Fırat Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 (1), 61-68, 2013 Fırat Univ. Journal of Engineering 26 (1), 61-68, 2013 Parafin ve SBS Modifiyeli Karışımların Tekerlek İzi ve Kırılma Dirençlerinin İncelenmesi * 1 Baha Vural KÖK1, Mehmet YILMAZ1, Mustafa AKPOLAT1 Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Elazığ * [email protected] (Geliş/Received:24.12.2013; Kabul/Accepted:04.03.2014) Özet Günümüzde artan ağır trafik hacmi ve dingil yükleri nedeni ile daha sağlam yollar inşa etme çabası çeşitli katkı maddelerinin bitümlü kaplamalarda kullanımının yaygın şekilde araştırılmasını gerektirmiştir. Artık polimer modifikasyonu etkin bir şekilde uygulanırken, işlenebilme özelliklerini iyileştirerek daha iyi sıkışma ve ekonomi sağlayacak katkılar da gündeme gelmektedir. Bu tür katkılar işlenebilme özelliğinin yanı sıra performansa da katkı sağlayabilmektedir. Bu çalışmada değişik oranlarda stiren-butadien-stiren (SBS) ve bir ılık karışım katkısı olan Sasobit® ile modifiye edilen bağlayıcılarla hazırlanmış bitümlü sıcak karışımların tekerlek izi ve düşük sıcaklıktaki kırılma dirençleri incelenmiştir. Çalışmada katkıların hem ayrı olarak hem de aynı karışım içinde beraber kullanımlarının etkileri değerlendirilmiştir. Sonuçta bu katkıların yüksek ve düşük sıcaklıkta farklı şekillerde karışım özelliklerini etkilediği, katkıların birlikte kullanımının tekerlek izi ve çatlak oluşumuna karşı direnç bakımından çok olumlu etkileri olurken çatlak ilerleyişine karşı direnci azalttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Parafin, SBS, Tekerlek izi, Çatlak direnci. The Evaluation of Rutting and Fracture Resistance of SBS and Wax Modified Mixtures Abstract Due to increasing heavy traffic volumes and loads make the additive usage necessary for more quality roads. While the polymer modification used efficiently, the additive that improve the workability properties and hence provide more compactibility and cost savings become a current issue. This type of additive not only affects the workability but also can contribute to performance. In this study the rutting and low temperature fracture resistance of bituminous hot mixtures prepared by the binder modified with different proportions of SBS and Sasobit® which is used as warm mix additive were investigated. The effect of additive used both separately and common in the same mixture was evaluated. Finally it was determined that these additives affect the mixture properties in different manner at low and high temperature. It was also determined that the common usage of additives improve the rutting and initial crack resistance, however reduced the resistance of crack growing. Keywords: Wax, SBS, Rutting, Crack Resistance 1. Giriş Yol kullanıcısı olarak sürücüler, düzgün, konforlu, kayma direnci yüksek, hızlı erişimli, ulaşım maliyeti ve gürültü seviyesi düşük yollar talep ederken, yol otoriteleri, dayanıklı minimum bakım gerektiren, kalıcı deformasyonlara karşı dirençli, trafik güvenliği yüksek, uzun ömürlü yolları hedeflemektedirler [1]. Yol üstyapısının özelliklerini iyileştirerek güvenli konforlu aynı zamanda ağır trafik ve çevre şartlarına uzun süre direnç göstererek bakım onarım masraflarından ekonomi sağlamak amacıyla iyi bir alt