Beton Yol Nedir, Beton Yolların Özellikleri ve Avantajları

Selçuk UÇAR | Cenk KILINÇ | Didem Nur BÜLBÜL, (THBB) Türkiye Hazır Beton Birliği

Beton, günümüzde en çok kullanılan yapı malzemesidir. Binlerce yıldır ayakta duran birçok yapı beton ile yapılmıştır. Beton dayanıklılığını ispat etmiş bir üründür. Betonun en önemli kullanım alanlarından biri de yol veya zemin kaplama malzemesi olarak kullanımıdır. Bu tip kullanım içerisinde başta beton üst yapılı karayolları (beton yollar) olmak üzere havalimanlarında pist betonları ve endüstriyel zemin betonları yer almaktadır. Ülkemizde neredeyse bütün havalimanı pistleri betondan yapılmış ayrıca sanayicilerimiz, uzun ömür ve düşük bakım özelliği nedeniyle betonu fabrika zeminlerinde kullanmayı çok önceden keşfetmiştir. Ancak, dünyada geniş çapta kullanılmasına rağmen beton yollar ülkemizde hâlen yaygınlaşmamıştır.

Beton yollar, ülkemizde %100 yerli ve milli ürünler kullanılarak inşa edilebilmektedir. Böylece asfalt ve bitümden kaynaklanan dövize bağımlılığın ve cari açığın önüne geçilmesi sağlanacaktır. Ağır taşıt trafiğinin ve mevsimsel değişikliklerin çok olduğu ülkemizde, dayanıklılık ve uzun ömür özellikleri ile beton yollar çok önemli bir seçenek olarak ön plana çıkmaktadır. Örneğin, Amerika’da 125 yaşının üzerindeki bir caddenin kaplaması betondur, İkinci Dünya Savaşı’ndan öncesi ve devamında Almanlar tarafından yapılan beton yolların bir kısmı hâlen kullanılmaktadır. Ayrıca, beton yollar fren mesafelerini azaltması ve ıslak havalardaki yol tutuş performansı ile yol güvenliğini artırmakta, yangına dayanımı ve emisyon açığa çıkarmaması ile insan sağlığına ve çevreye dost bir çözüm sunmaktadır.

Türkiye, gerek kaynak gerekse mühendislik açısından beton yol yapımında son derece avantajlı ve yeterli bir ülkedir. Türkiye Hazır Beton Birliği üyesi olan her firma Avrupa kriterlerine uygun üretim yapmaktadır. Bu nedenle bizim üyelerimiz beton yollar projesi tamamen hayata geçtiğinde karayollarına beton sağlayabilecek kapasite ve bilgiye sahiptir.

Sadece otoyol ve devlet yolları gibi karayolu ağında değil şehir içi ve kırsal yollarda da beton yol kullanılmaktadır. Günümüzde, Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) yol yapımı bu tip yollarda güzel bir seçenektir ve son yıllarda ülkemizde de özellikle belediyeler ve il özel idareleri tarafından tercih edilmeye başlanmıştır. SSB yolların en önemli avantajı, geleneksel asfalt yol yapım ekipmanları (asfalt finişeri ve silindirleri) ile yapılabiliyor olmasıdır.

Türkiye Hazır Beton Birliği tarafından hazırlanan “Neden Beton Yollar?” başlıklı bu raporda, kaynaklarımızın verimli kullanılması ve yerli üretimin desteklenmesi için çok önemli olan beton yol uygulamalarının önünün açılması amacıyla beton yolların tanımı, avantajları, çeşitleri, malzemeleri, yapım teknikleri ve gereklilikleri açıklanmaktadır.

1. Beton Yol Nedir?
Ülkemiz, ulaşım ve taşımacılıkta büyük oranla karayolunu tercih etmektedir. Yeni karayolu yapımında veya üstyapı yenileme çalışmalarında yol üstyapısı seçimi büyük önem taşımaktadır. Seçim yapılırken üstyapı tipleri teknik ve ekonomik yönden bölgesel özellikler ve ülke koşulları da dikkate alınarak karşılaştırılmalı ve bir karara varılmalıdır.

Karayolları, üstleneceği trafiğin yoğunluğu, araç tipi dağılımı, sürüş güvenliği vb. unsurlarla, iklim koşullarına ve bölgenin gereksinimlerine uygunluğu göz önüne alınarak projelendirilir ve inşa edilir. Trafik yükünü taşımak üzere tesviye yüzeyine (taban zemini üzerine) yerleştirilen tabakalı yol yapısına üst yapı denir. Üst yapılar ikiye ayrılır:

a) Beton Yol (Rijit Üst Yapı): Yüksek eğilme direncine sahip ve beton ile yapılmış tek tabakalı plak vasıtasıyla yükleri taban zeminine dağıtan üstyapı tipidir.

b) Asfalt Yol (Esnek Üst Yapı): Devamlı olarak her noktada taban yüzeyi ile sıkı temas sağlayan ve yükleri taban yüzeyine dağıtan bir üstyapı şeklidir.

Karayolları Genel Müdürlüğü Beton Yol Kaplama Teknik Şartnamesi’nde beton (rijit kaplamalı) yollar, çimento betonu ile yapılan ve üzerlerinden geçen dingil yüklerini tabana ileten bir üstyapı kaplama türü olarak tanımlanmaktadır. Beton yollarda (rijit üst yapılarda) malzeme olarak yapılarda kullanılana benzer beton kullanılmaktadır, terim olarak asfalt betonu (bitümlü sıcak kaplama) ile karıştırılmaması gerekmektedir. Karayolları (otoyol, devlet ve il yolları), şehir içi yollar ve kırsal yollarda kullanılan kaliteli bir kaplamadır. Türkiye, beton teknolojisinde gelişmiş ülkeler seviyesinde olmasına rağmen, bu potansiyelini karayolu yapımında kullanamamıştır. Bundan böyle karayolu planlamalarında, özellikle ağır taşıt trafiğinin yoğun olduğu bölgelerde BETON YOL seçeneği dikkate alınmak zorundadır.

