BELEDİYELERDE YOL ÜSTYAPISI SORUNLARINA GENEL BAKIŞ VE ANTALYA ÖRNEĞİ A. Erol DİKİCİOĞLU ASTON Asfalt Beton İnşaat Sanayi ve Tic. AŞ, ANTALYA ÖZET Türkiye’de yılda ortalama 14 milyon ton Bitümlü Sıcak Karışım (BSK) imalatı yapılmaktadır. Bu imalatın yaklaşık 3 milyon tonu Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) tarafından Devlet yollarında ve Otoyollarda kullanılmakta; 1 milyon ton civarında resmi ve özel sektör talebi bulunmakta; geriye kalan 10 milyon tonluk imalatın üretimi (kendi plentlerinde veya satın alarak) ve serimi ise Belediyelerimizce yapılmaktadır. Bu imalat için (serimi ve sıkıştırması dahil) her yıl, ortalama 500 milyon YTL (500 trilyon TL)’ lik bir harcama gerçekleştirilmektedir. Böyle büyük parasal değerlere mal olan asfalt uygulamalarına gösterilmesi gereken titizlik ve dikkatin önemi bu bildirinin ana konusunu oluşturmaktadır. Anahtar kelimeler: BSK,Belediye,Modifiye bitüm. ABSTRACT 14 Million tons bituminous hot mixes production are made and applied in Turkey for one year. 10 Million tons of that production are used by the Turkish municipalities. For this applications should be paid average 500 mil. YTL.( 400 mil. $). The aim of this paper is to focused to take note of importance production and applications. Keywords: Bituminous hot mixes (BHM), Municipalities,bitumen. 1.YOL ÜSTYAPISININ OLUŞTURULMASI Bir yapının projelendirilmesinde olduğu gibi, yol üstyapısı projelendirilmesinde de hesap ve kabuller önem taşımaktadır. KGM’ de ağır taşıt trafiğine bağlı olarak tip enkesitler kullanılmakta; ancak her yol kesimi için trafik projeksiyonu yapılarak üstyapı tabakaları boyutlandırılmaktadır. Ağır taşıtlar (Tır + Kamyon) yolun projelendirilmesinde esas alınan asıl yükleri oluştururlar. Dolayısıyla bir yoldan geçen ağır taşıt sayısı, yol tabaka kalınlıklarının belirlenmesinde esas belirleyicidir. Örneğin, 8 ton dingil yükündeki bir kamyonun yola verdiği zarar 6000 otomobilin etkisine eşittir. Diğer önemli bir konu da yoldaki drenajın sağlanmasıdır. Çok büyük yatırım harcamaları gerektiren asfalt tabakaları, eğer yolda gerekli drenaj sağlanmazsa kısa zamanda yük taşıma özelliklerini kaybederler. Çünkü su, asfaltta kanser etkisi yapar ve agrega ile bitüm arasındaki bağı kırar. Belediye yol ağları açısından konu incelendiğinde, ağır taşıt yüzdesinin özellikle şehir içlerinde düşük olmasının yol üstyapısı açısından bir avantaj olduğu; ancak yeterli drenajın sağlanamaması nedeniyle pek çok belediyenin her yıl yenileme ve onarım için büyük harcamalar yaptıkları gözlenmektedir. 2.BELEDİYELERDE YOL UYGULAMALARI Asfalt üstyapı; akşamdan sabaha gibi kısa zaman dilimlerinde uygulanabilirliği ve hızla yolu trafiğe açmada verdiği imkanlar nedeniyle, Belediyelerce tercih edilmektedir. Belediyelerin sorumluluğu altındaki yol ağlarında en önemli sorun, yeterli altyapı (alttemel, temel vb. tabakalar) oluşturulmadan asfalt uygulamalarına geçilmesidir. KGM’ de kullanılan Tip Enkesitlar Tablosu’ndan da görüleceği gibi; Tek kat Sathi Kaplama altında bile 15 cm kırmataş temel, 30 cm seçme malzemeden alttemel yapılması gerekmektedir. Yine aynı Tabloda 250-500 