Türkiye'deki bitümlü sıcak karışım (BSK) tasarım sürecinin güncel yaklaşımlar çerçevesinde değerlendirilmesi ve iyileştirme önerileri

Abstract

Ülkemizde ve dünyada en yaygın ulaşım türü olan karayolu ulaşımı, artan nüfus ve ulaşım talebiyle sürekli genişlemektedir. Ancak, karayolu kaplamalarında yaygın olarak kullanılan ampirik Marshall yöntemi ile tasarlanan kaplamaların, özellikle yüksek trafik yükleri altında kalıcı deformasyon ve çatlama gibi performans sorunlarını yeterince karşılayamadığı görülmektedir. Bu durum, performans esaslı karışım tasarım yöntemlerine duyulan ihtiyacı ortaya koymuştur. Bu çalışmanın amacı, mevcut performans esaslı yaklaşımları ve özellikle dengeli karışım tasarımında kullanılan performans testlerini inceleyerek, ülkemiz koşullarına uygun temel performans testlerini içeren alternatif bir tasarım yöntemi önermektir. Bu kapsamda, öncelikle literatürde yer alan performans testleri ve bunların karışım tasarımındaki yeri araştırılmış, farklı ülkelerdeki uygulamalar incelenmiştir. Daha sonra, Superpave ve dengeli karışım tasarımı kapsamında kullanılan cihazlar ve testler (örneğin tekerlek izi, çatlama ve nem hasarı deneyleri) teknik açıdan değerlendirilmiş ve mevcut Türkiye uygulamaları ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca Karayolları Teknik Şartnamesi'nde yer alan güncel düzenlemeler, Avrupa standartları ile olan uyum çalışmaları ve laboratuvar ortamında gerçekleştirilen deneysel incelemeler değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda, ülkemizde halen yaygın olarak kullanılan Marshall yönteminin performans sorunlarını çözmede yetersiz kaldığı, ancak seçilmiş bazı temel performans testlerinin tasarım sürecine entegre edilmesi halinde daha güvenilir ve uzun ömürlü kaplamaların elde edilebileceği belirlenmiştir. Özellikle Hamburg Tekerlek İzi Testi, Yarı Dairesel Eğilme Testi (SCB) ve Çekme Dayanım Oranı (TSR) gibi deneylerin, BSK tasarımında pratik ve uygulanabilir bir çözüm sunduğu görülmüştür. Bu çalışmanın çıktıları, Türkiye'de BSK tasarımında performans esaslı yaklaşımlara geçiş sürecine katkı sağlayacak, ilgili otoriteler için şartname revizyonlarına ışık tutacak ve akademik çalışmalara metodolojik bir temel sunacaktır. Böylece, daha ekonomik, uzun ömürlü ve güvenilir yol üstyapılarının tasarımına yönelik önemli bir adım atılması hedeflenmektedir.Road transport, the most common mode of transport in our country and around the world, is constantly expanding due to increasing population and transport demand. However, it has been observed that pavements designed using the empirical Marshall method, which is widely used in road pavements, cannot adequately address performance issues such as permanent deformation and cracking, especially under high traffic loads. This situation has highlighted the need for performance-based mix design methods. The aim of this study is to propose an alternative design method that includes basic performance tests suitable for our country's conditions by examining existing performance-based approaches and, in particular, the performance tests used in balanced mix design. In this context, performance tests found in the literature and their place in mixture design were first researched, and applications in different countries were examined. Subsequently, the equipment and tests used in Superpave and balanced mixture design (e.g., wheel track, cracking, and moisture damage tests) were technically evaluated and compared with current Turkish applications. Furthermore, the current regulations in the Highway Technical Specifications, the harmonisation efforts with European standards, and the experimental studies conducted in the laboratory environment were evaluated. The study concluded that the Marshall method, which is still widely used in our country, is insufficient in solving performance problems, but that more reliable and durable pavements can be obtained if selected basic performance tests are integrated into the design process. In particular, experiments such as the Hamburg Wheel Mark Test, SCB (Semi-Circular Bending Test) and TSR (Tensile Strength Ratio) were found to offer a practical and applicable solution in BSK design. The outputs of this study will contribute to the transition to performance-based approaches in BSK design in Turkey, shed light on specification revisions for relevant authorities, and provide a methodological basis for academic studies. Thus, it is aimed to take an important step towards the design of more economical, durable, and reliable road pavements.