Zemin
Demiryolu inşaatına zemin seçimi ile başlanır. Zemin demiryolu için en önemli etmenlerden birisidir. Zemin seçiminden sonra demiryolunda zemin geoteknik etüdünün yapılması gerekir. Geoteknik araştırmalar;
Dolgu malzemesinin sahada mevcut olup olmadığı ve dışarıdan temininin gerekip gerekmediği,
Zemindeki su seviyesinin sorunlara yol açıp açmayacağı,
Drenaj ve koruyucu önlem gerekip gerekmediği,
Yarma ve dolgularda bitki ile güçlendirmenin gerekip gerekmediği ve gerekiyorsa hangi tür bitkinin seçileceği sorularının cevapları için yapılan bir etüttür.
Formasyon Tabakası
Zeminin yetersiz olduğu durumlarda daha iyi bir zemin tabakası yerleştirilmesi gerekir. Bu kısma formasyon tabakası denir. Yol eksenine dik yönde eğim verilmiş olan ve alt balast yüksekliğine kadar olan temel tabakadır. Formasyon tabakası yeterli dayanıklılık ve kararlılığa sahip olmalı, yağmur ve eriyen kara karşı iyi bir drenaj sağlamalıdır.
Formasyon tabakası homojen ve yoğunluğu fazla olmalıdır. Bu tabakanın kalınlığı zeminin kalitesine göre değişir. Bu tabakanın temel fonksiyonları şunlardır;
Destekleyicilik: Tabakanın yük dağıtma etkisi ile zemini yüksek gerilmelerden korur.
Dona karşı koruyuculuk: Eğer zemin dona karşı hassas ise bu tabaka termal etkisi ile zemini dona karşı korur.
Filtreleyicilik ve ayırıcılık: Balastın ince zeminle karışmasını engeller.
Eşitleyicilik: Dayanım kapasitesinde büyük farklar olup, hat düzensizce desteklenmişse ve ya kaya zeminde düzgün formasyon oluşturulmamışsa düzgün yüzey sağlamak için kullanılır.
Düşük su geçirgenliği: Suya karşı zemini yüzey suyundan korur.
Bu tabaka balast yüzeyini artırmayı önlediği için maliyet azalmasını ve balasttan zemine kadar elastisite modülünün (malzemenin kuvvet altında elastik şekil değiştirmesi) kademeli değişimini sağlar.
Don Koruma Tabakası
Don kabarmalarına karşı altyapıyı korumak için balast altının altına bir malzeme ve ya malzeme karışımından oluşan tabaka eklenir. Bu tabakaya don koruma tabakası denir. Don koruma tabakasında dona karşı duyarlılık durumlarına bağlı olarak; kum, killi kum, çakıl, killi çakıl, siltli çakıl, silt, killi silt ve siltli kil kullanılabilir.
Geotekstiller
Geotekstiller zemin üzerine eklenen koruyucu tabakaların taşıma kapasitesini artırmak, gerilme ve deformasyonları azaltmak amacı ile kullanılırlar. Geotekstiller ihtiyaca göre zemin ile formasyon tabakası veya dona karşı koruyucu tabaka arasına yerleştirilirler. Bu tabaka statik ve dinamik gerilmelere karşı mukavemet gösterir. Geotekstiller hidrolik ve mekanik işlemlerle gerdirilerek filtre etkisine karşı korunurlar. Geotekstiller; polyester (PES), polipropilen (PP) veya polietilen (PE-HD) malzemelerden oluşurlar.
Balast
Boyutları 30mm-60mm arasında olacak şekilde bazalt, andezit, dolomit, granit, diyorit gibi kayaların kırılması ile elde edilen taşlara balast denir.
Balast demiryolu inşaatında önemli bir yer kaplar ve aşağıdaki şartları sağlamak zorundadır;
Temiz olmalı ve içerisinde toprak bulundurmamalıdır.
İçerisinde su tutmamalı, suyu alt katmanlara aktarabilmelidir ve çevre şartlarına uyumlu olmalıdır.
Basınç ve darbelere karşı dayanıklı olmalıdır.
Kübik, keskin kenarlı ve keskin köşeli olmalıdır. (Traverslerin yanal ve boyuna kaymasını engellemek için)
Balast tabakasından beklenen görevler ise şunlardır;
Demiryoluna gelecek yükü geniş alana dağıtmak,
Yolda bitki oluşumunu engellemek,
Alanı don olayından korumak,
Hattaki kaymaları engellemek ve hat geometrisini korumaktır.
Ülkemizde TCDD’nin balast teknik şartnamesine göre, balastların; hazır balastın yıkanma sonrası zararlı madde miktarları, aşınma testi, dona dayanıklılık testi, su emme testi gibi kriterleri yerine getirmesi gerekmektedir.
Balast miktarları metre başına 2.1 metreküp (3.05 ton) ile metre başına 5.7 metreküp (8.26 ton) arasında değişmektedir.
