Useability of Yenikaracaören (Kütahya) Basalts as Railway Ballast

Year 2024, Volume: 14 Issue: 2, 944 - 952, 18.06.2024

Mehmet Kozak

https://doi.org/10.31466/kfbd.1460637

Cited By: 1

Abstract

This study aimed to investigate the usability of Yenikaracaören (Kütahya) basalts as railway ballast. Scope of work; Examinations were made in the basalt quarry and samples were taken to be used in experimental studies. In order to determine the physical properties of the samples taken, resistance to fragmentation was determined with the Los Angeles test required in the Ballast Technical Specification, abrasion resistance was determined with Mikro-Deval, Magnesium Sulphate test, grain density and water absorption were determined. Petrographic analysis was performed to determine the origin and name of the rock. As a result of polarizing microscope examination, the rock; It was determined to be a surface rock of magmatic origin and the rock was defined as basalt according to the Modal Minerological Classification of Rocks. Fragmentation resistance (Los Angeles abrasion resistance) is 11%, grain density is 2.73 Mg/m3, frost resistance (MgSO4 test for thermal and degradation properties) value is 1%, abrasion resistance (Mikro-Deval) is 6%, water absorption rate is It was found to be 0.7%. Experimental studies conducted on Yenikaracaören (Kütahya) basalts; It has shown that it can be used as railway ballast in high - speed train, speed train and conventional railway lines. This study will provide insight into the usability of Yenikaracaören (Kütahya) basalts, which are located close to the Ankara-İzmir, which is under construction, and the Eskişehir-Antalya high - speed train lines, which are in the project phase, in meeting the ballast needs of these lines.

Keywords

Ballast, Basalt, Railway ballast, Los Angeles, Mikro-Deval, Yenikaracaören Kütahya

Yenikaracaören (Kütahya) Bazaltlarının Demiryolu Balastı Olarak Kullanılabilirliği

Abstract

Bu çalışma ile Yenikaracaören (Kütahya) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında; bazalt ocağında incelemeler yapılarak deneysel çalışmalarda kullanılmak üzere örnekler alınmıştır. Alınan örnekler üzerinde fiziksel özelliklerin tespiti için Balast Teknik Şartnamesinde istenilen Los Angeles deneyi ile parçalanmaya karşı direnç tayini, Mikro-Deval ile aşınma direnci tayini, Magnezyum Sülfat deneyi, tane yoğunluğu ve su emme tayini deneyleri yapılmıştır. Kayacın köken ve isminin tespiti için ise petrografik analiz yapılmıştır. Polarizan mikroskop incelemesi sonucunda kayacın; magmatik kökenli yüzey kayacı olduğu tespit edilmiş ve Kayaçların Modal Minerolojik Sınıflamasına göre kayaç bazalt olarak tanımlanmıştır. Parçalanma direnci (Los Angeles aşınma direnci) % 11, tane yoğunluğu 2,73 Mg/m3, dona dayanıklılık (termal ve bozunma özelliği için MgSO4 deneyi) değeri % 1, aşınmaya karşı direnç (Mikro-Deval) % 6, su emme oranı ise % 0,7 olarak bulunmuştur. Yapılan deneysel çalışmalar Yenikaracaören (Kütahya) bazaltlarının; yüksek hızlı tren, hızlı tren ve konvansiyonel demiryolu hatlarında demiryolu balastı olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bu çalışma, yapımı devam eden Ankara-İzmir, proje aşamasında olan Eskişehir-Antalya yüksek hızlı tren hatlarına yakın konumda olan Yenikaracaören (Kütahya) bazaltlarının söz konusu bu hatların balast ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilirliği hakkında fikir sağlayacaktır.

Keywords

Balast, Bazalt, Demiryolu balastı, Los Angeles, Mikro-Deval, Yenikaracaören Kütahya

