Sabit 10 m hesap genişliğinde kazı ve dolgu hacimlerini karşılaştıran basit kütle dengesi hesabı
Bu hesaplama aracı ön değerlendirme amacıyla tasarlanmıştır. Gerçek proje hesabı olarak kullanılamaz; sonuçların sorumlu mühendis tarafından onaylanması gerekir.
Hesap kapsamı ve yöntem
Beton yol plak (PCC pavement) kalınlık tasarımı. Westergaard teoremi ile iç, kenar ve köşe gerilme analizleri; AASHTO 1993 rijit üstyapı denklemi ile servis ömrü hesabı.
Vk=Lkazı·hk·10; Vd=Ldolgu·hd·10; hacim farkı=Vk−Vd.
Örnek: 200 m uzunlukta 3 m ortalama kazı ve 300 m uzunlukta 2 m ortalama dolgu için, 10 m genişlikte Vk=6000 m³ ve Vd=6000 m³; hacim farkı sıfırdır.
Bu araç yalnızca sabit 10 m hesap genişliğinde kazı ve dolgu hacimlerini karşılaştıran basit kütle dengesi hesabı kapsamındaki büyüklükleri değerlendirir. Teknik referansların listelenmesi, tek başına tam standart uygunluğu veya proje onayı anlamına gelmez. Girdiler proje verisinden alınmalı ve sonuçlar sorumlu mühendis tarafından kontrol edilmelidir.
1926'da Harald Westergaard sonsuz elastik plak üzerine nokta yükü etkisindeki gerilmeleri türetti. Rijit üstyapı plak kalınlığı tasarımının temel denklemidir; iç (interior), kenar (edge) ve köşe (corner) yüklemelerinin farklı gerilme formüllerini verir.
Plak köşesinde taban desteği en az, sünme etkisi en fazladır. σc ≈ 3P/h² formülü ile yaklaşır ve genelde kenar ve iç gerilmeden %20-40 daha yüksek çıkar. Köşe kırıkları en yaygın bozulmadır.
76 cm çaplı plakayla saha yükleme deneyi (AASHTO T222). k = p/δ oranıdır (basınç / çökme). CBR=5 için k≈27 MPa/m, CBR=20 için k≈55 MPa/m tipik. Alt baz k'yı artırır.
Rijit üstyapı (PCC) yükü plak eğilme rijitliği ile dağıtır, esnek üstyapı (AC) ardışık tabakalara stres dağılımı ile iletir. Rijit 30-40 yıl, esnek 15-20 yıl ömür; rijit ilk maliyet %30 yüksek fakat bakım düşük.
Beton basınçta iyidir fakat çekme-eğilme tekrarlı yüklerde yorulur. σ/Sc' oranı 0.5'in altında tutulursa pratik olarak sonsuz tekrar taşınır. 0.7 oranında ömür 10⁶ çevrim, 0.85'te 10⁴ çevrime düşer.
Enine derzlerde dowel çubuklar (φ25-38 mm, 45 cm boy) yükün komşu plağa aktarılmasını sağlar. Yük transfer verimi %80-90 olur, derzden su sızması engellenir, kenar gerilmeleri azalır.
Enine derz yoktur, boyuna donatı oranı %0.6-0.8 uygulanır ve kontrol çatlakları 1-2 m aralıkla oluşur. Sürüş konforu en yüksek, bakım gereksinimi en düşüktür. İlk maliyet en yüksek seçenektir.
Yumuşak taban zeminde (k<20 MPa/m) çimento stabilizeli alt baz (CTB) 15-20 cm serilir. Bu tabaka sanki k×1.5 etkisi yapar ve plak kalınlığını 2-3 cm azaltır. Alternatif: daha kalın plak (h+2 cm).
Esnek Üstyapı Ön Boyutlandırma
CBR, trafik ve güvenilirlik girdilerinden basitleştirilmiş yapısal sayı ve tabaka kalınlığı senaryosu
Beton Dayanım Gelişimi
28 günlük ortalama dayanım, çimento hız katsayısı ve beton yaşıyla basınç dayanımı gelişimi tahmini
Yatay Kurp Yarıçapı
Proje hızı, dever ve yanal sürtünme katsayısından minimum yatay kurp yarıçapı ön hesabı
Düşey Kurp Ön Hesabı
Boyuna eğimler ve proje hızından görüş mesafesi, K değeri ve parabolik düşey kurp uzunluğu ön hesabı