Geotechnical Asset Management for the Highway Route Between Değirmenlik and Kyrenia, North Cyprus

Abstract

The highway route between Nicosia and Kyrenia via Değirmenlik is studied in this thesis. This route is vital as it links important facilities such as, Ercan airport in Nicosia and touristic hotels in Kyernia. The serviceability of the highway route relies on the performance of the geotechnical assets along the route, which can be effectively maintained by applying geotechnical asset management. The geotechnical assets along the route are comprised of three types of assets; natural earth slopes, rock slopes and earth retaining walls. In this thesis, a geotechnical asset management framework is developed to be applied on the selected highway route. Condition appraisals of the selected assets are carried out by collecting data on the geotechnical assets and a database for the selected assets are formed. A risk assessment study is carried out in order to evaluate the effect of failure of the assets on the highway performance. In parallel to these studies, slope stability assessments for the natural earth slopes and retaining wall assets are carried out to evaluate the stability of the assets. Decisions on maintenance and improvement options are made for the selected assets by combining the results from the above studies. Life cycle cost analyses are also carried out to help compare the maintenance and improvement options available for the assets. The proposed methodology for the geotechnical asset management is presented in a flowchart with details of stages to be followed in managing the selected assets along the highway route. iv Within the studied geotechnical assets; five of the seven natural earth slopes studied are found to be in need of only minor maintenance, whereas five of the six rockfall sites studied are found to have major maintenance needs. In the assessments for the earth retaining walls, two of the three assets studied are found to be in need of minor maintenance such as slope regrading and wall strengthening. As a result of all analyses, Time Line Plans and Budgeting Plans are developed for all of the assets for the next thirty years. From these plans, rockfall sites seem to require relatively the most expensive maintenance options to be applied. For all assets, provision of rigid barriers or net fences in the ditch areas are considered to be the most effective solutions to retain the slope materials. Keywords: Asset management, decision making, life cycle cost, slope stability, condition survey.

ÖZ: Bu tezde, Lefkoşa ile Girne arasında Değirmenlik üzeri güzergahı içeren otoyol çalışılmıştır. Bu güzergah, Lefkoşa'daki Ercan havaalanı ve Girne'deki turistik oteller gibi önemli tesisleri bağladığı için hayati önem taşımaktadır. Otoyol güzergahının kullanılabilirliği, güzergah boyunca jeoteknik varlık yönetimini uygulayarak etkin bir şekilde sürdürülebilen jeoteknik varlıkların performansına dayanır. Güzergah boyunca bulunan jeoteknik varlıklar üç çeşit varlıktan oluşur: Doğal toprak şevleri, kaya şevleri ve toprak istinad duvarları. Bu tezde, seçilen otoyol güzergahına uygulanacak jeoteknik bir varlık yönetimi çerçevesi geliştirilmiştir. Seçilen varlıkların durum değerlendirmeleri, jeoteknik varlıklarla ilgili veriler toplanarak gerçekleştirilir ve seçilen varlıkların bir veri tabanı oluşturulur. Varlıkların çöküşün otoyol performansı üzerindeki etkisini değerlendirmek için bir risk değerlendirmesi çalışması yapılmıştır. Bu çalışmalara paralel olarak, doğal toprak şevleri ve istinat duvarı varlıkları için şev stabilite değerlendirmeleri varlıkların stabilitesini değerlendirmek için gerçekleştirilmektedir. Yukarıdaki çalışmaların sonuçlarını birleştirerek seçilen varlıklar için bakım ve iyileştirme seçenekleri üzerine kararlar alınır. Yaşam döngüsü maliyet analizi, varlıklarla ilgili mevcut bakım ve iyileştirme seçeneklerinin karşılaştırılmasına yardımcı olmak için de yapılmaktadır. Jeoteknik varlık yönetimi için önerilen metodoloji, otoyol güzergahında seçilen varlıkların yönetiminde takip edilecek aşamaların detaylarını içeren bir akış şemasında sunulmaktadır. Çalışılan jeoteknik varlıklarda, incelenen yedi doğal toprak şevinden beşinde yalnızca küçük bakıma ihtiyaç duyulduğu görülürken, incelenen altı kaya düşme bölgesinin beşinde önemli bakım ihtiyacı bulunduğu tespit edilmiştir. Toprak istinat duvarları için yapılan değerlendirmelerde, incelenen üç varlıktan ikisinde şev düzeltme ve duvar güçlendirme gibi küçük bakıma ihtiyaç duyulduğu bulunmuştur. Tüm analizlerin sonucunda, gelecek 30 yıl boyunca tüm varlıkların Zaman Çizelgesi Planları ve Bütçeleme Planları geliştirilmiştir. Bu planlardan, kaya düşme yerleri nispeten en pahalı bakım seçeneklerinin uygulanmasını gerektiriyor gibi görünmektedir. Tüm varlıklar için, hendek alanlarında sert bariyerler veya file çitler sağlanması, şev malzemelerini korumak için en etkili çözümler olarak kabul edilmektedir. Anahtar Kelimeler: Varlık yönetimi, karar verme, yaşam döngüsü maliyeti, şev stabilitesi, durum incelemesi.