner-city roads, traffic islands and in front of trees. Considering the capacity of our inner-city roads, particularly in a metropolitan city like Istanbul, the use of crash cushions as discussed in this study is important for both our city and our country. The various different types of crash cushion that have been designed as a result of advances in material technology are also discussed briefly in this study. 
As a result of advances in material technology, collision pads have been developed by manufacturers that are made of different materials and shapes. Impact cushions, especially made from plastic materials called high density polyethylene, have been used by crash cushion builders in recent years. The most important feature of this type of collision cushion is that the elasticity of the structure during impact ensures that the vehicle can safely stand by absorbing the kinetic energy of the vehicle. This product is preferred owing to changing back into the original shape after the accident upon being squeezed during the impact and also being economical compared to other impact pillows. The advantages of a crash pad made using elastic springs made of steel with low maintenance and repair costs, just as collision pads made from plastic materials called high density polyethylene, are mentioned.