yapı üzerine genellikle modifiyeli kaplamalar inşa edilmeye çalışılmaktadır. Kaplama tabakasında kullanılan bitümlü sıcak karışımların mühendislik özelliklerini iyileştirmek için iki temel yoldan birisi gradasyonu değiştirmektir. Taş mastik asfalt bu kategoride karışım performansının iyileştirilmesi bakımından tipik bir örnektir. Diğer bir yol ise ya bitüme ya da doğrudan karışıma ilave edilen katkı maddeleriyle bitümlü sıcak karışım özelliklerini iyileştirmektir. Baha Vural Kök, Mehmet Yılmaz, Mustafa Akpolat Bitümün ve bitümlü sıcak karışımların ısıya ve trafik yüklerine karşı dayanımını arttırmak amacıyla genellikle bitüme polimer kökenli katkı maddeleri ilave edilmektedir. Bu katkı maddeleri içerisinde en çok stiren-butadien-stiren (SBS) blok kopolimerleri kullanılmaktadır. Polimer türü malzemelerin elastomer grubuna giren SBS blok kopolimerleri, bitümlü bağlayıcıların elastikiyetini arttırmaktadır. SBS modifiyeli bitümlerde modifikasyonun etkin oluşabilmesi; SBS konsantrasyonuna, bitümün yapısına, karıştırma sıcaklığı ve süresi gibi birçok faktöre bağlıdır. Yapılan birçok çalışma sonucunda SBS’nin yüksek sıcaklıklarda karışımların tekerlek izi oluşumu ve yorulmaya karşı dayanımlarını arttırdığı belirlenmiştir [2-4]. Son zamanlarda kullanılan bir diğer katkı da ılık karışım katkısı olarak kullanılan parafinlerdir. Bu tip katkılar düşük sıcaklıklarda karışıma işlenebilme özelliği kazandırarak enerjiden tasarruf sağlamakta aynı zamanda karbon salınımını azaltmakta, inşaat mevsimini uzatmakta, karışımın daha uzun mesafelere taşınabilmesini sağlamakta ve bağlayıcının üretim esnasında çok fazla ısıya maruz kalarak yaşlanmasını önlemektedir. Bu katkılar çoğu zaman karışımın mekanik özelliklerini de iyileştirebilmektedir. Son zamanlarda yaygın olarak kullanılan katkılardan biri Sasobit’tir. Sasobit doğal gaz yada kömürün FischerTropsch sentezi ile üretilen uzun alifatik hidrokarbon zincirinden oluşan bir katkıdır [5]. Sasobit üzerine yapılan çalışmalarda en çok vurgulanan sonuç, Sasobit modifikasyonunun çok önemli ölçüde viskoziteyi düşürmesidir [68]. Ayrıca yapılan çalışmalarda Sasobit modifikasyonunun orjinal karışımların hacimsel özelliklerini ve optimum bitüm oranını etkilemediği düşük uygulama sıcaklığı dolayısıyla düşük yaşlanma özellikleri sunarak yüksek yorulma direnci sağladığı ve Sasobit modifikasyonu ile daha yüksek oranda geri dönüşüm malzemesinin kullanılabileceği belirtilmiştir [9,10]. Bitümlü sıcak karışımlarda görülen en önemli yapısal bozulma tiplerinden biri tekerlek izi oluşumudur. Alt tabaka kalınlıklarının yetersiz ve iyi sıkışmamış olmasının dışında karışım gradasyonu ve bitüm özellikleri gibi sadece bitümlü tabaka ile ilgili faktörler de büyük oranda tekerlek izi oluşumuna neden olmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda kalıcı deformasyonlara karşı gösterilecek direnç bakımından gradasyon, düşük sıcaklıklarda çatlak oluşumuna karşı gösterilecek direnç bakımından bağlayıcı özellikleri sorumlu olmaktadır [11]. Taş mastik asfalt kaplamalar kaba gradasyonu sayesinde kalıcı deformasyonlara, yüksek oranda bağlayıcı içeriği sayesinde de düşük ısı çatlaklarına, yoğun gradasyonlu karışımlara göre daha iyi direnç gösterebilmektedir. Tekerlek izi oluşumu zamanla kaplamanın