2. Neden Beton Yol?

a) %100 Yerli ve Milli Bir Üründür
Beton %100 yerli bir üründür ve düşük maliyetlerle temin edilmektedir. Beton üretiminde kullanılan tüm bileşenler (çimento, agregalar, mineral ve kimyasal katkılar) Türkiye’de üretilmektedir. Türkiye’nin beton üretiminde dünya çapında bir tecrübesi ve üstünlüğü bulunmaktadır. 2018 yılı sonu verilerine göre Türkiye beton üretiminde Avrupa 1.si, dünya 3.südür. Asfalt (bitüm) ise dövize dayalıdır. Gelişen rafineri teknolojisi nedeniyle, bir rafineri yan ürünü olan bitümün giderek daha az elde edildiği bilinmektedir. Yerli ve millî bir ürün olan betonun kullanılması Ülkemizin cari açığının azaltılmasına önemli katkılar sunmaktadır.

b) İlk Yapım ve Ömür Maliyetlerinde Avantajlıdır
Beton yollar, bitümlü sıcak kaplamalara göre ilk yapımda birbirine yakın bir maliyette (birçok araştırmaya göre biraz daha düşük maliyette), yolun tüm ömrü boyunca olan maliyetlerde ise çok daha düşük toplam maliyettedir. Betonun yerli ürün olması ilk yapım maliyetlerinde avantaj sunmakla beraber beton yolun hizmet ömrünün yüksek, bakım giderlerinin ise düşük olması nedeniyle ömür maliyetlerinde çok daha büyük avantaj sağlamaktadır. Karayolları Genel Müdürlüğü tarafından bugün karayollarına ayrılan sınırlı bütçenin büyük bir bölümü bakım-onarım giderlerinde kullanılmakta olduğu belirtilmektedir. Maliyetlerle ilgili ayrıntılı açıklama 8. bölümde verilmektedir.

c) Beton Yolların Taşıma Gücü Yüksektir, Yapısal Ömrü Uzundur
Beton yolun beklenen ömrü 30-40 yıldır. Bakım ve tamiri oldukça kolaydır. Beton yolların, sık bakım ve tamir ihtiyacı olmadığından yolların tamir için kapanması çok nadirdir. Yapılan araştırmalara göre beton dayanıklılığının en çok önem kazandığı mevsim olan ilkbaharda betonda bozulma oranı asfalta göre daha azdır. Beton yol üzerine gelen yükleri geniş bir alana yayarak, taban zeminine iletir. Yani taşıma gücü taban zeminine bağlı değildir. Bu nedenle beton yol zayıf taban zeminleri üstünde de iyi performans gösterir. Beton yollar, süreye bakmaksızın her tür lastik basıncına, ağırlığa ve trafik yoğunluğuna dayanacak şekilde dizayn ve inşa edilir. Beton kaplamanın sınanmış en önemli üstünlüğü uzun hizmet ömrü ve üstün dayanıklılığıdır.

d) Beton Yollar Her Mevsimde ve Her Koşulda Yapılabilir
Beton yol hemen her iklim koşulunda yapılır. Belli bir hava ve ortam sıcaklığı gerektirmez. Farklı ortam koşullarında alınacak çeşitli önlemlerle yapılabilir. Asfalt yollar ise sadece kuru hava koşullarında yapılabilmektedir.

e) Beton Yollar Güvenlik Avantajları Sunar
Beton yolların kayma sürtünme katsayıları yüksektir. Genel olarak boyuna sürtünme katsayısı 0,7 enine sürtünme katsayısı 0,65’tir. Bu sayede beton yoldaki fren mesafeleri daha düşük olmaktadır. Islak olduğunda bile yol sürtünmedeki azalma diğer kaplamalara göre daha azdır. Özellikle yokuşlarda tercih edilir. Asfalt yolda oluşan oluklanma ve çukurlarda biriken sular, su kızağı ve don tehlikesi yaratır. Beton yollar doğal olarak açık renklidir ve bu nedenle gelen ışıkları daha az emer. Böylece gece görüşü daha iyidir. Gece sürüşlerinde daha az ışıklandırma yeterlidir.

f) Beton Yol Doğal ve Kentsel Çevreye Zarar Vermez
Betondan hiçbir zararlı madde havaya veya toprağa karışmamaktadır. Beton A1 sınıfı yanmaz bir yapı malzemesi olup yolda oluşabilecek yangın vb. durumlarda hem yanmaz hem de insan sağlığına çok olumsuz etkileri olabilecek uçucu maddelerin açığa çıkması gibi bir durum oluşturmaz. Bu nedenle tünellerde tek alternatif olarak kullanılması şiddetle önerilir. Beton %100 geri dönüşümlü bir malzemedir. Endüstriyel atıklar (cüruf, vb.) beton yol içinde katkı olarak kullanılabilir.

g) Beton Yol Akaryakıt Tasarrufu Sağlar
Ağır araçlar yol üst yapısında deformasyon oluşturur. Bu deformasyon taşıt enerjisinin bir kısmını emer. Beton yollar rijit bir kaplama olduğu için deformasyon çok daha azdır bu nedenle yakıt tüketiminde önemli bir değişiklik olmaz. Beton üstyapıların “yuvarlanma sürtünme katsayıları” düşüktür. Bu nedenle tekerlek dönme hareketine karşı daha az dirençle karşılaşır. Böylece beton yolda %5-11 arasında daha az yakıt tüketilir.

h) Beton Yolun Konforu Yüksektir
Beton yollar hız limitlerine uygun bir yüzey bitirmesiyle inşa edilirse yüksek sürüş konforu sağlamaktadır. Ayrıca yapılan araştırmalara göre yolun ömrü boyunca beton yolların yüzey düzgünlük kaybı diğer üstyapı çeşitlerine göre çok daha azdır.

