POLİPOL 354 MALZEME İLE YENİ BİR KARAYOLU
ÇİZGİ SİSTEMİ ÖNERİSİ
Selman SARUHAN*, Fahri BİRİNCİ**
*
**
Saruhan Ltd.Şti., Adalet Mahallesi, Kazaklar Sokak, No:10, Samsun
Ondokuz Mayıs Üniv., Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Samsun
ÖZET
Bu çalışmada, Poliopol 354 malzeme kullanılarak imal edilen yeni bir çizgi sistemi
kullanılması önerilmektedir. Sistem polipol 354 malzeme ve döküm öncesi yerleştirilen
beyaz ve/veya renkli olabilen, led aydınlatıcılardan oluşmaktadır.
Çizgi elemanları asfalt veya beton yol üst yapılarının her ikisinde de kullanılabilecek
şekilde tasarlanmıştır. Farklı renk kullanılabilir ve aydınlatma kademeli şekilde yapılabilir.
Bu durumda da üst yapının tipine ve rengine bağlı olarak, gece, gündüz veya hava
şartlarına bağlı olumsuz görme özelliklerinin düzeltilmesi mümkün olacaktır. Düzeltme
işlemi, mevcut ortam aydınlanmasına uyumlu aydınlatma ile sağlanacaktır.
Üretimi tasarlanan çizgi elemanlarının, kullanılmakta olan geleneksel malzemelere göre,
aydınlatma elemanlarının ömrüne bağlı olarak, 8-20 kat daha uzun ömürlü olacağı
hesaplanmıştır. Yatırım maliyeti, çizgi elemanlarının kalınlığına ve aydınlatma elemanları
maliyetine bağlıdır. Beyaz çizgi için %14.6-59.2 daha ekonomik bulunmuştur. Maliyetler
20 yıllık bir süre için hesaplanmıştır.
Anahtar kelimeler: trafik işareti, karayolu çizgisi, esnek üstyapı, rijit üstyapı
A NEW HIGHWAY LINING SYSTEM PROPOSAL
WITH POLIPOL 354 MATERIAL
ABSTRACT
In this paper, use of a new lining system produced by using Polipol 354 material is
proposed. System is composed of polipol 354 material and prelocated led illuminants
before casting which may be white and/or colored.
Lining elements are designed as to be used at both asphalt and concrete road
superstructures. Different colors can be used and lightning can be done in stages. In this
condition, depending on the type and the color of the superstructure, adjustment of the
unfavorable sight properties depending on the night, day or weather conditions will be
possible. Adjustment process will be supplied by lightning harmonic with the existing
medium.
Service lives of the lining elements whose production is proposed are to be 8-20 times
longer than the traditional materials which are in use, depending on the service lives of the
illuminant materials. Investment cost depends on the thickness of lining elements and the
cost of illuminant elements. It is found to be %14.6-59.2 more economic for white line.
Costs are calculated for 20 years of duration.
Key words: traffic sign, highway line, elastic superstructure, rigid superstructure
1. MALZEME VE TASARIM
Bu çalışmanın yapılma nedeni, özellikle Türkiye’deki karayollarında, uygulanan yol yüzey
işaretlerindeki çok kısa süreli bozulmaların ortadan kaldırılması arayışıdır. Aynı zamanda
ekonomik olabilecek bir sistem araştırılmaya çalışılmıştır.
Genelde kullanılan çizgi boyaları oldukça kısa ömürlü ve pahalı olmaktadır. Kullanım
maliyetlerine, yolların çizgi bozulmaları nedeniyle fiilen kullanılamaz oldukları süreler, bu
sorunun oluşturduğu konfor ve güvenlik zaafları ve muhtemel kazalardaki maddi kayıplar
dahil edilmemiştir. Bu durumda bile 2005 yılı birim fiyatları ile maliyetler, iyi şartlarda 1
yıl dayanabilen ve soğuk yol çizgi boyası ile yapılanlarda 7.88-24.09 YTL/m2, yine iyi
şartlarda 2-2.5(ortalama 2.25 yıl) yıl dayanabilen ve makine veya serme ile uygulanan
kabartma tip termoplastik(2-3 mm kalınlıklı) ile yapılanlarda 23.13-66.85 YTL/m2 ve çift
komponentli boya ile yapılanlarda 68.35-100.79 YTL/m2 kadardır[1]. Birim fiyatlarda adet
birimiyle tanımlı okların, bu çalışmaya uygun m2 ölçüleri standart şekillerden[2] yaklaşık
olarak hesaplanıp kullanılmıştır.