yapısal olarak dayanımını yitirmesine katkı sağlamasının yanı sıra, tekerlek izlerinde suyun toplanması, taşıtlar tarafından etrafa saçılması, soğuk havalarda bu kesimlerde ince ve tehlikeli buz tabakalarının oluşması, trafiğin seyir konforunu bozması, hızlı giden taşıtların şerit değiştirmelerinde tehlike arz etmesi gibi trafik ile ilgili olumsuz sonuçlar da doğurmaktadır. Sıcaklık düşmesi durumunda agrega ve bağlayıcının farklı genleşme katsayıları nedeni ile meydana gelen farklı büzülmeler termal gerilmelerin oluşmasına neden olmakta, bu gerilme malzemenin çekme gerilmesini aştığı anda ise kaplamada enine doğrultuda çatlaklar oluşmakta ve kaplamanın bozulmasını hızlandırmaktadır. Yüksek rijitlik düşük ısı çatlaklarının oluşumuna önemli katkı sağlamaktadır [12]. Literatürde bu tip bozulmaların ve kırılma direncine etki eden parametrelerin incelenmesi amacıyla çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Kırılma mekaniği yaklaşımının malzemelerin çatlak başlangıcı ve ilerleyişi konusunda başarılı olduğu belirtilmiş ve bu bağlamda da yarım daire eğilme kirişi yöntemi bir çok araştırmacı tarafından kabul görmüştür [13-15]. Bu çalışmada SBS ve Sasobit katkılarının hem ayrı ayrı hem de aynı karışım içinde birlikte kullanılmalarının karışımların tekerlek izi, çatlak oluşum ve ilerleyişine karşı dirençleri tespit edilmiştir. 2. Materyal ve Metot Bu çalışmada saf bağlayıcı olarak Batman rafinerisinden elde edilen B 50/70 sınıfı bitüm kullanılmıştır. Saf bağlayıcının polimer ile modifikasyonunda Shell Bitumen şirketi tarafından üretilen ve stiren-butadien-stiren 62 Parafin ve SBS Modifiyeli Karışımların Tekerlek İzi ve Kırılma Dirençlerinin İncelenmesi Numuneler maksimum 19 mm dane çapında taş-mastik-asfalt karışımları olarak hazırlanmıştır. 101.6 mm çapında ve 63.5 mm yüksekliğinde hazırlanan kontrol numunelerinin her iki yüzüne 50 darbe uygulanarak optimum bitüm muhtevası %6.5 olarak belirlenmiş bu oran diğer karışım tipleri içinde kullanılmıştır. Karışımlarda Shelenberg süzülme değeri %0.3’ten az olan agrega ağırlığınca %0.5 Viatop fiber kullanılmıştır. Karışımların, hava boşluğu oranı (Va), asfaltla dolu boşluk oranı (VFA), agregalar arasındaki boşluk oranı (VMA), hacim özgül ağırlıkları (Gmb), karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları Tablo 3’te verilmiştir. Karışımların karıştırma-sıkıştırma sıcaklıkları dönel viskozimetre yöntemine göre sırasıyla 170 ± 20 ve 280 ± 30 cP viskozite değerlerine karşı gelen sıcaklıklar olarak belirlenmiştir. (SBS) blok kopolimer ihtiva eden KRATON D 1101 kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan diğer bir katkı malzemesi ılık karışım katkısı olarak kullanılan ve Sasol firmasından temin edilen organik kökenli Sasobit’tir. Modifiye bağlayıcılar, katkı malzemesinin belirlenen oranlarda saf bağlayıcıya yavaş yavaş ilave edilerek, dört bıçaklı karıştırıcı ile 1000 dev/dk. hıza sahip karıştırıcıda 175 C sabit sıcaklıkta 1 saat süre ile karıştırılarak elde edilmiştir. Çalışmada hiç katkı içermeyen kontrol karışımı (0-0) sadece %3 SBS modifiyeli bağlayıcı ile hazırlanan karışım (3-0), sadece %3 Sasobit modifiyeli bağlayıcı ile hazırlanan karışım (0-3) ve %3SBS + %3 Sasobit modifiyeli bağlayıcı ile hazırlanan karışım (3-3) olmak üzere dört farklı tipte numuneler hazırlanmıştır. Modifiye bağlayıcılar üzerinde yapılan deney ve sonuçları Tablo 1’de verilmiştir. Karışım numunelerinde agrega olarak özellikleri ve gradasyonu Tablo 2’de verilen kireçtaşı kullanılmıştır. Tablo 1. Bağlayıcı deney sonuçları. 