3. Beton Yol Tipleri

a) Derzli Donatısız Beton Yol
Enine derz aralıkları genellikle 3,5 metre ile 6 metre arasında olan beton yol kaplamalarıdır. Döşemeler donatısızdır ve enine derzler arasında yük transferi, kayma çubukları veya agrega kenetlenmesiyle sağlanır.

Enine derzler yaklaşık 5 m aralıklarla yapılır. Büzülme derzi olarak yapılan bu derzler, agrega kenetlenmesinin sağlanması için kesit kalınlığının en üst 1/3’ü veya 1/4’ü derinliğinde yalancı derz olarak kesilir. Yolda gerekiyorsa 60 m aralıklarla genleşme derzi de yapılır. Kireçtaşı kökenli iri agrega kullanılması durumunda, her iki aralık da arttırılabilir.

Derzli donatısız beton yollar bütün uygulamalarda kullanılabilir. Beton kaplama kalınlığı 20 yıllık esnek üst yapılarla karşılaştırıldığında toplam tabakaların kalınlığı 100 mm daha incedir. Bu fark 40 yıllık esnek üst yapılarda çok daha fazladır. Tek dezavantajı derz masrafı ve bakımıdır.

b) Derzsiz (Sürekli) Donatılı Beton Yol
Sürekli boyuna çelik donatısı olan ve enine büzülme veya genleşme derzleri bulunmayan (veya çok geniş aralıklarla bulunan) beton yol kaplamasıdır. Donatı plağın ortası derinliğinde bulunur. Donatı, prefabrike veya yerinde hazırlanmış hasır çelik şeklinde olabilir. Bir veya iki tabaka halinde, sabit kalıp veya kayar kalıp teknikleri kullanılarak yapılır. Yüksek trafik hacmi olan karayolları için kullanılır, kısa ve karışık geometrisi olan yollarda kullanılmaz.

Tüm uygulamalarda kullanılabilir. Esnek üst yapıları kuvvetlendirmede dolgu olarak kullanılabilir. Uzun yıllar düzgün yüzeyi ile servis verir. Daha az bakım ister. Servis ömrü uzundur. Otoyol genişletmek için idealdir. İlk yapım maliyeti derzli beton yola göre biraz fazla olup yapım ve tamiri biraz daha zordur.

c) Silindirle Sıkıştırılmış Beton Yol
Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) Yollar, öncelikle barajlar ve endüstriyel tesisler için kullanılmaya başlanmış bir üstyapı yapım tekniğidir. 1970’li yıllarda ABD ve Kanada başlayan şekilde yollarda da kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde dünya çapında şehir içi ve kırsal yollarda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Türkiye’de de son yıllarda özellikle belediyeler ve il özel idareleri tarafından şehir içi ve kırsal yolların yapımı için tercih edilmeye başlanmıştır.

En önemli avantajı asfalt yollarda kullanılan iş makinelerinin kullanılıyor olmasıdır. Beton kaplama, asfalt serici (finişer) ile serilmekte, serim sonrası çelik ve lastik tekerlekli silindirlerle sıkıştırma ve yüzey düzeltme yapılmaktadır. Yapım hızı bu nedenle yüksektir ve erken trafiğe açılabilmektedir. Dezavantajı ise yüksek hız limitine sahip yollar için çok uygun olamamaktadır.

Çok kuru kıvama (0 çökme) sahip betonun kullanıldığı SSB uygulamalarında kalıp ve yerleştirme sorunları yaşanmamakta, aynı beton dayanımına ulaşmak için daha az çimento vb. bağlayıcı malzeme kullanılabilmektedir.

4. Yol Betonunda Kullanılan Malzemeler
Beton yollarda kullanılan malzemelerin genel olarak TS EN 13877-1 Beton Kaplamalar-Malzemeler Standardı ve TS EN 206 Beton Standardı’nda belirtilen şartlara uygun olması gerekir.

a) Çimento
Beton yol kaplamalarının üretiminde kullanılacak çimentolar, TS EN 197-1 Standardı’na uygun ve CE işaretlemesine sahip olmalıdır. Beton yollarda kullanılacak olan beton, maruz kalacağı çevresel etkiler göz önüne alındığında herhangi bir yapıdaki klasik betona kıyasla çok daha farklı özelliklere sahip olması gerektiğinden, çimento tipi seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar bulunmaktadır. Beton yollarda farklı çevresel etki sınıflarına maruz kalacak betonlar için kullanılması önerilen çimento tipleri TS EN 206, TS 13515, TS 13353 standartlarında yer alan bilgilere göre yapılmalıdır.

b) Agrega
Yol betonu için agregalar genel olarak TS EN 12620’de belirtilen özel şartlara ve CE işaretlemesine sahip olmalıdır. Agreganın en büyük tane büyüklüğü tabaka kalınlığının 1/3’ünü geçemez. Sürekli donatılı beton kaplamalar için agrega en büyük tane büyüklüğü boyuna çubuk donatı arasındaki boşluğun 1/3’ünü geçemez. Görünür agregalı yüzeylerin kullanılması hâlinde, agrega en büyük tane büyüklüğü aşınma tabakasına göre belirlenmelidir. Tuvenan agrega kullanılmaz.

c) Karışım Suyu
Beton karma suyu TS EN 1008 Standardı’na uygun olmalıdır. Beton karma ve temas suyunun içme suyu niteliğinde olması durumunda test edilmesine gerek yoktur. Doğal yeraltı ve yüzey suları test edilmeden kullanılmamalıdır. Deniz suyu, yarı tuzlu su, atık su ve geri dönüştürülmüş suyun kullanılmasına izin verilmemelidir.

d) Kimyasal Katkılar
Yol betonu için kimyasal katkılar genel olarak TS EN 934-2’de belirtilen özel şartlara ve CE işaretlemesine sahip olmalıdır.

