Senol altiok

Kar ve Buz Mücadelesinde Kullanılan

Kimyasalların Esnek Üstyapıya Etkileri

Şenol ALTIOK- Berke Ersin AVCI

Kar ve Buz Mücadelesinde Kullanılan Kimyasalların

Esnek Üstyapıya Etkileri

Ülkemizde kullanılan motorlu taşıt sayısı; ihtiyaç, artan

nüfus ve ekonomik şartlar doğrultusunda hızla

artmaktadır. Artan trafik yoğunluğu bölgemizde hüküm

süren sert kış koşullarıyla birleştiğinde vahim sonuçlara

yol açmaktadır. Yollarda kar ve buz sorunu için

kullanılan kimyasallar, kar ve buzu eriterek yol

yüzeyinde bir çözelti oluştururlar. Bu çözeltilerin

kaplamanın geçirgenlik özelliğinden dolayı esnek

kaplamalar üzerinde çeşitli etkileri olabilmektedir.



Bitümlü sıcak karışımlarda (BSK) geçirgenlik,

kaplamanın içine hava veya suyun nufuz etmesinin bir

ölçüsüdür. BSK’larda geçirgenliğe; agrega gradasyonu,

agrega şekli, hava boşluğu, kaplama kalınlığı ve

sıkıştırma yöntemleri etki etmektedir.



BSK’ların içine giren suyun ve havanın farklı etkileri olmaktadır.

Hava genel olarak bitümlü bağlayıcının yapısındaki

hidrokarbonlarla zaman içinde birleşerek oksitlenme meydana

getirir. Bu oksitlenme sonucunda kaplama sertleşir ve trafik

etkisiyle ayrışmalar meydana gelir. Su ise kaplamanın

durabilitesine etki etmektedir. Kaplamaya giren su, agrega ve

bitüm arasındaki adezyonu azaltmakta ve soyulmalara neden

olmaktadır. Hem kusmayı önlemek hem de esnekliği

kaybetmemek için BSK tasarımında aşınma tabakası için % 3 – 5

binder tabakası için % 4 – 6 boşluk oranı elde edilmeye

çalışılmalıdır.



İKLİMİN ULAŞIMA ETKİSİ

Türkiye Alp-Himalaya dağ kuşağında yer almakta, ülke genelinin yaklaşık

2/3’ünü dağlık alanlar kapsamaktadır. Doğu Anadolu Bölgesinde platolar deniz

seviyesine göre yüksek ve dağlar arasında da yükseklikleri yaklaşık 1500 ile

1800 metrelere ulaşan depresyon ovalarıyla oluklar yerleşmiştir.Bölgede

yaklaşık 70 yılı bulan gözlem sonuçlarına göre, en soğuk ay ortalaması -8,6 C,

en düşük sıcaklık -35 C olarak ölçülmüştür. Yıllık yağış tutarı 453 mm, kar

yağışlı gün sayısı 50 ve kar örtüsünün yerde kalış süresi ise ortalama 6 ay

kadardır.

Yol trafik güvenliği bölgenin iklim koşulları, özellikle kış mevsimindeki

meteorolojik koşullarla yakından ilgilidir. Kış döneminde kar yağışı, tipi,

buzlanma, kürtün ve sis gibi meteorolojik olaylar sürücüleri dolayısıyla trafik

güvenliğini olumsuz yönden etkilemektedir.



Kaplama yüzeyindeki karın trafik yüklerinin etkisiyle sıkışması veya

yüzeyde bulunan suyun donması sonucu buzlanma meydana

gelmektedir. Karayolu ve havayollarında buzla mücadele etmek

amacıyla buzlanmayı engelleyici ve buz çözücü yöntemler

geliştirilmiştir. Ayrıca kaplama yüzeyinde sürtünmeyi arttırmak,

kaplama yüzeyine yapışan buz tabakasını parçalayarak buzlanma

giderici maddelerin etkisini hızlandırmak amacıyla aşındırıcı maddeler

kullanılmaktadır. Fakat trafik etkisiyle aşındırıcı maddeler buz

yapısının içerisine gömülerek etkisini yitirmekte ayrıca buz eridikten

sonra kaplama yüzeyinden temizlenmemeleri durumunda güvenlik

açısından büyük sorunlara neden olabilmektedir. Kaplama yapısı

üzerindeki buzlanmanın önlenmesi veya giderilmesi amacıyla en sık

kullanılan yöntem kimyasal maddelerin yola uygulanması yöntemidir.



