The complex interactions between soil and additives such as lignin, glass powder, and rubber tires were investigated using principles of material and soil mechanics. Previous research has mainly focused on individual additives in clay soils. In contrast, this study investigates soil improvement with two different types of waste materials simultaneously. The improvement of soil properties by hybrid waste materials was evaluated using several laboratory tests, including the standard Proctor test, the unconfined compressive strength test, the California Bearing Ratio (CBR) test, and cyclic triaxial tests. The aim of this research is to identify key parameters for the design and construction of road pavements and to demonstrate that improving the subgrade with hybrid waste materials contributes significantly to the sustainability of road construction. The mechanical and physical properties were evaluated in detail to determine the optimal mixtures. The results show that the most effective mixture for the combination of waste glass powder and rubber tires contains 20% glass powder and 3% rubber tires, based on the dry weight of the soil. For the combination of waste glass powder and lignin, the optimum mixture consists of 15% glass powder and 15% lignin, based on the dry weight of the soil. These results provide valuable insights into the sustainable use of waste materials for soil stabilization in road construction projects.

This paper presents the design of geosynthetic reinforced flexible pavements and their modification by incorporating waste materials into bonded and unbonded layers of the pavement structure. The optimal design of flexible pavements was achieved by minimizing the construction cost of the pavement. The incorporation of waste materials into the pavement structure affects the material properties. Therefore, along with the traffic load, the effects of the material properties of the asphalt concrete, base layer, sub-base layer, and subgrade were analyzed in terms of pavement structure costs and CO₂ emissions of materials used in pavement construction. In addition, a comparison was made between pavements with and without geosynthetic reinforcement in terms of design, optimum construction cost, and CO₂ emissions. The use of geosynthetics is even more effective in pavement structures that contain waste materials in an unbound layer, both in terms of cost and CO₂ emissions. The minimum value of the California Bearing Ratio of the subgrade was determined at which the use of geosynthetic reinforcement for pavement structure with and without the inclusion of waste materials is economically and sustainably justified. The use of geosynthetics could result in a 15% reduction in pavement structure cost and a 9% reduction in CO₂ emissions due to the reduced thickness of unbound layers. In addition, reducing the CBR of the unbound layer from 100% to 30% due to the inclusion of waste materials implies a cost increase of up to 13%. While the present study is based on an empirical pavement design method in which pavement thickness is limited by the pavement thickness index, the same minimum thicknesses are obtained in the optimization process regardless of whether the objective function is the minimum construction cost or minimum CO₂ emissions.

The chip seal is an economical type of asphalt pavement that was constructed for single- or double-layer aggregate-bitumen. Chip seals are applied to prime-sealed granular pavement surfaces in order to waterproof the surfaces of sub-layers, produce smooth and high-skid-resistance surfaces for vehicles and protect pavements against the detrimental effects of traffic and climate. Unlike bituminous hot mixtures, numerous factors can affect the performance of chip seal. One of the most important factors is climate. The aim of this study is to determine the performance variation of chip-sealed pavements under cold climate conditions. Three different chip-sealed roads in Erzurum, which is in one of the coldest regions of Turkey, were examined with non-destructive tests. Sand-patch, British pendulum, light weight deflectometer and dynamic cone penetrometer tests were performed. Chip-sealed pavements’ densities and surface temperature variation and base courses layer’s thicknesses were also measured, and deteriorations were observed and scored by researchers. Test results showed that flushing due to the higher temperatures during the short summer season, deficiency of the base course’s bearing capacity and moisture in the base course are the most important causes of deterioration in this type of chip seal, and the chip seals in this region must be resealed in <1 year because of the premature deterioration.

Hat geometrisi muayene araçlarıyla yapılan ölçümlerden elde edilen grafiklere göre demiryolu hattı yatay ve düşey düzlemlerde düzgün olmayan dalgalı bir geometriye sahiptir. Bu geometrik yapı fraktal desen olarak göz önüne alındığında hat geometrisinin düzgünsüzlüğü fraktal boyutlar yardımı ile sayısal olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada Ankara-Eskişehir Yüksek Hızlı Tren (YHT) hattının geometrik düzgünsüzlüğünü belirlemek için fraktal analiz metodundan faydalanılmıştır. Fraktal boyutları hesaplamak için cetvel metodunu temel alan bir hesap algoritması kullanılmıştır. Fraktal boyutlar fleş ve nivelman grafikleri için hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalara göre, hat geometrisinin genel düzgünsüzlüğünün fraktal boyut ile sayısal olarak ifade edilebildiği belirlenmiştir. Çalışmanın sonunda hat kalitesinin göstergesi olan geometrik parametrelerin standart sapması ile fraktal boyutlar arasındaki ilişki araştırılmıştır. Buna göre önerilen fraktal boyut ile standart sapma arasında güçlü bir ilişki vardır.