References

• Anonim, (2016). Yol mühendisleri kursu yol üstyapı ders notları. TCDD Eğitim ve Öğretim Dairesi Başkanlığı Yayınları, Ankara.
• Anonim, (2020). TCDD balast teknik şartnamesi. TCDD Araştırma ve Geliştirme Dairesi Başkanlığı, Ankara.
• Apaydın, Ö.F., ve Yılmaz, M. (2019). Bazaltik kayaçların balast kirlenmesi yönünden karşılaştırılması. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(1), 296-311. https://doi.org/10.28948/ngumuh.517130
• Apaydın, Ö.F. (2017). Bazaltik kayaçların balast kirlenmesi yönünden karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Arsoy, Z., Çiftçi, H., Ersoy, B., Uygunoğlu T., ve Arslan, B. (2019). Afyonkarahisar bölgesi mermer parça atıklarının beton agregası olarak değerlendirilebilirliğinin araştırılması. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 6(3), 503-516. https://doi.org/10.31202/ecjse.554339
• Bassey, D., Ngene, B., Akinwumi, I., Akpan, V., ve Bamigboye, G. (2020). Ballast contamination mechanisms: a criterial review of characterisation and performance ındicators. Infrastructures, 5(11), 94. https://doi.org/10.3390/infrastructures5110094
• Bayrak, M. Ç. (2018). Altyapı özelliklerinin demiryolu üstyapısının performansına etkisi. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Güleç, K. (1974). Kayaçların fiziksel ve mekanik özelliklerinin su muhtevası ile değişimi, Bilimsel Madencilik Dergisi, 13(3), 13-16.
• Işlak, H. (2019). Evciler (Gölbaşı/Ankara) bazaltının petrografik ve petrokimyasal özelliklerinin demiryolu balast ve balastaltı malzemesi olarak kullanılabilirliği üzerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Konya Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Konya.
• Kahraman, E. ve Yapıcı, N. (2022). Kurtpınar (Ceyhan) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanımının değerlendirilmesi. Demiryolu Mühendisliği, 16, 14–22. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1082366
• Kıpçak, F. (2023). Van Gedikbulak bölgesinde bulunan bazalt kayaçlarının karayolu ve demiryolu yapımında balast malzemesi olarak kullanımı. 11. Uluslararası Mühendislik Mimarlık ve Tasarım Kongresi (pp.1283-1292), İstanbul.
• Koralay, T., Çobanoğlu, İ. ve Demir, M. (2014). Ofiyolitler içerisindeki gabro dayklarının balast malzemesi olarak kullanılabilirliği inceler (Bozkurt-Denizli) örneği. KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(2), 32-48. https://doi.org/10.17780/ksujes.61480
• Kozak, M. (2010). Beton traversin gelişimi ve üretim aşamasının araştırılması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 6(2), 73-81.
• Kozak, M. (2011). Demiryolunda rayların birleşim noktaları ve özelliklerinin araştırılması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(2), 40-49.
• Kozak, M. (2012). Hemzemin geçitlerdeki kaplama çeşitleri ve güvenliğe etkisinin araştırılması. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 2(1), 1-11.
• Kozak, M, (2016). İscehisar (Afyonkarahisar) mermerlerinin jeolojik ve jeomekanik özelliklerinin araştırılması. Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Afyonkarahisar.
• Kozak, M. (2021). Demiryolu balastının ve özelliklerinin araştırılması. Demiryolu Mühendisliği, 13, 86-96. https://doi.org/10.47072/demiryolu.831684
• Kozak, M. (2023). Bazalt ve kalkerin demiryolu balastı olarak kullanılabilirliği. Uluslararası Sürdürülebilir Mühendislik ve Teknoloji Dergisi, 7(2), 171-176.
• Nålsund, R. (2014). Railway ballast characteristics, selection criteria and performance. Doctoral Thesis, Norwegian University of Science and Technology, Faculty of Engineering Science and Technology, Department of Civil and Transport Engineering.
• Okonta, F. N. ve Magagula, S. G. (2011). Railway Foundation Properties of Some South African Quarry Stones. Electronic Journal of Geotechnical Engineering EJGE, 179-197. https://hdl.handle.net/10210/15926
• Oğul, K., Topal İ. ve Poşluk, E. (2012). Ankara - İstanbul yüksek hızlı tren demiryolunda balast hammaddesi olarak granit ve bazaltın birlikte kullanılabilirliğinin araştırılması ve aşınma dayanımlarına etkisi. MT Bilimsel, 1, 81-89.
• Raymond, G. P. (1985). Research on railroad ballast specification and evaluation. Transportation Research Record, 1006, 1-8.
• Sabancı, A. (2018). Pazarcık (Kahramanmaraş) ve Solhan (Bingöl) magmatiklerinin demiryolu balastı olarak kullanılabilirliği. Yüksek Lisans Tezi, T.C. İnönü Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malatya.
• Teymen, A. (2005). Bazı kayaçların petrografik, fiziksel ve mekanik özellikleri arasındaki ilişkilerin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Türk Standartları Enstitüsü. (2011). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 1: aşınmaya karşı direncin tayini (Mikro- Deval) (TSE Standart No. TS EN 1097-1). Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.
• Türk Standartları Enstitüsü. (2011). Agregaların termal ve bozunma özellikleri için deneyler-bölüm 2: magnezyum sülfat deneyi (TSE Standart No. TS EN 1367-2). Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.
• Türk Standartları Enstitüsü. (2013). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 6: tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini (TSE Standart No. TS EN 1097-6). Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.
• Türk Standartları Enstitüsü. (2020). Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler bölüm 2: parçalanma direncinin tayini için metotlar (TSE Standart No. TS EN 1097-2). Ankara, Türk Standartları Enstitüsü.
• Yılmaz, A. (2015). Demiryolu üstyapısında balast kirliliği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(1), 11-17.