KARAYOLLARININ KIŞ BAKIMI

Türkiye’de mevcut yasalara göre, kış koşullarında karayollarının kar ve buz kontrolünün etkin olarak gerçekleştirilmesi devletin sorumluluğudur.

Kış programı açısından mevcut yol şebekesi üç grupta değerlendirilir:

• Daimi açık tutulan yollar (devamlı kar ve buz mücadelesi yapılan)

• İmkan bulundukça açık tutulan yollar (imkan bulundukça kar -buz mücadelesi yapılan yollar)

• Kış mücadele programına dahil olmayan yollar.

Bir yolun kış mücadele programına alınmasında kullanılan öncelik belirleyici kriterler:

• Uzun dönem ortalaması günlük trafik kapasitesi (AADT),

• Yolun endüstriyel ve askeri önceliği,

• Yörenin sosyal ve çevre koşulları ile diğer ulaşım olanaklarının varlığıdır.



Kışın meteorolojik koşullarına, trafik yoğunluğuna ve yolun

fiziksel ve geometrik yapısıyla yakından ilişkili olan kar temizliği

ve buz kontrolü genel olarak aşağıdaki üç evreyi içermektedir;

*Yolun tasarımı ve inşası kar yığınlarının rüzgâr tarafından

taşınmasına uygun olmalı

*Karayollarında kar yığılmalarını önlemek için kar siperleri

yapılmalı

* Biriken kar ve buzu kar kalınlığına göre seçilecek makine ve

ekipmanlarla yoldan uzaklaştırmalı, kayganlık azaltılmalı ve

lastik ile yol yüzeyi arasındaki sürtünmeyi güvenli değer olan

0,45’e çıkarmalıyız.



Karayolları 12. Bölge Müdürlüğü bu kış Doğu Anadolu

Bölgesinde 2.204 km’lik yolda yapılan kar

mücadelesinde yaklaşık toplam 48 milyon m3 kar ve 1.9

milyon m3 çığ kürümüştür. Araç başına 1 saat gecikme

gideri olarak 11,75 $ ekonomik kayıp gerçekleşmiştir.



KAR VE BUZ MÜCADELESİNDE KULLANILAN KİMYASALLAR

Kar ve buz kontrolünde etkili bir çözüm bulmak,

değişkenlerin çokluğundan dolayı kolay değildir. Farklı

hava durumları, üstyapı sıcaklığı, üstyapı tipi, ortam

sıcaklığı, trafik hacmi, taşıt hızları, rüzgar yönü ve hızı,

yağış tipi, topografya, göl veya okyanus etkisi, güneş

görmeyen bölgeler bu faktörlerdendir. Bu etkenlerin

çeşitliliğinden dolayı kar ve buz mücadelesinde farklı

kimyasallar değişik yöntemler ile kullanılır .



Kar ve buz mücadelesinde kullanılan kimyasallar;

• Sodyum klorür (NaCl),

• Magnezyum klorür (MgCl2),

• Kalsiyum klorür (CaCl2),

• Kalsiyum magnezyum asetat (CMA) ve

• Potasyum asetat (KAc)’tır.

Uygulanacak kimyasalın çeşidi ve miktarı; kar veya buz

miktarına, ortam sıcaklığına ve uygulama bölgesine

göre değişmektedir.



CaCl2 ve MgCl2

Su içinde hızlı ve kolay bir şekilde erirler. –29 oC’ye kadar düşük

sıcaklıkta uygulanabilirler. Bütün buz eritici tuzlar iyonlarına

ayrışarak kar ve buzu eritirler. Cl iyonunun genel olarak çevreye

ve betona zarar verdiği bilinmektedir. CaCl2 ve MgCl2 bir Ca ve

Mg iyonuna karşılık iki Cl iyonu serbest bırakır. Bu sayede kar ve

buzu eritmekte daha hızlı ve etkili fakat çevreye daha zararlı

olmaktadır. Ayrıca CaCl2 ve MgCl2 uygulandıktan sonra yol

yüzeyinde temizlenmesi zor ve kaygan bir kalıntı bırakırlar.



CMA ve KAc

İçme suyu, beton ve bitkiler açısından en güvenli buz

eritici kimyasaldır. Korozif değildir. Yağıştan önce

uygulanması buzun yüzeye yapışmasını etkili bir

biçimde önlemektedir. CMA’ın yol yüzeyini kaplaması

nem riskini ve yüzey hasarlarını azaltmaktadır. Çok

düşük sıcaklıklarda etkili değildir. Kaya tuzuna göre 30

kat daha pahalıdır.



