Atık mermer tozu ile zemin stabilizasyonunun mekanistik-amprik tasarım yöntemine göre incelenmesi
Investigation of soil stabilization with waste marble powder according to mechanistic-empirical design method
Yazar: Karasahin, Mustafa; Yıldız, Ahmet Hüsrev; Taciroğlu, Murat Vergi
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 39 No. 3, 2022
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Waste Marble Powder,Soil Stabilization,Highway Pavement Thickness,Mechanical-Emprical Design,KENPAVE ; Atık Mermer Tozu,Zemin Stabilizasyonu,Karayolu Üstyapı Kalınlığı,Mekanistik-Amprik Dizayn,KENPAVE

Mermer kullanımının artmasına bağlı olarak, ortaya çıkan mermer atıkları dünya çapında önemli bir çevre sorunu haline gelmiştir. Sürdürülebilirliğin önemli olduğu günümüzde bu tür atıklar inşaat işlerinde çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Sürdürülebilirliğe en büyük katkı, atık maddelerin yeniden kullanımıdır.  Yapılan deneysel ve hesaplamalı çalışmada, üç farklı atık mermer tozunun zemin stabilizasyon malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın deneysel kısmında atık mermer tozları % 0-10-20-30 ve 40 oranlarında iki farklı CL sınıfı killi zemine eklenmiş ve zeminlerin mukavemet özelliklerindeki değişiklikler Atterberg limitleri, standart Proctor sıkıştırma, kesme kutusu, ve Kaliforniya taşıma oranı (CBR) testleri ile izlenmiştir. Hesaplamalı kısımda ise CBR ve AASHTO-93yöntemleri kullanılarak yapılan stabilizasyonun üstyapı kalınlığına etkileri belirlenirken, KENPAVE yazılımı ile Mekanistik-Amprik tasarım metoduna uygun olarak mermer tozu iyileştirmesinin üstyapının yorulma ömrüne olan katkısı araştırılmıştır. Elde edilen test sonuçları mermer toz atıklarıyla stabilize edilen düşük plastisiteli killerin dayanım özelliklerinin iyileştiğini göstermiştir. CBR ve AASHTO-93 metotları ile   bu iyileştirmenin gereken üstyapı kalınlığını azaltabileceği, SN sayısındaki azalma ile karayolu imalatında yüzlerce metreküp malzeme kazancı sağlanabileceği hesaplanmıştır. Mekanistik-Amprik yöntem ile yapılan hesaplar da atık mermer tozu stabilizasyonu ile üstyapının kritik tekerlek izi oturması ömrünün ortalama %86’ya kadar artabileceğini öngörmektedir.

Marble waste has become a critical environmental issue worldwide due to the increase in the use of marble. Nowadays, where sustainability is essential, such wastes are used for various purposes in construction works. The main contribution to sustainability is the reuse of marble waste. In the experimental and computational study, the usability of three different waste marble powders as soil stabilization material was investigated. In the experimental part of the study, waste marble powders were added to the CL type of two different clay soils at 0-10-20-30 and 40% rates. The changes in the strength properties of the stabilized soil were monitored by Atterberg limits, standard Proctor compression, shear box, and California Bearing Ratio (CBR) tests. In the computational part, while the effects of stabilization made using CBR and AASHTO-93 methods on pavement thickness were determined, the contribution of marble powder improvement to the fatigue life of the pavement was investigated in compliance with the Mechanistic-Empirical design method with KENPAVE software. The test results showed that the strength properties of low plasticity clays stabilized with marble dust wastes improved. With CBR and AASHTO-93 methods, it has been calculated that this improvement can reduce the required pavement thickness, and hundreds of cubic meters of material can be saved in highway construction with a reduction in the number of SN. Calculations made by the Mechanistic-Empirical method also predict that the critical rutting life of the pavement can increase up to 86% on average with the stabilization of waste marble dust.