Bu çalışmada önerilen ve orta viskoziteli, ortoftalik esaslı doymamış tam şeffaf döküm tipi
bir polyester reçine ile imal edilen polipol 354 ile yapılacak çizgi elemanlarının 10-20 yıl
kadar dayanabilecek nitelikte olabilecekleri dikkate alınmıştır. Aydınlatma sistemindeki
tasarım dikkate alınarak, önerilen sistemin ömrü 20 yıl olarak değerlendirilmiştir.
1.1. Polipol 354 Karışım Oranları
Polipol 354, doymamış tam şeffaf döküm tipi polyester reçineye, üretilecek blok ağırlığına
bağlı olarak, % 0.4-0.1 oranında %1’lik kobalt ve % 1.2-0.3 oranında MEK-P(metil etil
keton-peroksit) katılarak elde edilmektedir. Malzemenin sertlik, elastik özellikler ve
saydamlık özelliklerinin kontrol edilmesi amacıyla, % 66 oranına kadar katı madde
katılabilmektedir. Bu çalışmada kullanılan çizgi elemanı üretimi amaçlı malzemede her
hangi bir katkı kullanılmamıştır.
Literatürde, serleşmiş polipol 354 ile ilgili olarak, eğilme dayanımı 150 MPa(1500
kg/cm2), çekme dayanımı 75 MPa(750 kg/cm2), elastisite modülü 3 224 MPa(32 240
kg/cm2), kopmada uzama oranı %3-6, yük altında eğilme sıcaklığı 54-62 oC [3] ve üst
kullanım sıcaklığı 211 oC olarak verilmektedir.
1.2. Polipol 354 Çizgi Elemanı Tsarımı
Çizgi elemanları, üretim için hazırlanan kalıp tabanlarına, özel olarak yerleştirilmiş ledlerin
montajından sonra, polipol 354 döküm yapılması ve sertleşmenin tamamlanmasından
sonra, yüzey saydamlığını gidermek amacıyla, kumlama yapılması şeklinde tasarlanmıştır.
Kumlama işlemi, ledlerin oluşturduğu aydınlanma ve iç yansımaların yüzeyde parlak
görüntü oluşturmasını önlemek amacına yönelik olarak yapılmaktadır.
Üretilen elemanların aydınlatılmasında beyaz renk esas alınmıştır. Ancak farklı amaçlarla
kullanılabilirlik için renkli aydınlatma seçeneği de sunulmuştur. Elemanların
kullanılabilirlik süresi doğrudan aydınlatıcıların ömrüne bağlı olacağından, yedeklenme
yapılmak suretiyle eleman ömürlerinin uzatılması üzerinde durulmuştur. Yapılan
hesaplamalara göre bir renk için en az led sayısı 1 adet/100 cm2 olarak belirlenmiştir. Bu
durumda 1 m2 alan için led sayısı 100 adet olarak bulunmuştur.
Geleneksel yöntemlerde, çizgi ve işaretlerin, yol üst yapısı tamamlandıktan sonra
yapılması söz konusudur. Bu çalışmada ise, önce çizgi elemanlarının montajının yapılması
ve daha sonra asfalt veya beton üst tabakasının inşa edilmesi şeklinde bir sıralama dikkate
alınmıştır. Önerilen eleman kalınlığının 3 cm olmasının, bu uygulamanın yapılmasına
imkan vereceği düşünülmüştür. Ancak önerilen çizgi elemanları ile asfalt veya betonlama
yapılması işleminin zor olacağının dikkate alınması gereklidir. Çünkü belirli bir
yüksekliğin oluştuğu(3cm) çizgiler arasına, ölçüleri hassas olması gereken tabakaların
yerleştirilmesinin özenle yapılması zorunludur. Bunun için de ilave tedbirler veya yeni
uygulama teknikleri geliştirilmesi, sağlanması düşünülen faydayı artıracaktır.
