Donma ve çözülmenin alt taban ve temel malzemesinin ince malzeme içeriğine etkisi

Donma ve çözülme sürecinin mevsimsel don koşullarının yaşandığı bölgelerde yolların yapısal bütünlüğü üzerinde olumsuz etkileri bulunmaktadır. Alt temel ve temel zeminlerin dona karşı duyarlılığının belirlenmesi, malzeme seçiminin önemli bir parçası olup inşaat maliyetlerini önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Ancak bu duyarlılık birçok parametreden etkilenir ve üç farklı karmaşıklık seviyesinde belirlenebilir. Gelişmiş yöntemler daha doğru sonuçlar sağlamakla birlikte, özel ekipman, eğitim ve test verilerinin işlenmesi için daha fazla zaman gerektirebilir. Bu tür ileri düzey testler şu anda KGM tasarım el kitapları ve prosedürlerinde yer almamaktadır. Bu çalışmada, Karayolları Genel Müdürlüğü Araştırma Dairesi (KGM, ARGE) Zemin Stabilizasyon ve Araştırma Geliştirme Grubu laboratuvarında bulunan özel tasarım dona karşı duyarlılık kabini kullanılarak gerçekleştirilen donma-çözülme testlerinin sonuçları sunulmuştur. Cihaz, ASTM D5918 standartlarına uygun olup tamamen otomatik bir şekilde 5 günlük bir donma-çözülme programını, iki donma-çözülme döngüsü dahil olmak üzere gerçekleştirme kapasitesine sahiptir. Aynı anda dört numune test edilebilmekte ve sıcaklık, su alımı ve şişme otomatik olarak kaydedilebilmektedir. Yeni test cihazı, farklı ince malzeme yüzdeleri içeren taş ocağı temelli bir çakıl malzemesini test etmek için kullanılmıştır. Bu çalışmada, çakıl ve kum karışımlarının dona karşı duyarlılığı üzerinde ince malzeme içeriği ve türünün etkisi değerlendirilmiştir. Kalın malzemeler, bir kireçtaşı ocağından elde edilen 12-19 mm, 5-12 mm, 0-5 mm boyut fraksiyonlarına ve "filler" olarak adlandırılan ince taneli malzemelere sahip kırılmış taş agregalarından oluşmuştur. Karışımlara eklenen diğer ince malzemeler arasında ticari olarak temin edilen Kaolinit ve Bentonit mineralleri ile "YK" olarak adlandırılan doğal bir kil yer almıştır. İnce taneli malzemeler, %5,24 ile %18 arasında değişen oranlarda karışıma dahil edilmiştir. Numuneler, maksimum kuru yoğunlukta ve optimum su içeriğinde sıkıştırılmış, ardından sıkıştırılmış, suya doygun ve donma-çözülme sonrası durumlar için CBR değerleri belirlenmiştir. Donma kabırma oranları ve segregasyon potansiyeli hesaplanmıştır. Analizler, donma-çözülme test kabininin güvenilir test sonuçları sağladığını göstermektedir. Sonuçlar ayrıca, ince malzeme içeriğinin artışıyla dona karşı duyarlılığın arttığını ve zeminlerin mineralojisi ile gradasyonunun dona karşı duyarlılığı etkilediğini ortaya koymaktadır.