Yıllık Ortalama Günlük Ağır Taşıt Trafiğe (YOGATT) sahip bir yolda; 5 cm aşınma, 8 cm binder, 15 cm plent-miks temel ve 30 cm alttemel tabakasının ortalama kalınlık olacağı gösterilmektedir. Trafik kompozisyonları değişik olan Belediye yollarında , sathi kaplama altında gerekli olan altyapı tabakaları kalınlıklarının bile mevcut olmadığı uygulamalar sırasında gözlenmektedir. Altyapı tabakalarının eksikliği yanına bir de drenaj eksikliği gelince, kısa zamanda bozulmalar başlamaktadır. Belediye yol ağlarında ağır taşıt yüzdesinin yukarıda da bahsedildiği gibi genellikle düşük olması, yol üstyapısı oluşturulurken tabaka kalınlıklarında bir avantaj olmasına rağmen, uygulamalarda hemen hiçbir temel tabakası bulunmadan asfalt bir tabakaya başlanmaktadır. Asfalt tabakalar, özellikle BSK uygulamalarında yeterli bir altyapı üzerine inşa edilmemişlerse, taşıt yükleri altında taşıma kapasitelerini kaybedecekler; ayrıca yeterli olmayan drenaj nedeniylede kısa sürede onarıma ihtiyaç duyacaklardır. 3.BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLAR 3.1 YENİ DİZAYN YAKLAŞIMI Bitümlü Sıcak Karışım (BSK) uygulamaları, her mühendislik yapısında olduğu gibi iyi bir projelendirmeyle (dizayn) başlar. Günümüzde de halen kullanılan; ancak gittikçe terk edilmeye başlanan dizayn yaklaşımında; her bir karışım elemanı (agrega ve bitüm) ayrı ayrı ele alınarak testlere tabi tutulmakta ve her biri kendi standartlarına göre değerlendirilmektedir. Örneğin agregalar; elek analizi, aşınma, soyulma, kırılmışlık oranı ve yassılık gibi , bitüm ise; penetrasyon, yumuşama noktası, parafin oranı vb. deneylerden geçirildikten ve şartname değerlerini sağladıktan sonra, her ikisinin birlikte oluşturacakları karışımın istenilen amacı sağlayacağı kabul edilmektedir. Yeni dizayn yaklaşımında ise, karışıma birlikte uygulanan deneyler öncelik kazanmaktadır. Bu yaklaşımda amaç , karışımdan öncelikle ne beklendiğinin araştırılmasıdır. Karışımın teker izlerine direnci veya sürtünme mukavemetinin yüksekliği ya da drenaj kapasitesi vb. özelliklerden hangisi öncelik kazanıyorsa, dizayn metot ve deneyleri tespit edilmektedir. Konunun bir ders yılı boyutunda uzun olması nedeniyle detaylara girilmeden; ancak Belediyeleri de ilgilendiren yönüyle, Kente özgü nemli ve sıcak iklim altında kullanılması gereken BSK uygulamaları ve bağlayıcı malzemenin (bitüm) özelliklerinden aşağıda bahsedilecek ve öneriler sunulacaktır. 3.2 Bitümlü Malzemeler Avrupa Asfalt Kaplamalar Birliği (EAPA) bitümlü malzemeleri; doğal asfaltlar ve bitüm ; Amerikan Asfalt Endüstrisi ise, doğal ve rafineri asfaltları ve ayrıca katran olarak sınıflandırmaktadır. Yakın zamana kadar Amerikan sınıflandırması Türkiye’de de esas alınmasına rağmen, Avrupa Birliği uyum çalışmaları nedeniyle Avrupa sınıflamasına geçilerek; rafinerilerde ham petrolün rafine edilmesiyle elde edilen en ağır kalıntıya “bitüm” denilmektedir. Bitüm, visko-elastik ve termo-plastik özelliklere sahip olması nedeniyle, dünya’da en az bilinen malzemelerin başında gelmektedir. Hem yük altında hem de ısı karşısında değişiklik göstermektedir. Bu yönüyle çok dikkatli ve çoğunlukla “modifiye” edilerek kullanılması gerekmektedir. Bitümün iyi bir bağlayıcı olmasına rağmen, yumuşama noktasının (softening point) –penetrasyona göre değişik değerler alabilir- özellikle BSK’larda kullanılan 50/70 (eski 60/70) penetrasyonlu bitümlerde 45-47 C, Frass kırılma noktasının ise 12_-14 C arasında olması, sıcak ve soğuk iklim bölgelerindeki yol kesimlerinde ciddi yapısal sorunlara neden olmaktadır. İşte bitümün bu “kötü” özelliğinin iyileştirilmesi işlemine “bitümün modifikasyonu”, işlem sonucu elde edilen bitüme de “modifiye bitüm” denilmektedir. 3.3 Modifiye Bitümler Bitümün modifikasyonu çok eski yıllara dayanmasına rağmen, ciddi üretim aşamasına geçilmesi son 20 yıl içerisinde olmuştur. İlk uygulamalarda bitümün içerisine değişik katkılar (bunlardan en önemlisi kauçuk ve eski araba lastikleridir.) ilave edilmiştir. Günümüzde ise kimyasal katkıların gelişmesine paralel olarak, SBS ve EVA isimli elastomerik ve plastomerik iki farklı katkı, bitümün modifikasyononda önemli rol oynamaktadır. SBS türü katkılar bitümün frass kırılma noktasının iyileştirilmesinde de önemli yararlar sağlarken; EVA türü katkılar ve plastik esaslı granülerler , özellikle sıcak iklim bölgelerdeki yol üstyapılarında görülen teker izlerinin (rutting-oluklanma) oluşmamasında yarar sağlamaktadır.Bir mühendislik yapısında sorulması gerekli ilk soru olan “amaç ne”, modifiye bitüm uygulamalarında da önem kazanmakta ve modifiyeden beklenen amacın belirlenmesi gerekmektedir. Çünkü “her derde deva bir ilaç” bulunmadığı gibi, bütün asfalt problemlerini çözen bir modifikasyon da mevcut değildir. İşin ekonomik çözümü de bunun içerisindedir. Bitümü modifiye etmek için (değişik boyutlarda) bir tesis kurmak gerekir. Böyle bir tesisten elde edilecek bitüme “polimer modifiye bitüm-PMB” denilmektedir. Son on yıldır, sıcak iklim bölgelerinde sıklıkla görülen teker izlerinin (rutting-oluklanma) giderilmesinde kullanılan ve bazı granüler plastik katkıların asfalt plenti mikserlerine doğrudan atılmasıyla karışımı iyileştiren yönteme ise, “karışımın modifikasyonu-polimer modifiye asfalt-PMA” denilmektedir. Ayrıca bir tesis gerektirmedikleri için daha ucuz netice vermektedirler. Diğer bir önemli konu da, her bitümün modifiye edilememesidir. Polimer-bitüm uyumu çok önemlidir ve bitümün modifikasyonunda bu uyum mutlaka sağlanmalıdır. Yukarıda bahsedilen ve teker izlerinin oluşmamasında önemli yararlar sağlayan granüler plastik katkıların doğrudan miksere atılarak sağlanan karışımın modifikasyonu yönteminde ise; bitümün yapısı önemli bir değişime uğramadığından, polimer-bitüm uyumu fazla bir önem kazanmamakta; dolayısıyla daha pratik ve ucuz çözümler elde edilmektedir. Yukarıda açıklandığı gibi BSK’ larda kullanılan bitümlerin karışımın performansında oynadıkları önemli rol ve dolayısıyla iklimsel koşullara uygun karışımların elde edilmesi başlı başına bir araştırma konusudur. Burada vurgulanmak istenilen, Antalya’nın kendi iklimsel şartları altında önemli bir kentsel problemi olan teker izlerine (diğer yol altyapısı problemlerinin çözümü yanında) ekonomik çözümlerin getirilebileceğidir. 