0-0 51.2 52.2 -0.61 0.600 0.175 Penetrasyon (1/100 cm) Yumuşama Noktası (C) Penetrasyon Indeksi PI Viskozite @135 C Viskozite @165 C 3-0 35.7 69.3 1.89 1.775 0.462 0-3 40.7 77.4 3.44 0.462 0.137 3-3 31.7 80.2 3.22 1.463 0.387 Tablo 2. Agrega özellikleri ve grdasyonu. Elek çapı (mm) Geçen (%) Özgül ağırlık (g/cm3) (Kaba, ince, filler) Aşınma kaybı (%) (Los Angeles) Don kaybı (%) (Na2SO4) Soyulma direnci (%) (Nicholson) 19.1 100 12.7 95.0 9.52 62.5 4.76 2.00 0.42 32.5 25.0 17.0 2.533 2.619 2.732 25 2.5 70-75 0.17 13.0 0.075 11.0 Tablo 3. Karışımların hacimsel ve fiziksel özellikleri. Karışım tipleri 0-0 0-3 3-0 3-3 Wa (%) Va (%) VMA (%) VFA (%) Gmb 6.5 6.5 6.5 6.5 2.94 2.91 3.29 3.24 14.19 14.16 14.51 14.46 79.29 79.48 77.32 77.60 2.350 2.343 2.342 2.343 63 Karıştırma Sıcaklığı (C) 165.8 159.9 191.8 186.9 Sıkıştırma Sıcaklığı (C) 152.8 147.3 178,1 173.4 Baha Vural Kök, Mehmet Yılmaz, Mustafa Akpolat uygulamaktadır. Cihaz otomatik olarak numune üzerinde belirli aralıklarla tekerlek iz ölçümünü yapmakta ve ortalama değer olarak da vermektedir. B prosedürüne uygun olarak her bir karışım tipi için 2 numune test edilmiştir. Karışımlarda kullanılan bağlayıcının sert olması, karışım tipinin taş-mastik-asfalt olması dolayısıyla tekerlek izine karşı dirençli olan bu karışımlarda farklılıkların daha iyi tespit edilebilmesi amacıyla bu testte numuneler %6 hava boşluğunda üretilmiştir. Şekil 3’te numunelerin ortalama teker geçiş sayısı ile deformasyon arasındaki ilişkiler, Şekil 4’te ise deney sonrası saf ve 3-3 karışım numunelerinin görüntüleri verilmiştir. 3. Deneysel Çalışma 3.1. Tekerlek izi deneyi Çalışmada ilk olarak EN 12697-22 standardının B prosedürüne göre tekerlek izi deneyi yapılmıştır. Test numuneleri Şekil 1’de görülen titreşimli merdaneli sıkıştırıcı ile 30,5x30,5x5 cm boyutlarında hazırlanmıştır. Sıkıştırmada 40 geçiş sayısı kullanılmıştır. Öncelikle basınç sıfırlanmış, iki geçiş yük verilmeden yapılmış böylece malzemenin tam olarak kalıba yerleşmesi sağlanmıştır. Ardından basınç yavaşça arttırılmış ve 300 PSI yük seviyesine ayarlanmıştır. Geçiş sayısı arttıkça yük değeri azalmıştır. Yükün sıfır olması karışımın istenen yüksekliğe geldiğini ifade etmektedir. Numunenin sıkıştırma işlemi bittikten sonra numune merdaneli sıkıştırıcıdan çıkarılmış ve soğumaya bırakılmıştır. Numune tamamen soğuduktan sonra tekerlek izi test cihazına (Şekil 2) konulmuş ve sabitlenmiştir. 14 Deformasyon (mm) 12 0-3 3-0 3--3 Saf 10 8 6 4 2 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Teker geçiş sayısı Şekil 3. Teker geçiş sayısı–tekerlek iz derinliği. Şekil 1. Titreşimli merdaneli sıkıştırıcı. Şekil 4. Deney sonrası numune görüntüleri. Numunelerde tekerlek geçişi ile meydana gelen deformasyonların ilk 1000 teker geçişine kadar hızlı bir şekilde arttığı daha sonra saf numune hariç diğer numunelerde deformasyonun, artış oranında bir azalmayla arttığı görülmektedir. %6 boşluk oranına sahip numunelerde ilk 1000 tekerlek geçişinde, arazide kanalize olmuş ağır trafik altında meydana gelen konsolidasyona benzer bir sıkışma olmuştur. Deney 10000 teker geçişi yada 20 mm deformasyon ile sınırlandırılmıştır. Bütün numuneler 20 mm deformasyona ulaşmadan 10000 teker geçişini sağlamıştır. 