Yıl: 2021 Cilt: 0 Sayı: 14 Sayfa Aralığı: 39 - 48 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.47072/demiryolu.867120 İndeks Tarihi: 03-10-2021

Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme

Öz:
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.
Anahtar Kelime:

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

Öz:
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.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] C. Gürer, Demiryolu mühendisliği, Yayımlanmamış lisansüstü ders notları. Afyon Kocatepe Üniversitesi, Afyonkarahisar, 2018.
  • [2] AGÜB. Türkiye Agrega Sektör Raporu, İstanbul, 2007.
  • [3] Anonim, “Çorlu tren kazası inceleme ve değerlendirme raporu.” Türkiye Mühendislik Haberleri, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Ulaştırma Kurulu, 2018, pp. 22-38.
  • [4] N.S. Yalçın, ve A. Erel, “Yüksek hızlı demiryollarında altyapının önemi ve tasarım ilkeleri,” 7. Ulaştırma Kongresi, İstanbul, 2017, pp. 323-343
  • [5] [Online]. Available: https://www.tmmob.org.tr/sites/default/files/imo.pdf, [Accessed March 22, 2021]
  • [6] J.G Rose, L.S. Bryson, “Hot mix asphalt railway trackbeds: trackbed materials, performance evaluations and significant implications,” International Conference on Perpetual Pavements, Columbus, 2009, pp. 19-25
  • [7] J.G. Rose, P.F. Teixeira, P. Veit, “International design practices, applications and performances of asphalt/bituminous railway trackbeds,” GEORAIL, Paris, France, 2011, pp. 1-23
  • [8] C. Esveld, Modern railway track. 2. edition, Delft University of Technology, Netherlands: MRT- Productions, 2001
  • [9] C. Esveld, “Modern railway track,” 2011. [Online]. Avaliable : http://esveld.com. [Accessed: April 16, 2019]
  • [10] T. A. Törer, “Yüksek hızlı hat demiryollarinda alt balast tabakası yerine bitümlü karışım kullanımının sonlu elemanlar yöntemi ile araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği A.B.D., Afyon Kocatepe Üniversitesi, Afyonkarahisar, 2019
  • [11] J.G. Rose, R.R. Souleyrette, “Asphalt railway trackbeds: recent design, applications and performance,” AREMA, 2015.
  • [12] [Online]. http://www.asphaltmagazine.com [Accessed April 20, 2019]
  • [13] E. Yang, Y. Qiu, Q. Luo, “An asphalt concrete application for high-speed railway in China,” 6th International Conference Bituminous Mixtures and Pavements, Thessaloniki, 2015
  • [14] M.B. Bouraima, E. Yang, Y. Qiu, “Mechanics calculation of asphalt concrete track- substructure layer and comparisons,” American Journal of Engineering Research (AJER), vol. 6, no. 7, pp.280-287, 2017
  • [15] M. Sol-Sánchez, L. Pirozzolo, F. Moreno-Navarro, M.C. Rubio-Gámez, “Advanced characterisation of bituminous sub-ballast for its application in railway tracks: The influence of temperature,” Construction and Building Materials, vol. 101, pp. 338-346, 2015, doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.10.102
  • [16] A. Paixão, J. N. Varandas, E. Fortunato, R. Calçada, “Non-linear behaviour of geomaterials in railway tracks under different loading conditions,” Procedia Engineering, vol. 143, pp. 1128-1135, 2016, doi: 10.1016/j.proeng.2016.06.147
  • [17] H. Güler, E.Y. Aksop, “Analysing railway substructure and superstructure by using finite element methods and dimensioning of track components,” 5th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES2017), Azerbaijan, Baku, 29–30 September, 2017
  • [18] UIC 719 R, Earthworks and Track Bed Construction for Railway Lines, 2018
  • [19] L. Li, S. Nimbalkar, R. Zhong, (2018) “Finite element model of ballasted railway with infinite boundaries considering effects of moving train loads and Rayleigh waves,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol.114, pp.147-153, 2018, doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.06.033