e) Derz Dolgu Malzemeleri
Derz dolgu malzemeleri TS EN 14188-1, TS EN 14188-2 ve TS EN 14188-3’e uygun olmalıdır. Derzlerin suya ve yabancı maddelere karşı kapatılmaları amacıyla, derz dolguları olarak; sıcak ve soğuk uygulamalı malzemeler ile sıkıştırılabilir sızdırmazlık profilleri kullanılmaktadır. Derz dolgu malzemelerinin, derz boşluğunu kapatabilmesi için yeterli deformasyon ve yapışma özelliği göstermek zorundadır. Derzlerin 8-10 yılda bir bakımının yapılması önerilir.

f) Demir
Kayma demirleri, döşemeler arasında yük aktarımını geliştiren ve farklı deplasmanı önleyen düz çelik çubuklardır, TS EN 13877-3 Standardı’na uygun olmalıdır. Kayma demirlerinin en azından yarı uzunluğu, betona bağlanmasını önlemek amacıyla ince film (epoksi, bitüm vb.) ile kaplanması önerilir. Kayma demirleri düz olmalı, oyuklar ve diğer düzensizlikler olmamalı ve kayma demirlerinin kayan uçları, normal çapından dışarı bir çıkıntı bırakacak şekilde kesilmemelidir. Kayma demirlerinden farklı olarak bağlantı demirleri nervürlü demir olup, demirlerin görevi plakaların birbirinden ayrılmasını önlemektir.

g) Kür Malzemeleri
Taze yerleştirilmiş beton içerisindeki hidratasyon suyunun buharlaşma, kaplamanın kürü yapılarak korunmalıdır. Beton kaplamalarında en yaygın olarak kullanılan kür malzemeleri, sıvı membran kür kimyasallarıdır. Beton yüzeyine uygulanan kimyasal kür maddeleri CEN/TS 14754-1, TS 10966 Standardı’na uygun olmalıdır. Görünür agregaları yüzey bitirme yapılıyorsa, sadece değerlendirilmiş uygunluğa sahip yüzey priz geciktiriciler kullanılmalıdır. Yüzey priz geciktirici buharlaşma karşısında korunmalıdır.

h) Mineral Katkılar
Yol betonunda uçucu kül, öğütülmüş yüksek fırın cürufu ve silis dumanı mineral katkı olarak kullanılabilmektedir. Yol betonu için mineral katkılar ilgili standartlarına ve CE işaretlemesine sahip olmalıdır.

i) Lifler
Yol betonunda çelik veya sentetik lifler kullanılabilmektedir. Yol betonunda kullanılan lifler TS EN 14889-1 ve 2 standartlarına ve CE işaretlemesine sahip olmalıdır.

5. Beton Yol Yapımı

a) Taban Zemininin ve Alt Temelin Hazırlanması
Taban zemini, hem beton döşemeyi hem de bunun trafik yönünden alacağı yükleri taşımak için hazırlanmış veya sıkıştırılmış katmandır. Bunun dışında aynı zemin, yapım sırasında uygulanacak olan kalıplarla yapım makinelerini de taşıyacaktır. Çoğu zaman bu yapı makinelerinden gelen etkiler bitmiş yolun karşı kalacağı etkilerden daha büyük olur. Bu nedenle taban zemininin iyice sıkıştırılması gerekmektedir.

Taban zeminin 30 cm’lik üst kısmının CBR değeri en az %6 olmalıdır. CBR değeri zemine ve çevre koşullarına göre, ayrıca temel ve alt temele göre değişmektedir. Ancak her zaman bu koşul sağlanamamaktadır.

Bunun için aşağıdaki teknikler kullanılır:
– Zeminin sıkıştırması,
– Zayıf zemin stabilizasyonu-güçlendirmesi (çimento, kireç veya bitüm ile stabilizasyon),
– Büyük boyutlu agrega kullanımı,
– Drenaj sistemi,
– Geotekstil,
– Zeminin kazılması ve değiştirilmesi,
– Alt temel – temel yapılması,
– İri kayalar, ot ve zayıf toprağın kaldırılması.
Birçok taban zemininin beton dökümünden bir gece önce ıslatılması uygun olur. Beton döşeme altında alt temel olarak iri bir agrega tabakası yapılacaksa zemin yüzeyinin silindirle düzlenmesi ve ince malzeme ile yüzey boşluklarının doldurulması gerekir. Böylece beton ve harç kaybı önlenmiş olur.

Taban zeminlerde karşılaşılabilecek problemler:
– Serbest suyun bulunması sonucu zeminin pompaj olayına maruz kalıp aşınması
– İyi sıkıştırmama sonucu ağır trafik yükü altında zemin oturmaları
– Donmaya karşı hassas zeminlerde donma – çözülme sonucu taşıma gücünün azalması
– Trafik yükleri sonucu meydana gelen kalıcı deformasyonlar
Beton plak ile taban zemini arasında veya taban zemin üzerine seçme malzeme tabakası serilmesi durumunda seçme malzeme tabakası ile beton plak arasına granüler malzemeden oluşmuş bir tabaka serilir. Bu tabakaya Alt temel veya Kaplama Alt tabakası denir.

Temel: Temel beton kaplamanın altındadır. Kaplama üzerindeki yükün taşınmasında rol oynar. Zeminin donmaya ve şişme-büzülme etkilerine karşı direncini arttırır. İnce taneli toprağın yukarı doğru pompaj etkisi ile geçmesini önler.

Temel Tipleri:
– Zayıf beton temeller
– Çimento ile stabile edilmiş agrega ve topraktan oluşan temeller
– Agregalı (kırmataş) temeller

Alt temel: Alt temel ile taban zemin arasında yük dayanımı arttırmak için yapılan bir katmandır. Alt temelin gerekli olma nedenleri şunlardır:
– Donma etkisi
– Şişme ve büzülme etkisi
– İnce taneli topraklarda pompaj etkisi – araç yükü altında derz ve çatlaklardan su ve ince taneli malzeme drenajını kontrol etmek.

