Investigation of the Use of Geogrid in Railway Pavement Designs with Finite Element Modeling

Abstract

Demiryollarının, hızla artan trafiğe bağlı olarak, ortaya çıkan ulaşım sorununun çözümünde ulaştırma altyapılarının en önemli parametresi haline geldiği görülmektedir. Artan bu yoğun yük ve yolcu taşıma talebini karşılamak için, demiryollarında yolun hizmet ömrünü uzatmak, taşıma kapasitesini arttırmak, bakım döngülerini uzatmak, kullanılacak dolgu malzemesi ve altbalast tabakası için tabaka kalınlıklarını azaltmak, inşaat süresini kısaltmak ve maliyetlerin minimize edilmesi amacıyla alternatif çözümler aranmaktadır. Bu tür mühendislik problemlerin çözümünde genellikle deneysel, analitik ve sayısal yöntemlere başvurulmaktadır. Yapılan bu çalışmada sayısal bir yöntem olan ANSYS sonlu elemanlar metodu kullanılarak altbalast tabakası ile taban zemini arasına yerleştirilen tek sıra geogrid malzemenin analizler sonucu yapıya olan muhtemel etkileri değerlendirilmiştir. Ülkemiz standartlarına uygun olarak tasarımı yapılan bu demiryolu üstyapısı; geogrid malzeme kullanılmadan ve geogrid malzeme kullanılarak ayrı ayrı analiz edilmiştir. Ayrıca tasarımda farklı dingil yükü (120 kN, 225 kN, 350 kN), farklı altbalast tabaka kalınlığı (150 mm, 200 mm) ve farklı özelliklere sahip taban zemini türleri kullanılmış; toplamda 96 adet analiz kombinasyonu oluşturulmuştur. Yapılan analiz sonuçları; düşey yönlü yer değiştirme ve gerilme değeri grafikleri yardımıyla değerlendirilmiştir. Yapılan bu çalışmada, demiryolu üstyapı tasarımında geogrid malzeme kullanımı ile altbalast tabaka kalınlığının azaltılabileceği, buna bağlı olarak daha ekonomik ve yük taşıma kabiliyeti daha yüksek bir üstyapının oluşturulmasına imkân vereceği anlaşılmaktadır.