  • [20] M. Eroğlu, “Raylı sistemlerde ray ve teker arasındaki temas analizinin ansys ortamında incelenmesi,” Lisans Tezi, Makine Mühendisliği Bölümü, Karabük Üniversitesi, Karabük, 2014
  • [21] J.G. Rose, B. Su, W.B. Long, “KENTRACK: A railway trackbed structural design and analysis program,” AREMA Conference Proceedings, 2003
  • [22] Y. Özdemı̇ r, “Ray-teker temasında temas parametrelerinin incelenmesi,” Demiryolu Mühendisliği, vol. 11, pp. 1-13, Jan. 2020
  • [23] L.S. Sowmiya, J.T. Shahu, K.K. Gupta, “Three-dimensional finite element analysis of railway track,” Indian Geotechnical Conference, IGS, Mumbai, Chapter & IIT Bombay, 2010, pp.909-912
  • [24] J. Han, G.T. Zhao, XZ. Sheng, X.-S. Jin, “Study on the subgrade deformation under high-speed train loading and water–soil interaction,” Acta Mechanica Sinica vol. 32, no. 2, pp. 233-243, 2015, doi: 10.1007/s10409-015-0522-6
  • [25] M. Esmaeili, A. Khodaverdian, H. K. Neyestanaki,S. Nazari, “Investigating the effect of nailed sleepers on increasing the lateral resistance of ballasted track,” Computers and Geotechnics, vol. 71, pp. 1-11, 2016, doi:10.1016/j.compgeo.2015.08.006
  • [26] H. Heydari-Noghabi, J. Varandas, M. Esmaeili, J. Zakeri, “Investigating the influence of auxiliary rails on dynamic behavior of railway transition zone by a 3d train-track interaction model,” Latin American Journal of Solids and Structures, vol. 14, no. 11, pp. 2000-2018, 2017, doi: 10.1590/1679-78253906
  • [27] K. Oğul, U. Mutman, E. Poşluk, “Yüksek hızlı demiryollarında kullanılan yaklaşım dolgu modellerinin sayısal analiz ile değerlendirilmesi,” Demiryolu Mühendisliği, no.10, ss. 46-53, Temmuz, 2019
APA Gürer C, AKILLI TÖRER t, Aslantas K (2021). Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. , 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
Chicago Gürer Cahit,AKILLI TÖRER tugçe,Aslantas Kubilay Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. (2021): 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
MLA Gürer Cahit,AKILLI TÖRER tugçe,Aslantas Kubilay Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. , 2021, ss.39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
AMA Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. . 2021; 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
Vancouver Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. . 2021; 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
IEEE Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K "Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme." , ss.39 - 48, 2021. 10.47072/demiryolu.867120
ISNAD Gürer, Cahit vd. "Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme". (2021), 39-48. https://doi.org/10.47072/demiryolu.867120
APA Gürer C, AKILLI TÖRER t, Aslantas K (2021). Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. Demiryolu Mühendisliği, 0(14), 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
Chicago Gürer Cahit,AKILLI TÖRER tugçe,Aslantas Kubilay Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. Demiryolu Mühendisliği 0, no.14 (2021): 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
MLA Gürer Cahit,AKILLI TÖRER tugçe,Aslantas Kubilay Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. Demiryolu Mühendisliği, vol.0, no.14, 2021, ss.39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
AMA Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. Demiryolu Mühendisliği. 2021; 0(14): 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
Vancouver Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme. Demiryolu Mühendisliği. 2021; 0(14): 39 - 48. 10.47072/demiryolu.867120
IEEE Gürer C,AKILLI TÖRER t,Aslantas K "Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme." Demiryolu Mühendisliği, 0, ss.39 - 48, 2021. 10.47072/demiryolu.867120
ISNAD Gürer, Cahit vd. "Yüksek Hızlı Hatlarda Granüler Altbalast Yerine Asfalt Tabaka Kullanımının SonluElemanlarla Modellenme". Demiryolu Mühendisliği 14 (2021), 39-48. https://doi.org/10.47072/demiryolu.867120