SOĞUK BÖLGELERDE KULLANILACAK SAF BİTÜMÜN MODİFİKASYONU VE BETON ASFALT ÜRETİMİNDE KULLANIMI: B70/100 BİTÜM ÖRNEĞİ

Trafik yüklerine ek olarak, soğuk iklim bölgelerindeki asfalt kaplamalı yollar termal olarak indüklenen gerilmelere maruz kalmaktadır ki bu da düşük sıcaklık çatlamalarına neden olmaktadır. Bu nedenle, bir takım bitüm modifikasyonları ile bağlayıcının fiziksel ve reolojik özelliklerinin iyileştirilmesi çok önemlidir. Bu çalışmanın temel amacı, Polimer Modifiye Bitüm (PMB) performansını değerlendirmek ve ardından optimum polimer miktarını tayin etmektir. Bu doğrultuda, standart saf B70/100 penetrasyon dereceli bitüm bu çalışmada %4, %4.5 ve %5 Stiren-Bütadien-Stiren (SBS) ile modifiye edilmiştir. Optimum SBS miktarı tespit edildikten sonra, aşınma tabakası için PMB'li beton asfalt numuneleri standart Marshall tasarım yöntemine göre üretilmiştir. SBS modifikasyonunun etkisini daha fazla araştırmak için Marshall briketlerinin mekanik ve hacimsel özellikleri araştırılmıştır. Genel olarak; %5.2 PMB içeren (%4 SBS ile modifiye edilmiş) asfalt betonunun Türkiye Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) teknik şartnamesine göre uygun performans gösterdiği ve bu karışımların soğuk iklim bölgeleri için umut verici olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Modifikasyon, Polimer, Asfalt aşınma tabakası, Soğuk iklim bölgesi, Marshall metodu

PDF

___

[1] Gedik A. Esnek yol üstyapılarında bitüm ile birlikte bağlayıcı olarak optimum sülfür oranının ve performansının belirlenmesi. Doktora tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi, 2016.
[2] Yüknü K, Öztürk T, Komut M. Bitümlü bağlayıcılar laboratuvar el kitabı. Üstyapı Geliştirme Şubesi Müdürlüğü, Araştırma Ve Geliştirme Dairesi Başkanlığı, Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara, 2020.
[3] Elseifi MA, Flintsch GW, Al-Qadi IL. Quantitative effect of elastomeric modification on binder performance at intermediate and high temperatures. Journal of Materials in Civil Engineering 2003, 15(1): 32-40, doi: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15:1(32).
[4] EAPA. Asphalt in Figures 2017, Total Production of Asphalt in Europe and EU-28 from 2001 to 2017, https://eapa.org/eapa-asphalt-in-figures-2017/, 2017.
[5] Oner J, Sengoz B, Rija SF, Topal A. Investigation of the rheological properties of elastomeric polymer-modified bitumen using warm-mix asphalt additives. Road Materials and Pavement Design 2017, 18.5: 1049-1066, https://doi.org/10.1080/14680629.2016.1206484.
[6] Sengoz B, Isikyakar G. Evaluation of the properties and microstructure of SBS and EVA polymer modified bitumen. Construction and Building Materials 2008, 22.9: 1897-1905, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.07.013.
[7] İskender E. Bentonit Nanokilinin Elastomerik ve Plastomerik Polimer Modifiye Bitümlerin Depolama Stabiliteleri Üzerindeki Etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 2019; 7(3): 1187-1203, https://doi.org/10.29130/dubited.511073.
[8] Gokalp İ, Çetin HM, Özinal Y, Gündoğan H, Uz VE. Polimer Modifiye Bitüm Modifikasyonuna Etki Eden Parametreler Üzerine Bir Literatür Araştırması. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2019; 8(2): 954-964, https://doi.org/10.28948/ngumuh.479148.
[9] Kalantar ZN, Karim MR, Mahrez A. A review of using waste and virgin polymer in pavement. Construction and Building Materials 2012, 33: 55-62, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.01.009.
[10] TS EN 15326 2010. Bitüm ve bitümlü bağlayıcılar-Yoğunluk ve özgül kütle tayini-Kapiler kapaklı piknometre yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[11] TS EN ISO 2592 2017. Petrol ve ilgili ürünler – Parlama ve yanma noktasının tayini - Cleveland açık kap yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[12] TS EN 1426 2015. Bitüm ve bitümlü bağlayıcılar-İğne batma derinliği tayini, Türk Standartları Enstitüsü.
[13] Karayolları Teknik Şartnamesi, KTŞ. Yol altyapısı, sanat yapıları, köprü ve tüneller, üstyapı ve çeşitli işler. Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara, 2013.
[14] TS EN 1427 2015. Bitüm ve bitümlü bağlayıcılar-Yumuşama noktası tayini-Halka ve bilye yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[15] TS EN 13398 2018. Bitümler ve bitümlü bağlayıcılar - Modifiye bitümün elastik geri kazanımının belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü.
[16] TS EN 12607-1 2015. Bitüm ve bitümlü bağlayıcılar - Isı ve hava etkisi altında sertleşme direncinin tayini - Bölüm 1: RTFOT yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[17] TS EN 14769 2012. Bitümler ve bitümlü bağlayıcılar - Basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) ile hızlandırılmış uzun süreli yaşlandırma işlemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[18] Pavement Interactive. Fatigue Cracking, https://pavementinteractive.org/reference-desk/pavement-management/pavement-distresses/fatigue-cracking/, 2021.
[19] TS EN 14771 2012. Bitümler ve bitümlü bağlayıcılar - Eğilmede sünme rijitliğinin tayini - Eğilen kiriş rheometresi (BBR), Türk Standartları Enstitüsü.
[20] Deniz MT, Lav AH, Gedik A. Experimental investigation into the impact of compaction energy level on thickness of flexible pavement. International Journal of Civil Engineering 2021; 19(3): 357-368, https://doi.org/10.1007/s40999-020-00570-z.
[21] TS 3720 2010. Bitümlü karışımlar - Asfalt betonu - Karışım tasarımı hesap esasları - Marshall yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü.
[22] TS EN 1097-2 2010. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler bölüm 2: Parçalanma direncinin tayini için metotlar, Türk Standartları Enstitüsü.
[23] BS 812 1999. Determination of flakiness of aggregates, British Standard.
[24] TS EN 1367-2 2010. Agregaların termal ve bozunma özellikleri için deneyler bölüm 2: Magnezyum sülfat deneyi, Türk Standartları Enstitüsü.
[25] TS EN 933-9 2014. Agregaların geometrik özellikleri için deneyler- Bölüm 9: İnce tanelerin tayini- Metilen mavisi deneyi, Türk Standartları Enstitüsü.
[26] TS EN 1097-6 2013. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü.
[27] TS EN 14770 2012. Bitümler ve bitümlü bağlayıcılar - Karmaşık kesme modülü ve faz açısının tayini - Dinamik kesme rheometresi (DSR), Türk Standartları Enstitüsü.
[28] ASTM D2041/D2041M-19. Standard test method for theoretical maximum specific gravity and density of asphalt mixtures, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2019, DOI: 10.1520/D2041_D2041M-19.
[29] ASTM D6927-15. Standard test method for Marshall stability and flow of asphalt mixtures, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, DOI: 10.1520/D6927-15.
[30] Gedik A. An exploration into the utilization of recycled waste glass as a surrogate powder to crushed stone dust in asphalt pavement construction. Construction and Building Materials 2021, 300: 123980, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123980.