Aydınlatma için gerekli enerji ihtiyacının çizgiler boyunca seri ve belirli aralıklarla paralel
bağlı olarak, uygun trafolardan temin edilebilmesi planlanmıştır. Önerilen trafo aralıkları
100 m olarak dikkate alınmıştır. Led sistemi 12 Volt doğru akım ile çalıştırılacağından,
enerji dönüşümü de sisteme dahil edilmiştir. Bunun için her 100 m’de iki adet
sürekli(200m) ve bir adet kesikli çizgi(3 m çizgi 3 m ara şeklinde toplam 50 m) için bir
adet trafo kullanılması öngörülmüştür. Toplam çizgi alanı 35 m2(0.14*250) ve kullanılacak
trafo bedeli 90 YTL alınıp çizgi elemanların üretim maliyetine(donanım malyetine) 2.60
YTL/m2 eklenmiştir.
(-)
Trafo
R
(+)
R
R
R
Çizgi boyu 75-150-300 cm
(Trafoya bağlı uzunluk 100 m)
Şekil 1. Çizgi elamanların enerji temini
Çizgi eni
14 cm
2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR VE MALİYET ANALİZİ
Farklı tip ve boyutta üretilen parçalar üzerinde yapılan bazı deneyler
maliyetlere ilişkin hesaplamalar aşağıda verilmiştir.
ve yaklaşık
2.1. Yapılan Deneyler
Standart beton basınç deney aletinde, farklı ölçülere sahip üçer adet nümunenin basınç
dayanımları ve eğilme deneyi sonuçları belirlenmiştir. Kuvvete dik kesiti 4 cm x 8 cm ve
yüksekliği 8 cm olan nümunenin ortalama basınç dayanımı 870 kg/cm2, kuvvete dik kesiti
8 cm x 8 cm ve yüksekliği 4 cm olan nümunenin ortalama basınç dayanımı 880 kg/cm2
olarak belirlenmiştir. Aynı malzemeden yapılmış 20 cm uzunluklu ve 4 cm x 10 cm kesit
alanlı elemanların(yatık kiriş biçiminde yerleştirilmiş) eğilme dayanımı ortalama 245
kg/cm2 olarak ölçülmüştür. Buradan, literatürde verilen 570 kg/cm2 olan eğilme
dayanımının yakın olmadığına dikkat edilmelidir. Bu çalışmada gerektiğinde ölçülen
değerlerin kullanılması benimsenmiştir.
Bu aşamada, polipol 354 kullanılan çizgi elemanları için gerekli olabilecek başka
deneylerin, yapılma imkanı bulunmadığından, yapılmadıkları belirtilmelidir. Fonksiyonel
uygulanabilirliğin tespitinden sonra[4] gerekli tüm deneylerin yapılmasına ihtiyaç olacağı
açıktır.
2.2. Maliyet Analizi
Maliyetlerin hesaplanması üç ana bileşenden oluşturulmuştur. Bunlar, polipol 354
malzeme maliyeti, aydınlatma amaçlı donanım maliyeti(ledler + dirençler + kablolar +
trafo) ve enerji ihtiyacı maliyetidir. Farklı uygulama biçimlerine göre hesaplanan
maliyetler aşağıda çizelgeler halinde verilmiştir. Birim fiyatlar piyasadaki fiyatlara göre
dikkate alınmıştı[5].