0-3 ve 3-0 karışımları benzer performans sergilerken en iyi performansı 3-3 karışımı sunmuştur. 0-3 ve 3-0 Şekil 2. Tekerlek izi test cihazı. İklimlendirme kabini 60 C’ye ayarlanmış, hedef sıcaklığa ulaştıktan sonra deney 3 saat sonra başlatılmıştır. 26.5 devir/dakika hızda çalışan cihazda 200 mm çapa ve 5 mm genişliğe sahip kauçuk tekerlek numuneye 700 N yük 64 Parafin ve SBS Modifiyeli Karışımların Tekerlek İzi ve Kırılma Dirençlerinin İncelenmesi karışımlarının 10000 tekerlek geçişindeki deformasyon değerleri saf bağlayıcınınkinden ortalama 2.25 kat, 3-3 karışımı ise 3.32 kat daha az deformasyon değerleri vermiştir. Özellikle yüksek hacimli yollarda %3 SBS ve %3 Sasobit modifiyeli karışımların sağlayacağı yüksek tekerlek izine karşı direnç özelliğinden ötürü, bu yolların normal yollara göre önemli ölçüde yapısal hasar meydana gelmeden hizmet ömrünün artacağı görülmektedir. farklı bir performans göstermiştir. Her iki çentik derinliğinde de en yüksek kırılma yüklerini 3-3 ve 3-0 karışımları vermiştir. Numunelerin kırılma tokluklarındaki değişim Şekil 7’de verilmiştir. 800 700 0--0 Yük (kg) 600 0--3 500 3--0 400 3--3 300 200 3.2. Yarım Daire Eğilme Deneyi 100 0 Bu deney numunelerin kırılma tokluklarını ve çatlak ilerleyişine karşı potansiyelini belirlemektedir. Test EN 12697-44 standardına uygun olarak 0 C’de yapılmıştır. Numuneler yoğurmalı sıkıştırıcıda 150 mm çapında ve 50 mm yüksekliğinde hazırlanmış ve ortalarından iki eşit yarım daireye bölünmüştür. Numunelerin ortalarından 10 ve 20 mm’lik çentikler açılmıştır. Numunelere 5 mm/dakika hızda yük uygulanarak yük deformasyon ilişkileri kaydedilmiştir. Kırılma tokluğu (KIc N/mm3/2) formül 2 ile belirlenmiştir. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Deformasyon (mm) Şekil 5. 10 mm çentik derinliğinde yük-deformasyon ilişkisi. 700 0--0 0--3 3--0 3--3 600 Yük (kg) 500 400 300 200 100 0 max 4.263.Fmax / D.t K Ic max .5.956 0 (1) (2) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Deformasyon (mm) Şekil 6. 20 mm çentik derinliğinde yük-deformasyon ilişkisi. Burada max kırılma anındaki maksimum gerilme (MPa), Fmax maksimum yük (N), D ve t numune çapı ve kalınlığıdır (mm). Numunelerin kırılma enerjisi Gf (J/m2) Li ve Maresteanu tarafından kullanılan yönteme göre formül 3 ile belirlenmiştir. 22 21 20 19 10 mm 20 mm Kı c 18 17 16 G f W0 / Alig 15 (3) 14 13 12 Burada W0 maksimum yüke kadar yükdeformasyon eğrisi altında kalan alan olan kırılma işi, Alig ise çentik gerisindeki alandır. Şekil 5 ve 6’da sırasıyla 10 ve 20 mm çentik derinliğinde yük-deformasyon ilişkileri verilmiştir. Şekillerden görüldüğü üzere numuneler arasındaki yük-deformasyon ilişkileri farklı çentik boylarında benzerlik göstermemektedir. 