Bitümlü sıcak karışım üstyapı tabaka kalınlıklarının zaman domeninde sonlu farklar yöntemi ile elektromanyetik benzetimi

Abstract

Ülkemizde, karayollarının yapımı ve bakımı genel olarak şehirlerarası yollarda Karayolları Genel Müdürlüğü, şehir içi yollarda ise ilgili belediyeler tarafından yapılmaktadır. Asfalt yol yapım çalışmalarında belediye ve karayolları müdürlükleri tarafından görevlendirilen mühendisler kalite kontrol hizmetlerini karot alma yöntemi ile yapmaktadır. Bu durum tahribat verici bir yöntemdir. Teknolojinin ilerlemesi ile bu yöntemi kullanmak yerine yer görüntüleme radarları (YGR) kullanımı artmıştır. Ancak yer görüntüleme radarlarının tasarımdan önce benzetim performansının sonlu farklar yöntemi ile belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Sonlu farklar yöntemi sistem performansını belirlemekde kullanılabilecek en etkin elektromanyetik yöntemlerden biridir. Bu çalışmada, asfalt yolların, yer görüntüleme radarı (YGR) kullanılarak tabaka kalınlıklarının bulunmasına katkı sağlamak amacıyla 2 boyutlu ZDSF metodu ele alınmıştır. YGR de kullanılan antenlerin profil yönü paralel olduğu düşüncesi ile 2 boyutlu ZDSF, enine manyetik alan (TMz) moduna indirgenmiştir. TMz modunda 3 GHz de EM dalga alanı hesaplayan MATLAB algoritması ve arayüzü geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma TMz modundaki Maxwell denklemlerini iteratif olarak çözerek asfalt beton modeline ait katmanlar içerisinde elektromanyetik dalgaların yayılmasına ait bilgiler elde etmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen algoritma 2 tabakalı, 3 tabakalı ve 4 tabakalı asfalt beton modellerine uygulanmış ve katman kalınlıkları tespit edilmiştir. Ayrıca geliştirilen algoritmanın hesapladığı katman kalınlıkları ile radargram üzerinde gözlenen katman kalınlıkları karşılaştırılmış, algoritmanın doğruluğu ortaya konmuştur.