Çizelge 1. Polipol 354 malzeme maliyeti(1 m2 için)
Kalınlık(cm)
3
4
5
8
Birim fiyat(YTL/kg)
3.53
3.53
3.53
3.53
1 m2 ağırlığı(kg)
36
48
60
96
Maliyet(YTL/m2)
127.10
169.40
211.80
338.90
Çizelge 2. Aydınlatma donanımı maliyeti(1 m2 yüzey için)
Led rengi
Gerilim
Akım
Güç
Birim fiyat
Maliyet*
(Volt)
(Amper)
(Wat/h)
(YTL/Adet)
(YTL/m2)
Beyaz
3.7
0.02
0.063
0.350
35.00
Sarı
2.1
0.02
0.036
0.084
8.40
Yeşil
3.5
0.02
0.059
0.350
35.00
Kırmızı
1.9
0.02
0.032
0.075
7.50
Mavi
3.7
0.02
0.063
0.155
15.50
*1 m2 de 100 adet led kullanıldığına göre ve Güç=0.85*V*A şeklinde hesaplanmıştır.
Çizelge 3. Enerji tüketimi maliyeti(1 m2 yüzey için)
Led rengi
Enerji
Birim fiyat
(kW)
(YTL/kW)
Beyaz
1103.76
0.10
Sarı
630.72
0.10
Yeşil
1033.68
0.10
Kırmızı
560.64
0.10
Mavi
1103.76
0.10
**100 adet/m2 led ve 20 yıllık süre için.
Maliyet**
(YTL/m2)
110.37
63.07
103.37
56.06
110.37
Çizelge 4. 1 m2 Poipol 354 çizgi maliyeti(YTL/20 yıl)
Led
rengi
Beyaz
Sarı
Yeşil
Kırmızı
Mavi
Kalınlık(cm)
3
5
8
3
5
8
3
5
8
3
5
8
3
5
8
Polipol
354
127.10
211.80
338.90
127.10
211.80
338.90
127.10
211.80
338.90
127.10
211.80
338.90
127.10
211.80
338.90
Donanım
Enerji
35.00
+2.60
110.37
8.40
+2.60
63.07
35.00
+2.60
103.37
7.50
+2.60
56.06
15.50
+2.60
110.37
1 m2
maliyeti
275.07
359.77
486.87
201.17
285.87
412.97
268.07
352.77
479.87
193.80
278.50
405.60
255.57
340.27
467.37
Çizelge 5. Genel maliyet analizi(2005 yılı B.F. ile).
Maliyet
Ort. maliyet
Birim fiyat*
(YTL/m2)
(YTL/m2)
(YTL/m2)
Yol çizgisi
7.88
157.60
Soğuk yol
Yaya-Yavaşlama
14.56
291.20
çizgi
1
20
322.00
Standart ok
24.09
481.80
boyası
Standart çift ok
17.87
357.40
Yol çizgisi(2mm)
23.13
205.60
44.74
397.69
Termoplas Yaya-Yavaşlama(3mm)
2-2.5
10-8
396.38
tik boya
Ort. 2.25
Ort. 9
Standart ok(3mm)
66.85
594.22
Standart çift ok(3mm)
43.65
388.00
Yol çizgisi(2mm)
68.35
607.55
Çift
Yaya-Yavaşlama(3mm)
68.35
607.55
2-2.5
10-8
komponen
674.37
Ort. 2.25
Ort. 9
Standart ok(3mm)
100.79
895.91
tli boya
Standart çift ok(3mm)
65.98
586.49
*YTL/Adet fiyatları standart ok ve standart çift ok alanı 1.58 m2 ve 2.67 m2 alınarak YTL/m2’ye çevrilmiştir.
Malzeme
Çizgi-işaret çeşidi
Ortalama
ömür(Yıl)
Yenileme
sayısı/20 Yıl
Çizelge 6. Maliyetlerin karşılaştırılması(20 Yıl için).
Çizgi türü
Önerilen sistem(Polipol 354,
3 cm) maliyeti
Soğuk yol çizgi boyası ile
çizgi çizilmesi
Önerilen sistemin sağlayacağı
ekonomi(%)
Önerilen sistem(Polipol 354, 3 cm)
maliyeti
Termoplastik boya ile yol çizgileri
çizilmesi(2-3 mm)
Önerilen sistemin
karşılaştırma sonucu
Önerilen sistem(Polipol 354, 3 cm)
maliyeti
Çift komponentli boya ile yol
çizgileri çizilmesi(2-3 mm)
Önerilen sistemin
karşılaştırma sonucu
Beyaz
Çizgi rengi ve maliyeti(YTL/m2)
Sarı
Yeşil
Kırmızı
275.07
201.17
268.07
Mavi
193.80
255.57
322.00
14.6
37.5
16.7
39.8
20.6
275.07
201.17
268.07
193.80
255.57
396.38
30.6
49.2
32.4
51.1
35.5
275.07
201.17
268.07
193.80
255.57
71.2
62.1
674.37
59.2
70.1
60.2
3. TARTIŞMA
Önerilen çizgi sisteminin kullanım ömrü, daha çok aydınlatma donanımı
malzemesinin(ledler) ömrüyle doğru orantılıdır. Bu nedenle bu aşamada ledlerin kullanım
ömrünün 20 yıldan çok olabileceği belirtilmiş olsa da daha ayrıntılı çalışmaların yapılması
gereklidir.
Yol yüzey sıcaklıklarına bağlı olarak, üretilen çizgi elemanlarındaki ledlerin çalışma
sıcaklık aralığı ve maruz kalacakları sıcaklıklardan nasıl etkileneceği ile ilgili teknik
bilgiler mevcut değildir.
Standart yol çizgi boylarında üretilecek çizgi elemanlarının deformasyonları ve
çalışmadaki davranış biçimleri ayrıntılı olarak incelenmemiştir.
Çizgi elemanlarının çeşitli mekanik özelliklerinin düzenlenmesine yönelik katkı
kullanılması ile ilgili çalışmalar yapılmalıdır.
4. SONUÇ
Geleneksel olarak kullanılan yol yüzey çizgi ve işaretlerinin, iyi şartlarda dayanım süresi
yol çizgi boyası ile yapılanlarda 1 yıl, Termoplastik boya veya çift komponentli boya ile
yapılanlarda 2-2.5 yıl iken(ortalama 2.25 yıl), önerilen sistemde bu süre 20 yıl olarak
öngörülmektedir. Bu durumda 20 yıllık süre içinde yol çizgi boyası için 20, termoplastik
boya ve çift komponentli boya için 10-8 kez(ortalama 9 kez) çizgi-işaret yenilenmesi
işlemi yapılmasından kurtulmuş olmanın önemi açıktır.
20 yıllık süre için yapılan maliyet analizi sonuçlarına göre, önerilen beyaz renk sistem için,
yol çizgi boyası kullanılması durumunda % 14.6, termoplastik boya kullanılması
durumunda % 30.6 ve çift komponentli boya kullanılması durumunda da % 59.2 daha
ekonomik bulunmuştur.
Farklı renk kullanımı pratikte uygulanabilir görünmese de, beyaz rengin ortamda mevcut
aydınlanmaya uygun hale getirilebilir olması önemlidir. Aynı zamanda, yağmurlu ve sisli
havalarda da çizgilerin, aydınlatılmış olması nedeniyle, görülebilirlik özelliğinin yüksek
olması, önemli bir fayda olarak değerlendirilmiştir.
Teknolojik gelişmelere paralel olarak önerilen sistem maliyetinin hızla düşeceği
beklenebilir.
KAYNAKÇA
[1] Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Karayolları Genel Müdürlüğü, 2005, 2005 Yılı Yol,
Köprü, Bitümlü Kaplamalar, ve Trafik İşlerine Ait Birim Fiyat Listesi, Ankara.
[2] Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Karayolları Genel Müdürlüğü, 1975, Trafik İşaretleri El
Kitabı, Başbakanlık Basımevi, Ankara.
[3] www.poliya.com.tr, Poliya Polyester ve Yard.Mad. San.
[4] ÖZDİRİM, M., 1994, Trafik Mühendisliği, Cilt:1, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı
Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara.
[5] www.konyalielektronik.com, Konyalı Elektronik Ltd.Şti.
Download

polipol 354 malzeme ile yeni bir karayolu çizgi sistemi önerisi a new