Mermer kullanımının artmasına bağlı olarak, ortaya çıkan mermer atıkları dünya çapında önemli bir çevre sorunu haline gelmiştir. Sürdürülebilirliğin önemli olduğu günümüzde bu tür atıklar inşaat işlerinde çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Sürdürülebilirliğe en büyük katkı, atık maddelerin yeniden kullanımıdır. Yapılan deneysel ve hesaplamalı çalışmada, üç farklı atık mermer tozunun zemin stabilizasyon malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın deneysel kısmında atık mermer tozları % 0-10-20-30 ve 40 oranlarında iki farklı CL sınıfı killi zemine eklenmiş ve zeminlerin mukavemet özelliklerindeki değişiklikler Atterberg limitleri, standart Proctor sıkıştırma, kesme kutusu, ve Kaliforniya taşıma oranı (CBR) testleri ile izlenmiştir. Hesaplamalı kısımda ise CBR ve AASHTO-93yöntemleri kullanılarak yapılan stabilizasyonun üstyapı kalınlığına etkileri belirlenirken, KENPAVE yazılımı ile Mekanistik-Amprik tasarım metoduna uygun olarak mermer tozu iyileştirmesinin üstyapının yorulma ömrüne olan katkısı araştırılmıştır. Elde edilen test sonuçları mermer toz atıklarıyla stabilize edilen düşük plastisiteli killerin dayanım özelliklerinin iyileştiğini göstermiştir. CBR ve AASHTO-93 metotları ile bu iyileştirmenin gereken üstyapı kalınlığını azaltabileceği, SN sayısındaki azalma ile karayolu imalatında yüzlerce metreküp malzeme kazancı sağlanabileceği hesaplanmıştır. Mekanistik-Amprik yöntem ile yapılan hesaplar da atık mermer tozu stabilizasyonu ile üstyapının kritik tekerlek izi oturması ömrünün ortalama %86’ya kadar artabileceğini öngörmektedir.

Tr en Demiryolu hat bakım ve yenileme çalıĢmaları hat kalitesinde görülen değiĢimlere bağlı olarak yapılmaktadır. Hat kalitesi, hattın içinde bulunduğu iĢletme durumunu belirtir ve genellikle bir indeks yardımıyla sayısal olarak ifade edilir. Hat geometrisi indeksi olarak bilinen bu gösterge değerler, hat geometrisi kontrol ölçümlerinden elde edilen veriler temel alınarak hesaplanır. Bu çalıĢmada Ankara-EskiĢehir Yüksek Hızlı Tren (YHT) hattından elde edilen verilerden yararlanılarak YHT hattında hat kalitesine etki eden etkenler belirlenmeye çalıĢılmıĢtır. Bunun için ilk olarak incelenen hat güzergâh geometrisi dikkate alınarak inceleme kesimlerine ayrılmıĢtır. Daha sonra hat kontrol trenleri ile yapılan ölçümlerin verileri analiz edilerek hangi kesimde ne kadar bozulma oluĢtuğu belirlenmiĢ ve bozulma oluĢan kesimlerde hat kalitesinin değiĢimi incelenmiĢtir. ÇalıĢmanın sonunda ise hat kalitesine etki eden parametreleri belirlemek için çok değiĢkenli regresyon modelleri oluĢturulmuĢtur. Bu modellere göre, hat kalitesine etki eden faktörler trafiğe bağlı parametreler, hat kesimi tipi ve hat kalitesinin bir önceki ölçümdeki değeri olarak belirlenmiĢtir. Railway track maintenance and renewal activities are performed depending on the changes in track quality. Track quality indicates the operating condition of the track and the quality is usually expressed with a numerical index. Known as track geometry indexes, these indicator values are calculated based on data obtained from the track geometry control measurements. In this study, using the data obtained from the Ankara-Eskisehir High-Speed Rail (HSR) track, the factors affecting the track quality of HSR track were determined. For this purpose, firstly the track under investigation was divided into analysis segments considering the rail alignment geometry. Then, by analyzing the data of the track record car measurements, the degree of deterioration occured in the analysis segments and the change of track quality were examined in the segments where deteriorations occured. At the end of the study, multivariate regression models were constructed in order to determine the factors affecting the track quality. According to these models, it was determined that the factors affecting the track quality are traffic-related parameters, type of analysis segment and previous value of track quality.