3.4 Yeni Standartlar , Avrupa Ve Türkiye’de Uygulamalar Türkiye’de yol inşası için uygulamada geçerli tek standart, KGM tarafından yayımlanan Yollar Fenni Şartnamesi’dir. Bu standart, Amerikan AASHO standartlarından tercüme edilmiş ve Türkiye koşullarına uygun hale getirilmiştir. Ancak son yıllarda gündeme gelen Avrupa uyum çalışmaları içerisinde, değişen uygulama tekniklerini de içerecek şekilde yeniden yayına hazırlanmaktadır. BSK tabakaları (bitümlü temel, binder ve aşınma) ve bitümle ilgili değişiklikler için komisyonlar kurularak, yeni uygulamalar standart içerisine alınmıştır.TS 1081 yürürlükten kalkmıştır. TS 1081 yerine TS EN 12591 getirilerek; asfalt çimentosu yerine bitüm kelimesi kullanılmaya başlanmış; ayrıca Avrupa standartlarına uygun olarak bitümün penetrasyonları değiştirilmiş ve parafin değerleri gibi yeni bazı özellikler standarda eklenmiştir. Yeni Standart bu haliyle, Alman, Fransız ve İtalyan Bitüm Standartlarına benzer hale gelmiştir. KGM, !998 yılında Modifiye Bitüm Standardı’nı da yürürlüğe koymuştur. Ancak bu standartta sadece bitümün modifikasyonundan bahsedilmektedir. Karışımın Modifikasyonu Standardı da hazırlanmış; ancak henüz yayımlanmamıştır. Son beş yıldır, gerek bitümün modifikasyonu gerekse karışımın modifikasyonu değişik Karayolları projelerinde uygulanmaktadır. Örneğin Antalya-Alanya yolu projesinin bazı kesimlerinde modifiye bitüm kullanımı halen devam etmektedir. İzmir kent geçişi projesinde ise, karışımın modifikasyonu başarıyla uygulanmıştır. Gelişmiş Avrupa ülkelerinde “modifiye olmayan bitüm” bulmak gerçekten çok zordur. Fransa, İngiltere, Almanya ve İtalya’da büyük projelerde Venezüella bitümü tercih edilmekte ya da bitüm mutlaka modifiye edilmektedir. Fransa, İtalya gibi Akdeniz iklimi hüküm süren Ülkelerde, karışımın modifikasyonu son yıllarda sıklıkla kullanılmaktadır. Plastik esaslı eski telefon kablolarının değerlendirilmesi sonucu elde edilen granüller katkılar, karışımın modifikasyonu için Fransa’ da uzun yıllardır kullanılmaktadır. Böylece, atık ve çevre kirliliği yaratacak bir malzeme, çok önemli bir işleve sahip olarak ekonomik açıdan da değerlendirilmektedir. Yine İtalya’ da benzer uygulamalar yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Bu satırların yazarı, Antalya ile aynı iklimsel koşullara sahip Fransız ve İtalyan kentlerindeki uygulamalara katılmış ve benzer çalışmaları Türkiye’nin değişik kentlerindeki projelerinde yönetmiştir. 4. ANTALYA’NIN ÖZEL DURUMU Antalya Belediyelerinin yol yapımı uygulamalarında da yeterli altyapının oluşturulamadığı söylenebilir; ancak Antalya’nın yağışlı bir Bölgede olması ve yüksek yaz sıcaklıkları, diğer İllerimize göre farklı tedbirlerin alınmasını gerekmektedir. Yol yapımı sırasında drenaj projesi yapılarak ve gerekli eğimler verilerek üstyapının oluşturulması kaçınılmaz bir husustur. Yolda asla yarmaya girilmemeli, proje kotlarına uygun dolgular üzerine üstyapı getirilmelidir. Tabi böyle bir uygulamada karşılaşılacak en önemli sorun, yaya yollarının ve iskan alanlarının aşağıda kalmasıdır. Öncelikle; iskana açılacak yeni yerleşim merkezlerinin projelendirilmesi sırasında, yolların yeterli