Drenajın oluşmasını sağlayan etmenler:
– Temel tabakası malzemesinin sıkıştırılmış olmaması
– Beton tabakası ve alt temel arasında serbest suyun olması

Zeminde açıklıklar – malzeme arasındaki boşluklar – büyük ise su bu açıklıklardan kolayca yukarı ve aşağı yönde hareket edebilir. Bunu engellemek için alt temel ile temel arasına su geçirmeyen geosentetik malzeme yerleştirilebilir. Bu suyun pompaj etkisini engeller. Ayrıca suyun drenajı sağlanmalıdır. Zemin malzemesi yoğun ve malzeme arasındaki boşluklar küçük ise suyun drenajı sağlanmalıdır. Alt temel kalınlığı genelde karayollarında 10cm–15cm ve hava yollarında 10 cm’dir. Alt temel kalınlığı donma-çözülme etkisini, araç yükü dayanımını direkt etkiler.

b) Taşıma
Beton yol yapımında betonun hazır beton tesisinden şantiye sahasına taşınması gerekmektedir. Taşıma, betonun homojenlik, işlenebilirlik, su içeriği ve hava miktarını etkiler. Taşımada beton transmikserleri kullanılabileceği gibi çok kuru kıvamlı betonların damperli kamyonlarla taşınması önerilir.

Genel olarak hazır beton üretiminin sevkiyatında transmikserler kullanılır. 8-10 m3 civarında yüklenebilir. Karıştırma kazanı helezonların yardımıyla karıştırılmasını aksi yönde dönüşüyle de boşaltılmasını sağlar. 3-6m uzunluğundaki oluklarla betonun istenilen yere boşaltılmasını sağlar. Taşıma sırasında dakikada 1-4 devir arası karıştırmayla beton taşınır. En az iki saat içerisinde betonun yerleştirilmesi gerekmektedir.

Beton santrali ve şantiye arasındaki mesafe kısaysa ya da beton çok kuru kıvamda isteniyorsa beton damperli kamyonla taşınabilir. Hızlı yükleme ve boşaltma avantajına sahiptirler ancak karıştırma imkânı olmayışı betonda hızlı kıvam kaybına neden olur.

Damperli kamyon kullanıldığında beton üretiminden itibaren 45 dakika içerisinde yerine yerleştirilmiş olmalıdır.

Beton şantiyeye gelince en kısa süre içinde yerleştirileceği yere boşaltılmalıdır. Bu buharlaşma ve aşırı karıştırmayı engelleyecektir. Beton yerleştirileceği yere en kısa mesafede boşaltılmalıdır. Bu karışımda ayrışmayı engelleyecektir.

c) Kayma Demirlerinin Hazırlanması
Beton yol inşaatında düşey yük transferinin sağlanması için kayma donatıları kullanılır. Bu demirlerin çapları plağın kalınlığına bağlı olarak 20mm’den fazla olabilir. Boyları genellikle 80 – 100 cm’dir. Demirin genleşmeden kaynaklanan şekil değiştirmesine engel olmamak için plastik veya bitümlü bir film tabakası ile kaplanmış olurlar. Korozyonu engellemek için dışları epoksi ya da paslanmaz çeliktendir.

Kayma demirleri sehpaların üzerine hazırlanır. Gelişmiş bazı beton yol finişerlerinde kayma demiri yerleştirici mekanizmaları da olabilmektedir.

d) Kalıpların Hazırlanması ve Betonun Yerleştirmesi
Geleneksel beton yol yapımında (silindirle sıkıştırılmış beton yol hariç) kalıpların kullanılması gerekmektedir. Uygulamada sıklıkla kayar kalıplı beton yol finişerleri kullanılsa da sabit kalıp ile de beton yol yapılabilir.

Sabit kalıplar, beton yol yapımında özellikle küçük işlerde, karmaşık geometrili yerlerde uygulanır. Çok keskin açılı yan dönüşler yapılabilir. İstenilen şekilde ayarlanan kalıplarda istenilen biçimde dökülebilir. Trafik yoğun bölgelerde inşaat sürecinin ayarlanabilmesini sağlar. Daha ucuz ekipmanı vardır.

Sabit kalıpla beton yol uygulamasında parça hâlinde kalıplar kullanılır. Bu kalıplar istenilen beton yol şekline göre zemine konulur. Kalıplar ahşap, çelik veya plastik olabilir. Genel olarak büyük işlerde kaynaklanmış 3m’lik çelik kalıplar, küçük işlerde ise ahşap kalıplar kullanılır. Kullanılan kalıplar aşağıdaki koşulları sağlamalıdır:

– Kalıp derinliği beton yol kalınlığı ile eşit olmalıdır, böylece kalınlık ve kenarlar düzgün olur.
– Kalıplar taze betonun uygulayacağı basınca karşı dayanıklı olmalıdır.
– Kalıbın üst yüzeyi düzgün olmalıdır.
– Kalıplar birbirlerine kenetlenebilir olmalıdır.
– Kalıplar her 1 metrede yere sıkıca bağlanmalıdır.
– Kalıplar kullanılmadan önce temizlenmeli ve yağlanmalıdır.
– Çapı 30 m’den az olan virajlar dönüşler için esnek kalıp kullanılmalıdır.
Betonun yerleştirilmesinden önce kalıpların yerleştirilmesi tamamen bitirilmelidir. Kalıpların beton döküldükten sonra hareket kabiliyetleri çok azdır. Beton yolun düzgünlüğü kalıpların düzgün yerleştirilmesine bağlıdır. Kalıplar betonun yerleştirilmesinden 6-8 saat sonra sökülebilir.

Elle mastarlama: Betonun istenilen seviyede olması sağlamak için düzgün ve yassı bir ekipman kullanımıyla yapılır. Bu tahta parçası veya uzun metal saplı bir mastar olabilir.

Vibrasyonlu mastar: Betonun yüzeyinden üzerine vibratör bağlanmış mastar geçirilerek mastarlanabilir. Mastar makinesi beton yüzeyi üzerinde yaptığı geçişlerle betonu bitiren alettir.