10 mm çentik derinliğinde 03 ve saf karışım benzer değişim gösterirken 20 mm çentik derinliğinde bütün numuneler çok 0--0 0--3 3--0 3--3 Karışım tipleri Şekil 7. Numunelerin kırılma tokluklarında meydana gelen değişim. Karışımlarda sadece %3 SBS kullanımı sadece %3 Sasobit kullanımından, aynı karışımda hem %3 SBS hem de %3 Sasobit kullanımı ise bütün karışımlardan daha yüksek kırılma tokluğu değerleri vermiştir. Bütün numunelerin 20 mm çentik boyundaki kırılma 65 Baha Vural Kök, Mehmet Yılmaz, Mustafa Akpolat toklukları, 10 mm çentik boyundaki numunelerin değerlerinden yaklaşık %13 daha düşük olmuştur. 0-3, 3-0 ve 3-3 karışımlarının kırılma tokluğu değerleri saf karışımın değerlerinden her iki çentik derinliğinde sırasıyla %5, %19 ve %30 daha yüksek çıkmıştır. Şekil 8,9,10’da sırasıyla maksimum yüke kadar, maksimum yükten sonra ve bütün yükleme boyunca dikkate alınan kırılma enerjilerindeki değişim verilmiştir. Numunelerin kırılma enerjileri küçükten büyüğe doğru sıralandığında her üç durumda da sıralamanın değişmediği görülmektedir. Maksimum yüke kadar olan kırılma enerjilerini çatlak başlangıcı ile maksimum yükten sonraki kırılma enerjilerini ise çatlak ilerleyişi ile ilişkilendirmek mümkündür. Bütün numunelerin maksimum yüke kadar olan kırılma enerjileri, maksimum yükten sonraki kırılma enerjilerinden daha fazla çıkmıştır. Bu sonuç bütün numunelerin rijit davranarak çatlak oluşmasında dirençli olduğu ancak kırılgan özellik sergileyerek çatlak ilerleyişine direnç göstermediğini açıklamaktadır. 1500 10 mm 1300 2300 2100 Gf 1500 900 700 500 300 0--0 20 mm 3--3 Gf Karışım tipleri Şekil 8. Maksimum yüke kadar Gf’de meydana gelen değişim. 1 dU J c b da 1000 10 mm Gf 600 500 400 300 0--3 3--0 (4) Burada b numune kalınlığı, a çentik derinliği U ise kırılma anındaki enerjidir. Tablo 4’ten görüldüğü üzere numunelerin kırılma enerjileri çatlak oluşumuna kadar birbirinden çok farklı değilken, çatlak oluştuktan sonra özellikle 3-3 karışımı belirgin şekilde düşük değer vermektedir. Bu karışımın ayrıca kırılma tokluğu değerinin yüksek oluşu bu numunede diğerlerine göre daha zor çatlak oluşacağına ancak bu çatlağın çok hızlı bir şekilde gelişeceğine işaret etmektedir. 20 mm 700 0--0 3--3 Saf bağlayıcının penetrasyonunun ve deney sıcaklığının düşük olmasının bu sonuç üzerinde etkili olduğu düşünülmektedir. Numunelerin kırılma enerjileri büyükten küçüğe doğru sıralandığında her üç durum ve her iki çentik boyu için en yüksek değere saf karışımın daha sonra %3 SBS modifiyeli karışımın daha sonra %3 Sasobit modifiyeli karışımın ve en son %3SBS+%3Sasobit modifiyeli karışım sahip olduğu görülmektedir. 3-3 karışımının en yüksek kırılma yüküne ve kırılma tokluğuna sahip olurken en düşük kırılma enerjisini verdiği görülmektedir. Numunelerin 10 mm ve 20 mm çentik boylarındaki davranışları kendi içinde farklı olduğundan, numunelerin formül 4’te belirtilen J-integral yöntemi ile çatlak oluşumuna ve ilerleyişine karşı dirençleri belirlenmiş ve sonuçlar Tablo 4’te verilmiştir. 300 800 3--0 Şekil 10. Toplam yükleme sonunda Gf’de meydana gelen değişim. 500 900 0--3 Karışım tipleri 700 3--0 1300 1100 900 0--3 20 mm 1700 1100 0--0 10 mm 1900 3--3 Karışım tipleri Şekil 9. Maksimum yükten sonra Gf’de meydana gelen değişim. 