Investigation of the Usability of Çavuşlu (Malatya) Granites as Railway Ballast

Year 2024, , 813 - 820, 03.10.2024

Esma Kahraman , Ali Can Özdemir

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1560212

Abstract

Granites are widely used as ballast material in railways due to their physico-mechanical, chemical, and mineralogical properties. This study evaluated the use of granites in the Doğanşehir region of Malatya as railway ballast. The basic properties of the rock samples specified in the Ballast Technical Specifications were determined. Additionally, the granite samples' mineralogical characteristics and chemical content were examined. The test sample; Los Angeles abrasion resistance was 13.20%; Micro-Deval abrasion resistance was 10.36%; magnesium sulfate freeze-thaw durability was 0.98%; Water absorption rate was 0.105%; density was 2.681 g/cm3. Uniaxial compressive strength was 104.68 MPa; Point load strength was 6.89 MPa. The experimental results indicate that granites from the Doğanşehir region in Malatya can be effectively used as ballast material in conventional, high-speed, and high-speed railway lines. This granite will be an alternative material that can be used in the Malatya-Elazığ-Diyarbakır high-speed train line, whose project studies are ongoing, and in existing railway ballast renewals.

Keywords

Ballast, Railway, Physico-mechanical properties, Granite

Çavuşlu (Malatya) Granitlerinin Demiryolu Balastı Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Abstract

Granitler fiziko-mekanik, kimyasal ve mineralojik yapısından dolayı demiryollarında balast malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Malatya İli Doğanşehir bölgesinde bulunan granitlerin demiryolu balastı olarak kullanımı değerlendirilmiştir. Kayaç numunelerinin Balast Teknik Şartnamesinde belirtilen temel özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca, granit numunesinin mineralojik özellikleri ve kimyasal içerikleri incelenmiştir. Deney numunesinin; Los Angeles parçalanma direnci %13,20; Mikro-Deval aşınma direnci %10,36; Su emme oranı %0,105; Tane yoğunluğu 2,681 g/cm3; MgSO4 dona dayanım %0,98; Tek eksenli basınç dayanımı 104,68 MPa; Nokta yük dayanımı 6,89 MPa olarak elde edilmiştir. Deney sonuçları Malatya İli Doğanşehir bölgesinde bulunan granitlerin konvansiyonel, hızlı tren ve yüksek hızlı tren hatlarında balast malzemesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bu granit, proje etüdü devam eden Malatya-Elazığ-Diyarbakır hızlı tren hattında ve mevcut durumdaki demiryolu balast yenilemelerinde kullanılabilecek alternatif bir malzeme olacaktır.

Keywords

Balast, Demiryolu, Fiziko-mekanik özellikler, Granit

References

• 1. Selig, E.T., Waters, J.M., 1994. Track geotechnology and substructure management. Thomas Telford Publications, London, 446.
• 2. Hussain, A., Hussaini, S.K.K., 2022. Use of steel slag as railway ballast: A review. Transportation Geotechnics, (35), 100779.
• 3. Guo, Y., Xie, J., Fan, Z., Markine, V., Connolly, D.P., Jing, G., 2022. Railway ballast material selection and evaluation: A review. Construction and Building Materials, 344, 128218.
• 4. Kozak, M., Kozak, Ş., 2012. Enerji depolama yöntemleri. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 4(2), 17-29.
• 5. Indraratna, B., Salim, W., Rujikiatkamjorn, C., 2011. Advanced rail geotechnology–ballasted track. CRC Press.
• 6. Sadeghi, J.M., Zakeri, J.A., Najar, M.E.M., 2016. Developing track ballast characteristic guideline in order to evaluate its performance. International Journal of Railway, 9(2), 27-35.
• 7. Kuttelwascher, C., 2012. Track ballast in Austria: Part 3. Rail Infrastructure.
• 8. Kozak, M., 2024. Yenikaracaören (Kütahya) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanılabilirliği. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 14(2), 944-952.
• 9. Kozak, M., 2024. Işıkkara (Kütahya) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanılabilirliği. Demiryolu Mühendisliği, 20, 25-30.
• 10. Kahraman, E., Yapıcı, N., 2022. Kurtpınar (Ceyhan) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanımının değerlendirilmesi. Demiryolu Mühendisliği, 16, 14-22.
• 11. TCDD Balast Teknik Şartnamesi, 2020. Türkiye Cumhuriyeti Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı Devlet Demir Yolları İşletmesi Genel Müdürlüğü Araştırma ve Geliştirme Dairesi Başkanlığı, Ankara.
• 12. Gözübol, A.M., Önal, M., 1986. Çat Barajı isale tünelinin mühendislik jeolojisi ve kaya mekaniği incelemesi: Malatya-Çelikhan alanının jeolojisi. Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu, TBAG-647 Projesi, İstanbul.
• 13. Önal, A., 1995. Polat-Beğre (Doğanşehir) çevresindeki magmatik kayaçların petrografik ve petrolojik özellikleri. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Elazığ, 159.
• 14. Nihai Çed Raporu, 2022. Kaya Granit Doğaltaş ve Mermer İşletmeleri Sanayi Ticaret Limited Şirketi Kapasite Artışı, Kırma Eleme Tesisi, Yıkama Eleme Tesisi, Doğaltaş Kesme ve İşleme Tesisi İlavesi, Biomad Mühendislik San. ve Tic. Ltd. Şti., Ankara, 975.
• 15. TS EN 1097-1, 2011. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 1: Aşınmaya karşı direncin tayini (mikro- deval), Ankara.
• 16. TS EN 1097-2, 2020. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 2: Parçalanma direncinin tayini için metotlar, Ankara.
• 17. TS EN 1097-6, 2013. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 6: Tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini, Ankara.
• 18. TS EN 1367-2, 2011. Agregaların termal ve bozunma özellikleri için deneyler-bölüm 2: Magnezyum sülfat deneyi, Ankara.
• 19. TS EN 1926, 2007. Doğal taşlar-deney metotları-basınç dayanımı tayini, Ankara.
• 20. TS 699/T1, 2016. Doğal yapı taşları-inceleme ve laboratuvar deney yöntemleri, Ankara.
• 21. TS EN 12407, 2019. Doğal taşlar-deney yöntemleri-petrografik inceleme, Ankara.
• 22. TS EN 12440, 2017. Doğal taşlar-isimlendirme kriterleri, Ankara.
• 23. TS EN 12670, 2019. Doğal taşlar-doğal taşlar-terimler ve tarifler, Ankara.