dolguya sahip olmaları ve drenajın mutlaka sağlanması şart koşulmalıdır. Yeterli drenaja ve altyapı tabakalarına sahip olmayan bir yolun asfaltına harcanacak paranın, boşa gideceğinden emin olunmalıdır. Antalya’nın yüksek yaz sıcaklıkları, asfalt uygulamaları için diğer bir sorundur; çünkü asfalt tabakalarının bağlayıcı çimentosu özelliğine sahip bitüm, yukarıdaki paragraflarda bahsedildiği gibi, aşırı sıcak ve soğuktan olumsuz etkilenmektedir. Yaz aylarında görülen yüzey sıcaklıkları, bitümün yumuşama sıcaklığı olan 45-47 C değerlerinin çok üzerine çıkmakta; dolayısıyla bitümün sıvı hale gelmesine neden olmaktadır. Bu durum, asfalt karışımları adeta hamur hale getirmektedir. Antalya Belediyelerince, yumuşama noktası yukarıya çekilmiş; diğer bir değişle, modifiye edilmiş bitüm kullanımı gerekli görülmelidir. Başlangıçta yapım maliyetlerinde görülecek %5 ile %10 arası bir artış yanlış yorumlara neden olmaktadır; çünkü yol ömrü içerisindeki bakım maliyetleri dikkate alındığında daha ucuza mal olan; ama en önemlisi Antalya’ya yakışır bir yol ağının oluşturulması sağlanabilir. Fransa ve İtalya örneklerinde olduğu gibi; yeni bir tesis ve ekip gerektirmeden, kullanımı oldukça kolay, depolanabilir granüller plastik katkıların Antalya’daki asfalt uygulamalarında da kullanıma başlanması önemli bir üstyapı problemini ortadan kaldıracaktır. 5. GENEL DEĞERLENDİRME Türkiye’de imalatı ve serimi gerçekleştirilen asfalt karışımların yaklaşık %70’i Belediyelerimiz yollarında kullanılmaktadır. KGM’ nin 63000 km.’lik Devlet ve İl Yolları ağında, yıllık 1-1,5 milyon ton arasında Bitümlü Sıcak Karışım tabakaları imalatı gerçekleştirilirken; örneğin İstanbul Büyükşehir Belediyesince yılda 3 milyon ton, Ankara Büyükşehir Belediyesince yine yılda 2 milyon ton imalatın serimi yapılmaktadır. Diğer Büyükşehir Belediyelerince de yılda ortalama 400000-500000 ton arasında asfalt karışım kullanılmaktadır. Antalya Belediyelerinin toplam imalatının da bu değerlere yakın olduğu söylenebilir. Drenaj eksikliği, yeterli kalınlık ve vasıfta altyapı tabakalarının bulunmayışı ve özellikle yüksek yaz sıcaklıkları, diğer Belediyelerimizden daha fazla olarak Antalya yollarının asfaltında olumsuzluk yaratmaktadır. Bütün yol üstyapısı problemlerinin bir anda çözülmesi elbette mümkün değildir; ancak ilave bir maliyet gerektirmeden, mevcut imkanlar içerisinde yapılacak biraz dikkatli bir çalışma ve asfalt karışımlarda kullanılacak granüller katkılar sayesinde bir “dünya kenti” olan Antalya’nın yol ağı, Fransa ve İtalya’ da ki benzer kentlerin yol ağı seviyesine ulaşacaktır. KAYNAKÇA [1] The Asphalt Handbook, 1989 Edıtıon No 4 (MS-4),Asphalt Instıtute. [2] Bitümlü Malzemeler, KGM Yayın no:149 Ankara. [3] The Shell Bıtumen, ISBN 0-9516625 July 1990 [4] VONK, Willem, “Asfalt Karışımlarına Doğrudan Polimer İlavesinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri”Asfalt 2004 Ulusal Sempozyumu Bildirisi. [5] Asphalt Ein Werkstoff durch Jahrtausende, Giesel Verlag GmbH,2001 [6] EXXON, “Bitüm Neden Modifiye Edilmelidir” Asfalt 2002 Toplantısı Özel Bildiri, KGM [7] Yollar Fenni Şartnamesi 2004, KGM Yayın no:170/2