66 Parafin ve SBS Modifiyeli Karışımların Tekerlek İzi ve Kırılma Dirençlerinin İncelenmesi Tablo 4. J-integral yöntemi deney sonuçları. Numune Maksimum yüke Maksimum Toplam p-u alanı Ortalama Maksimum Maksimum Toplam kadar p-u alanı yükten sonra p-u yükten (kg.mm) kalınlık yüke kadar Jc (kg.mm) alanı (kg.mm) sonra 2 2 (mm) Jc (J/m ) (J/m ) 2 10 mm 20 mm 10 mm 20 mm 10 mm 20 mm Jc (J/m ) 0-0 1362 858 905 707 2213 1580 53.55 94 37 118 0-3 1152 608 560 343 1743 1230 53.99 95 40 95 3-0 1310 793 670 453 1902 1336 53.96 95 41 104 3-3 1103 573 400 329 1445 886 53.61 100 22 105 4. Sonuç 5. Kaynaklar Bu çalışmada bitüm katkı maddesi olarak kullanılan SBS ve bir organik ılık karışım katkısı olan Sasobit ile modifiye edilen bağlayıcılarla hazırlanan taş-mastik-asfalt karışım numunelerinin tekerlek izi ve kırılma dirençleri incelenmiştir. Tekerlek izi deneyi 60 C’de yapılmış ve katkılar arasındaki farklılıkların belirgin bir şekilde ortaya çıkması için numuneler %6 boşluk oranında test edilmiştir. Saf karışım modifiyeli karışımlara göre çok düşük tekerlek izi direnci verirken sadece %3 SBS ve %3 Sasobit modifiyeli karışımlar benzer performans, katkıların birlikte kullanıldığı karışımlar ise çok üstün bir performans sergilemiştir. Yarım daire deneyi ile belirlenen numunelerin kırılma toklukları tekerlek izi deney sonuçları ile paralellik gösterirken, çatlak oluşumu ve ilerleyişine karşı dirençler bakımından farklı sonuçlar vermiştir. Katkıların birlikte kullanımının çatlak oluşumuna karşı direnç bakımından azda olsa bir iyileştirme etkisi olurken, çatlak ilerleyişine karşı direnci azaltmaktadır. Kırılma tokluğu değerleri yüksek olan bu tür karışımlarda çatlak oluşumunun saf karışımlara göre çok uzun sürede oluşacağı ve ağır yüklere daha uzun süre direnç gösterebileceği ancak çatlak oluştuktan sonra performans seviyesinin çok hızlı bir şekilde düşeceği öngörülmektedir. 1. Önal, M. A., Temren, Z.,Türkiye İle Bazı Avrupa Ülkelerinin Esnek Üstyapı Tasarımlarının Karşılaştırılması, 4.Ulusal Asfalt Sempozyumu, 224-243, 2004 2. Aglan, H., Othman, A., Figueroa, L., and Rollings, R., Effect of Styrene-ButadieneStyrene Block Copolymer on Fatigue Crack Propagation Behavior of Asphalt Concrete Mixtures, Transportation Research Record, 1417, 178-186, 1993 3. Airey, G. D., Rheological Properties of Styrene Butadiene Styrene Polymer Modified Road Bitumens, Fuel, 82(14), 1709-1719, 2002 4. Khattak, M. J., and Baladi, G. Y., Engineering Properties of Polymer – Modified Asphalt Mixtures, Transportation Research Record, 1638, 12-22, 1998 5. URL-1, www.sasolwax.com 6. Xiao, F., Punith, V.S., Amirkhanian, S.N., Effects of Non-Foaming WMA Additives on Asphalt Binders at High Performance Temperatures, Fuel, 94, 144–55, 2012 7. Akisetty, C. K., Lee, S. J., Amirkhanian, S. N., High Temperature Properties of Rubberized Binders Containing Warm Asphalt Additives, Construction and Building Materials, 23, 565–73, 2009 8. Hamzah, M. O., Jamshidi, A., Shahadan, Z., Evaluation of the Potential of Sasobit to Reduce Required Heat Energy and CO2 Emission in the Asphalt Industry, Journal of Cleaner Production 18, 1859-1865, 2010 9. Jamshidi, A., Hamzah, M. O., You, Z., Performance of Warm Mix Asphalt Containing Sasobit State-of-the-art, Construction and Building Materials, 38, 530–553, 2013 10. Wang, H., Dang, Z., You, Z., Cao, D., Effect of Warm Mixture Asphalt (WMA) Additives on High Failure Temperature Properties for Crumb 67 Baha Vural Kök, Mehmet Yılmaz, Mustafa Akpolat 11. 12. 13. 14. 15. Rubber Modified (CRM) Binders, