Mehmet YILMAZ, Mustafa AKPOLAT, Baha Vural KÖK

Parafin ve Öğütülmüş Kauçuk ile Modifiye Edilmiş Taş Mastik Asfalt Karışımının Düşük Sıcaklık Davranışının İncelenmesi

Düşük sıcaklıklarda bitümlü sıcak karışımlar içinde meydana gelen termal gerilmeler nedeni ile oluşan çatlaklar kaplama içine suyun girmesine neden olmakta ve kaplama beklenenden çok önce bozulmaktadır. Bitümlü karışımların özelliklerini iyileştirmek amacıyla çoğunlukla polimer türü katkı maddeleriyle bitüm modifiye edilmektedir. Bu tür iyileştirmelerin ise genellikle karışımın yüksek sıcaklık davranışı üzerinde olumlu etkileri olmaktadır. Bu çalışmada literatürde bitümlü karışımların düşük sıcaklık davranışını değerlendirmek için en çok kullanılan yöntem olan yarım daire eğilme deney yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada sabit tutulan %3 Parafin içeriği ile birlikte değişik oranlarda öğütülmüş araç lastiği modifiyeli taş mastik asfalt karışımların çatlak oluşumuna ve ilerleyişine karşı dirençleri tespit edilmiştir. Sonuçta çatlak başlangıcı ve ilerleyişi açısından katkı kullanımının etkilerinin farklı olduğu, kırılan agrega yüzey alanları ile karışımın kırılma tokluğu arasındaki ilişkinin görüntü işleme yöntemi ile tespit edilebileceği belirlenmiştir.

Investigation of Low-Temperature Behavior of Stone Mastic Asphalt Mixtures Modified with Paraffin and Crumb Rubber

In hot mix asphalts at low temperatures, cracks occur due to thermal tension and these cracks cause water to leak inside the pavement and the pavement gets deformed sooner than expected. In order to improve the properties of bituminous mixtures, mostly polymer type additives are used in the modification of the bitumen. These types of improvements usually have positive effects on the high-temperature behavior of the mixture. In this study, semi-circular bending test, which is the most commonly used method in the literature to investigate the low-temperature behavior of bituminous mixtures, was performed. In the study, the resistance of stone mastic asphalt mixtures, which were prepared with modified bitumen with a constant 3% of paraffin and various amounts of crumb rubber, to crack formation and its movement was identified. As a result, it was concluded that the effects of additives on crack formation and its movement is varied and the relation between the fractured aggregate surface areas and the fracture toughness of the mixture can be determined by the image processing method.

PDF

___

Kök, B.V., Yılmaz, M., Akpolat, M. 2014. Evaluation of the conventional and rheological properties of SBS+Sasobit modified binder. Constr Build Mater 63:174–179.
Oliveira, J.R.M, Silva, H.M.R.D., Abreu, L.P.F., Fernandes, S.R.M. 2013. Use of a warm mix asphalt additive to reduce the production temperatures and to improve the performance of asphalt rubber mixtures. J Clean Prod 41:15– 22.
Kim, H., Jeong, K-D, Lee, M.S, Lee, S-J. 2014. Performance properties of CRM binders with wax warm additives. Constr Build Mater 66:356–360.
Çelik, O.N., Atiş, C.D. 2008. Compactibility of hot bituminous mixtures made with crumb rubbermodified binders. Constr Build Mater 22:1143–1147.
Wang, H., Dang, Z., Li, L., You, Z. 2013. Analysis on fatigue crack growth laws for crumb rubber modified (CRM) asphalt mixture. Constr Build Mater 47:1342–1349.
Mull, M.A., Stuart, K., Yehia, A. 2002. Fracture resistance characterization of chemically modified crumb rubber asphalt pavement. J Mater Sci 37:557–566.
Bennert, T., Maher, A., Smith, J. 2004. Evaluation of Crumb Rubber in Hot Mix Asphalt. Piscataway, NJ
de Almeida Júnior, A.F., Battistelle, R.A., Bezerra, B.S., de Castro, R. 2012. Use of scrap tire rubber in place of SBS in modified asphalt as an environmentally correct alternative for Brazil. J Clean Prod 33:236–238.
Liu, Y., Han, S., Zhang, Z., Xu, O. 2012. Design and evaluation of gap-graded asphalt rubber mixtures. Mater Des 35:873–877.
Kök, B.V., Çolak, H. 2011. Laboratory comparison of the crumb-rubber and SBS modified bitumen and hot mix asphalt. Constr Build Mater 25:3204–3212.
Huang, B., Shu, X., Zuo, G. 2013. Using notched semi circular bending fatigue test to characterize fracture resistance of asphalt mixtures. Eng Fract Mech 109:78–88.
Pérez-Jiménez, F., Botella, R., Moon, K-H., Marasteanu, M. 2013. Effect of load application rate and temperature on the fracture energy of asphalt mixtures. Fénix and semi-circular bending tests. Constr Build Mater 48:1067– 1071.
Baek, S-H, Hong, J-P, Kim, S., et al. 2011. Evaluation of Fracture Toughness of Semirigid Asphalt Concretes at Low Temperatures. Transp Res Rec J Transp Res Board 2210:30–36.
Li, X-J, Marasteanu, M.O. 2010. Using Semi Circular Bending Test to Evaluate Low Temperature Fracture Resistance for Asphalt Concrete. Exp Mech 50:867–876.
Molenaar, A.A., Scarpas, A.A., Liu, X., Erkens, G. 2002. Semi-Circular Bending Test; Simple But Useful. J Assoc Asph Paving Technol 71:794– 815.
Majidzadeh, K. 1976. Application of fracture mechanics for improved design of bituminous concrete. Dept. of Transportation Federal Highway Administration ;;For sale by the National Technical Information Service, Washington  ;Springfield Va.
Aliha, M.R.M., Behbahani, H, Fazaeli, H., Rezaifar, M.H. 2014. Study of characteristic specification on mixed mode fracture toughness of asphalt mixtures. Constr Build Mater 54:623–635.
Ameri, M, Mansourian, A.H., Khavas, M, et al. 2011. Cracked asphalt pavement under traffic loading – A 3D finite element analysis. Eng Fract Mech 78:1817–1826.
Öztürk, E.A. 2004. Karayolu esnek üstyapi tasariminda yeni bir yöntem: yüksek performansli asfalt kaplama. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 19(2): 175-184.