Mastarlar harici doğru yerleştirme için daldırma tipi el vibratörlerinin de kullanımı tavsiye edilir.

Kayar kalıplar; beton kütlesinin sıkıştırılma, istenilen geometrik şekle getirme ve yüzey bitirme işlemlerinin sürekli olarak kalıpları çekerek gerçekleştirme işlemidir. Kayar kalıp uygulaması yüksek hacimde üretimlerde oldukça uygundur.

Avantajları:
– Düşük çökmede beton kullanımı: Düşük kıvamda beton, betonun şeklini finişerin geçişinden sonra koruması için gereklidir. Düşük kıvamlı beton daha az su ile yapılabilir böylelikle beton daha yüksek basınç ve eğilme dayanımına sahiptir.
– Yüksek üretim: Kayar kalıp kullanımıyla saatte 50-100m3 beton serilebilir.
– Düzgün yüzey elde edilmesi: Kayar kalıp kullanımıyla çok düzgün yüzeyler elde edilebilir.
– Daha az alan işgal etmesi.
– Az sayıda ancak eğitilmiş olması gereken personelle zaman ve maliyet tasarrufu sağlaması.
Kayar kalıp uygulamasında en önemli ekipman beton yol finişeridir.

e) Yüzey Bitirme
Bitirme işlemi taze betonun üzerine son şekli vermeyi içerir. Bitirme işlemi malalamak ve şekil vermek üzere ikiye ayrılabilir. Malalamak, beton üzerinde düz yüzey gezdirerek yükseklik veya alçaklıkları gidermek, hafif düzensizlikleri kaldırmak ve yüzeydeki harcın şekil verme öncesi sıkışmasını sağlamaktır.

Maladan sonra beton yüzeyi oldukça düzgündür. Trafikte kayma direnci yüksek yüzey elde etmek için yüzeye şekil verecek ekipman kullanılır. Yüzey bitirme, finişerin arkasından telis veya fırça kullanımıyla yapılabildiği gibi kaplama yüzeyinin oluklandırılması veya tırnaklama ile elde edilebilir. Yüzey bitirmenin amacı yüksek kayma dayanımı sağlanması ve gürültünün azaltılmasıdır. Oluklandırma gibi yüzey bitirmelerde ayrıca lastikle beton yüzey arasında bir su tabakası oluşması engellenir ve yüksek hızlarda güvenlik sağlanır.

Beton yolda lastik gürültüsünü azaltmanın diğer yolu ise beton yolu iki tabakaya ayırıp, üst tabakada maksimum agrega boyutunu düşürmek ve priz geciktirici uygulanmış üst tabakayı alt tabaka prizini aldıktan sonra uzaklaştırmaktır. Bu işlemler farklı yüzey bitirmesi yapacak makineler gerektirir. 15 yıl trafik altında kalan betonun üstteki harç fazı aşınacak ve küçük agregalar yüzeyde açığa çıkacaktır. Buda yıllar sonra kayma dayanımını daha da iyileştireceği gibi gürültüyü de azaltacaktır. Yüzeydeki harç tabakası hemen beton dökümünden sonra priz geciktiricilerin yüzeye sürülmesi ile alınabilir. Buna görünür agregalı beton denir.

Sabit kalıplı uygulamalarda bitirme genelde elle yapılır. Yüksek veya alçak kalan kesimleri engellemek amacıyla sert kesime sahiptir. Son olarak da yüzeye şeklini vermek üzere şekil vermek üzere genelde 200g/cm2 ağırlığında fırça veya tırmık şeklinde aletler kullanılır.

BETON YOLLARDA YÜZEY BİTİRME ÇEŞİTLERİ

Süpürülmüş yüzey Mekanik veya elle süpürülmüş yüzey. 1,5-3mm derinliğinde izler oluşturur. Boyuna veya enine yapılabilir.

Telisle bitirilmiş yüzey Telisin, süreyi ve yüzey şekillendirmeyi kontrol eden bir cihazla beton yüzeyin üzerinden geçirilmesiyle elde edilir. 1,5-3 mm derinliğinde süreksiz izler oluşturur.

Boyuna dişli Metal bir tarakla dişlendirilmiş yüzeydir. Optimum boyutları 10-40mm aralığında 25 mm‘den %50‘sinden fazla olmayan diş derinliği 3-6mm ve diş aralıkları 3 mm civarındadır. Biraz çaprazdan yapmanın lastik sesini azalttığı görülmüştür.

Görünür agrega Birçok Avrupa ülkesinde yüzeye geciktirici uygulayarak yüzeydeki harcı söküp agregayı görünür hâlde yüzey bitmesi yapılmamaktadır. Doğal agrega kullanımı ile lastik ve zemin sürtünmesinden dolayı oluşan seste azalma görülmektedir.

Elmasla şekillendirilmiş Kesme kafasına yerleştirilmiş elmas kesicilerle yapılır. 3-20mm derinliğinde yapılabilir ve metrede yaklaşık 200 diş izine kadar çıkabilir.

Kumlama Kumlama yapılarak pürüzlendirilmiş beton yüzey.

Yüzey bitirmeleri sonrası düzgünlüğün kontrolü yapılmalıdır. Bunun için mastar ve/veya profilometre kullanılmalıdır.

Mastarla kontrolde mastar, yol eksenine paralel olarak her bir şerit için ayrı ayrı ve şerit ortasında uzunlamasına yönde kontrol sağlanır. Mastarın yola temas eden herhangi iki noktası arasındaki bölümde, mastarla yol yüzeyi arasındaki açıklık 4 mm’den fazla olmaması aranır.