NaCl

Dünyadaki rezervlerinin fazla olması, depolama ve

uygulama kolaylığı nedeniyle kar ve buz mücadelesinde

en çok kullanılan kimyasaldır. NaCl –10 oC sıcaklığa

kadar pratik bir şekilde kullanılabilmektedir. Eritme

özelliği bakımından uzun sürede en fazla etkiye sahiptir.

Karayolları olarak diğer kimyasallara nazaran Sodyum

Klorür kış mücadelesinde kullanılan ana kimyasaldır.



Ülkemizde taze karı eritmek için m2’ye 5 gr tuz dökülmektedir.

NaCl yolda buzlanmayı önleyici olarak 15-20 gr/m2 oranında

kullanılır. Buz teşekkül ettiği zaman eşit zaman aralıkları ile bu

miktar 4 defa uygulanır. Tablo’da 1 kg NaCl’ün eriteceği buz

miktarı sıcaklıklara göre verilmiştir .

Tablo ; Sıcaklıklara göre 1 kg NaCl’ün eritebileceği buz miktarı

Sıcaklık (oC) -1 -4 -7 -12 -18

Eriyen buz

miktarı (kg)46,3 14,3 8,6 4,9 3,7



Kar ve buz mücadelesinde kullanılan kimyasallar

buzlanmayı önleyici (anti-icing) ve buz çözücü (de-

icing) olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır. Kar yağışı

ve buzlanma, karayollarında trafik seyri ve güvenlik

bakımından önemli sorunlara neden olmaktadır.

Havaalanlarında ise pist yüzeyindeki kar ve buz

ulaşımın aksamasına, çeşitli güçlüklere ve ek masraflara

sebep olmaktadır. Karayolu ve havaalanı

kaplamalarında kar birikimini engellemek amacıyla

kombine araçlarla, küreme, süpürme ve üfleme işlemleri

birlikte uygulanmaktadır.



SONUÇ

Kış mevsiminde don etkisini azaltmak ve önlemekamacıyla tuzlanan yollar, kaplamanın içine nüfuz eden suve tuza maruzdurlar. Yollarda kar ve buz mücadelesindekullanılan kimyasallar, kar ve buzu eriterek yol yüzeyindebir çözelti oluştururlar. Bu çözeltilerin, kaplamanıngeçirgenlik özelliğinden dolayı esnek kaplamalar üzerindeçeşitli etkileri olabilmektedir. %2,5 tuzlu çözeltiye maruzbeton asfalt kaplamaların rijitlik modülünün %35,yorulma dayanımlarının %41 düştüğü tespit edilmiştir.Bitümlü sıcak karışımlarda düşük rijitlik ne kadaristenmez ise yüksek rijitlik de o kadar zararlıdır.



Sertleşme, bitümlü karışımların gerilmelere maruz kaldığıdurumda esnek davranış göstermemesine ve kaplamadaçatlakların oluşmasına neden olmaktadır. Kaplamanın tuzetkisi ile sertleşmesi, kış mevsiminde kaplamanın esnekliğinikaybetmesi sonucunda oluşan düşük ısı çatlaklarının etkisiniartıracaktır. Bu şekildeki her tuzlamadan sonra oluşansertleşme periyotları kaplamada ek gerilmeler oluşturacaktır.Ayrıca genel olarak buz çözücü kimyasallar suyun donmanoktasını düşürmektedir. Yağıştan önce kimyasallarınuygulanması bu açıdan çok daha etkili olmaktadır. Eritmeişleminde CaCl2 ısı üretirken NaCl havadan ve buz tabakasınınaltındaki kaplamadan ısı alır. Sonuçta kaplamanın ısısı dahadüşük olur.



Erime ardından tekrar buz oluşması ve bunu eritmek içintekrar tuz uygulanması, donma çözülme etkilerindendolayı kaplamada yine ek gerilmeler oluşturur .Dolayısıyla oluşan bütün bu ek gerilmeler yol üstyapısınıolumsuz şekilde etkilemekte, imalatın ardında ki süreçte,yol işletim ömrünü tamamlayamadan büyük bozulmalarave deformasyonlara uğramaktadır. Lakin hiçbir maddioranla ölçülemeyecek kadar değerli olan insan yaşamı sözkonusu olduğundan trafik ve yol güvenliği için gerekliolan bütün kimyasal maddeler uygulanmalı, bukimyasalları daha etkin bir şekilde kullanılmasınısağlayacak ve negatif etkilerini minimize edecek yeniteknik ve sistemler geliştirilmelidir.



BENİ SABIRLA DİNLEDİĞİNİZ

İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM

Şenol ALTIOK

Documents

Senol altiok