Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme

Investigation of Using Bituminous Mixture Instead of Granular Sub-Ballast Layer in High-Speed Rail Tracks with Finite Element Method

Özet

Tüm dünyada, konvansiyonel hatlarda olduğu gibi yüksek hızlı demiryolu hatlarında da balastlı üstyapı yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte yüksek hızlı hatların gelişmesi ve trenlerin yük kapasitelerinin artması demiryolu üstyapısındaki balast ve taban zemini arasındaki granüler tabakalara daha farklı malzemelerden yapılmış alt tabakaların (altbalast) eklenerek projelendirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu sayede demiryolu üstyapısının servis ömrü uzatıldığı gibi bakım maliyetlerinin de düşürülmesi sağlanmış olacaktır. Bu çalışma kapsamında alt balast tabakası yerine asfalt tabaka kullanımı Türkiye’de uygulanan bir tip kesit üzerinde, yüksek hızlı hat dingil yükü ve asfalt malzemenin farklı mevsimlerdeki özelliklerine göre sonlu elemanlar metoduyla (SEM) modellenerek çözümlenmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Asfalt kaplamalardan oluşan alt balast tabakalarının yüksek hızlı hatlarda kullanılmasının taban zeminindeki deformasyonları ve gerilmeleri azaltacağı, yol güvenliğinin artmasını sağlayacağı ve her bölgede bulunması güç olan kaliteli balast malzemesine olan ihtiyacı da azaltacağı sonuçlarına ulaşılmıştır.

Abstract

Rail track with granular ballast layer is widely used all over the world in high-speed railwaylines as in conventional lines. However, the development of high-speed lines and the increase in the loadcapacity of the trains compulsory to design the sub-ballast made of different materials in the granular layersbetween the ballast and the track bed in the railway track. In this way, the service life of the railway trackwill be extended and also maintenance costs will be reduced. In this study, using asphalt layer instead ofthe granular sub-ballast layer under a rail track section applied in Turkey modelled with finite elementmethod (FEM) under TCDD high-speed line axle loads and also using different asphalt materials featuresof the seasons and the obtained results were compared. It was concluded that the use of asphalt pavementsin sub-ballast layers of high-speed lines will reduce deformations and stresses on the subgrade layer,increase rail track safety and reduce the need for quality ballast materials that are difficult to find in everyregion.