Tamamlanan beton kaplamanın yüzeyine ait düzgünlük değerleri uluslararası düzgünlük indeksi (IRI) profilometre ile ölçülür. Profilometre ölçümleri, beton kaplamanın tamamlanmasından sonra, sağ yol (gidiş) ve sol yol (dönüş) olmak üzere her iki yönde ve bütün şeritlerde ayrı ayrı yapılır. Ölçüm değerleri, IRI (m/km) olarak verilir. Beton kaplamanın profilometre ile ölçülen IRI değeri (m/km) < 1,60 olmalıdır.

f) Kür
Sabit kalıplı uygulamalarda hem nemli kür hem de kaplamalı kür yöntemleri kullanılır. Makro şekil veren ve kürleyen makineler genel olarak finişerden sonra taze betonun üzerini işlemek ve kür malzemesini sermek üzere devam ederler. Bazen finişerde tırnaklama ekipmanı ve ayrı olarak da bir kür makinesi bulunmaktadır. Nadiren de olsa beton su ile kürlenir. Kür genel olarak betonun bitirmesi tamamlandıktan ve yüzeydeki ıslak parlaklığın geçmesinden sonra uygulanır. Tırnaklanarak bitirilmiş yüzeylerde kürleme ileri ve geri olarak iki geçişte yapılır ve izlerin her iki tarafının kürlenmesi sağlanır.

g) Derz İşlemleri
Derzler yapılırken derz aralığı doğru belirlenmeli, derz boşluğuna en uygun aralık verilmelidir. Aralık ne kadar küçük olursa o kadar iyidir. İki komşu plak arasında kot farkı olmamasına özen gösterilmelidir. Tabana su geçmesini önlemek için derz boşluğu iyi doldurulmalıdır.

Enine Büzülme Derzleri:
Her 4-6 m’de bir betonda oluşacak çatlakları belli bir yere toplanması amacıyla kesilir. Yalancı bir şekilde kesilmesinin sebebi, hem plağın kesilmeyen kısmının kendiliğinden çatlaması, hem de agrega kenetlenmesi ile plaklar arası farklı düşey deformasyonlarının oluşmamasını sağlamaktır. Ayrıca düz demirden 40-60 cm uzunluğundaki kayma demirleri kullanılarak bu yük dağılımı etkisi arttırılır.

Derz, yalancı derz olarak plak kalınlığının 1/3’ü veya ¼’ü derinliğine kadar derinliğe kesilir. Derz aralıkları yol kalınlığına göre belirlenir. Derz genişliği 3mm civarında kesilir. Derz dolgusu uygulama üst kısımda biraz daha genişletilebilir (~7mm genişlik 2cm derinlik). Köşelerde kırılmaları engellemek amacıyla çok az ~3mm civarında pah uygulanır. Fitil yerleştirilir.

Derz komprasörle iyi temizlenir. Üstte kalan 1,5cm derinlik 5mm genişliğindeki bölüme derz dolgusu uygulanır.

Büzülme derzleri, beton dökümünden 8 ila 16 saat sonrasında kesilmelidir. Yol yapım sırasındaki hava koşulları dikkate alınarak ayarlanmalıdır. Büzülme çatlakları sıcak, rüzgârlı havalarda daha hızlı oluşur.

Derz kesiminde ve doldurulmasında, bir derz kesme aleti, kesimden sonra temizlik için hava kompresörü ve dolgu yerleştirme tabancası kullanılabilir. Bu aletler uygulamadan önce hazırlanmalıdır.

Enine Genleşme Derzleri:
Betonun genleşmesiyle oluşacak deformasyonları almak amacıyla yapılmaktadır. 2-2,5 cm’lik tam boy bir derz kesimi ve içinin doldurulması yöntemiyle yapılır. Genleşmeye engel olacak maddelerin derze girmemesi için derz sıkışabilir bir malzeme ile doldurulur. Derz dolgu maddesinin plak uzayınca kısalması, kısalınca genişlemesi ve her an geçirimsiz olması gerekir.

Özellikle sıcaklık farklılıkların çok olduğu yerlerde daha fazla öneme sahiptir. Fakat işçiliği zor olduğu ve sürüş konforuna etkileri olduğu için mümkün olan en az bırakılmaya çalışılır. Hatta çoğu zaman hiç bırakılmaz.

6. Beton Yol için Temel Şartlar

a) Taze Beton
Betonun işlenebilirliği yerleştirme ekipmanı şartlarına göre olmalıdır ve TS EN 206’da gösterildiği gibi hedef değer belirtilmelidir. Betonun işlenebilirliği belirleneceği zaman, TS EN 206’daki metotlardan birinde (TS EN 12350, TS EN 12357, TS EN 12358, TS EN 12382) belirtildiği gibi şantiyede ölçülmelidir.

Taze betonun birim ağırlığı bir hedef değer olarak belirtildiğinde, %1,5 tolerans uygulanır.

Betondaki hava içeriği belirleneceği zaman, TS EN 12395’e göre şantiyede ölçülmelidir. Hava içeriği sözleşmede belirtilmelidir. Alt veya üst limit milli standartlar veya düzenlemeler varsa, onlara da uygun olmalıdır. Kaplamanın donma/çözülme etkilerine karşı dayanıklılığının garanti edilmesi uygun bir hava içeriği belirtilmesi ile mümkündür. TS EN 206’nın önerisine göre, en az hava içeriği %4 olmalıdır.

Kaplama betonu ve zayıf beton için 0,125 mm’den ince malzemenin içeriği TS 13515’te belirtilen şartlara uymalıdır.

Beton, içinde gömülmüş ve korozyona karşı korunmamış çelik elemanlar (bağlantı demirleri, donatı çubukları ve kayma demirleri) içerdiğinde, toplam klorür iyonu içeriği, TS EN 206’ya göre, çimento kütlesinin %0,4’ünün geçmemelidir.

b) Sertleşmiş Beton
Betonun, ıslakken önemli donma/çözülme döngülerine maruz kaldığı yerlerde, bu etki, TS EN 206’ya göre XF2, XF3 veya XF4 olarak sınıflandırılır ve donma/çözülme dayanımı gerekmektedir.

Dayanım için yol şartnamesinde taze betondan alınan numuneler veya yol bitiminden sonra alınan karotlar üzerinde ölçüleceğini belirtilmelidir. Numuneler üzerinde değerlendirilirken, mekanik dayanım, şu metotlardan biri ile belirtilmelidir. Dayanım olarak basınç dayanımı, eğilmede çekme dayanımı ve yarmada çekme dayanımı şart koşulmuş olabilir, TS EN 12390 serisi standartlara göre deneyler yapılmalıdır.

Beton kaplamanın kalınlığı, karotun uzunluğunun tespit edildiği, karot ölçümlerinin (4 noktadan) ortalaması olacak ve tasarım kalınlığından az olmayacaktır. Herhangi bir bireysel karot ölçüm değerindeki kalınlık azalması (4 okumanın ortalaması) TS EN 13877-2 Tablo 7.7’ deki kategorilerde verilen T5 (5 mm) değerinden küçük olmalıdır.

7. Beton Yol Tasarımı
Beton yollarda kaplamaların kalınlığı yük gerilmelerine göre tasarlanır. Bu yük gerilmeleri trafik ve büzülme gerilmelerine göre değişir. Büzülme gerilmeleri ayrıca derz aralıkları üzerine etkilidir.

Kaplama kalınlığının dizaynı en öncelikli işlerden biridir. Fakat oldukça da zordur, çünkü yapılacak olan betonun üzerine konulacağı alt temel, betonun yapılacağı malzeme kaynakları belirli değildir.

Beton yolun kalınlığı belirlenirken aşağıdaki hususlar dikkate alınır:
– Trafik yükleri ve trafiğin gelişimi
– Temel ve alttemel
– Drenaj
– Beton malzemesinin özelikleri
– Yük transferleri
Beton yolların projelendirilmesinde amaç, analiz süresi boyunca, üzerinden geçen trafiği büyük deformasyonlara, çatlamalara maruz kalmadan, güvenli bir şekilde taşıyabilecek beton plağın ve diğer tabakaların kalınlıklarının belirtilmesi ve üst yapıda kullanılacak malzemelerin özelliklerinin saptanmasıdır. Beton yollar için dünyada kullanılan iki önemli tasarım rehberi vardır. Bunlar:

1) Amerikan Devlet Karayolları ve Ulaştırma Görevlileri Birliği (AASHTO) tarafından geliştirilmiş;
– AASHTO- 72 Ampirik Yöntem
– AASHTO- 86 (93) Ampirik – Analitik Yöntem

2) Belçika Yol Araştırma Merkezi tarafından geliştirilmiş;
– Analitik Tasarım Yöntemi
– Katalog Yöntemi
Türkiye’de karayolları tasarım kriterleri AASHTO ile uyumlu hâldedir. Şu anda Karayolları Genel Müdürlüğü tarafından beton yol tasarım şartnamesi hazırlığının devam ettirilmekte olduğu bilinmektedir.

Aşağıda AASHTO yöntemiyle yapılmış derzli donatısız ve sürekli donatılı beton yollara örnek birer tasarım kalınlık tablosu yer almaktadır.

– Kullanılan beton: C40/50
– Agrega Den büyük: 30mm
– Taban zemini CBR: %10

8. Maliyet
Beton yolların maliyetleriyle ilgili çok sayıda araştırma vardır. Türkiye Hazır Beton Birliği olarak yapmış olduğumuz bir çalışmaya göre 12 m genişliğinde gidişli gelişli bir devlet yolunun orta-ağır sayılabilecek bir trafik yükünde (yolun hizmet ömrü boyunca 8,2 tonluk bir eşdeğer dingil yükü 50-65 milyon geçiş) şu verilere ulaşılmıştır:

İlk Yapım Maliyetleri:
– Bitümlü Sıcak Kaplama (Asfalt Betonu Yol): 366.000 $/km
– Derzli Donatısız Beton Yol: 328.000 $/km
– Sürekli Donatılı Beton Yol: 363.000 $/km
Aynı çalışmada bir de yolun tüm hizmet ömrü boyunca maruz kalacağı bakım-onarım vb. giderler de göz önüne alındığı durumda ise şu veriler ortaya çıkmaktadır:

Tüm Hizmet Ömrü Maliyetleri:
– Bitümlü Sıcak Kaplama (Asfalt Betonu Yol): 532.000 $/km
– Derzli Donatısız Beton Yol: 441.000 $/km
– Sürekli Donatılı Beton Yol: 379.000 $/km
Görüleceği üzere yapım maliyetleri, beton yollarla asfalt yolların düşünülenin aksine birbirine yakın bir maliyet seyri izlediği görülmektedir. Derzli donatısız beton yolun, bitümlü sıcak kaplamaya göre biraz daha az maliyetli olduğu görülmektedir. Sürekli donatılı beton yolun ise, bitümlü sıcak kaplamaya göre düşük trafik hacimlerinde daha az maliyetli, yükseklerde ise daha fazla maliyetli, fakat derzli donatısız beton yola göre her trafik koşulunda daha maliyetli olduğu görülmektedir.

Ömür maliyetleri ise sürekli donatılı beton yolun hem derzli donatılı beton yola hem de bitümlü sıcak kaplamaya oranla daha iyi sonuçlar verdiği görülmektedir. Ama yolun ömrü boyunca yapılacak müdahalelerin ülkemiz koşullarına göre yaşanarak görülmesi, unutulmaması gereken bir noktadır. Ülkemize uygun bir beton yol tipi seçimi ve bu tipin üstünde araştırmaların ve tecrübelerin yoğunlaşması çok önemlidir. Bunun için tüm teknik ve uygulama kriterlerinin yanı sıra ekonomik karşılaştırmalar da bu araştırma ve benzeri araştırmalara göre belirlenebilir.

Ayrıca silindirle sıkıştırılmış beton yolların maliyetleri ile ilgili bunu uygulayan idarelerin gerçek maliyetleri ortadadır. Samsun ve Kocaeli Büyükşehir Belediyelerinin verilerine göre SSB maliyeti bitümlü sıcak kaplama maliyetinden düşük olmaktadır.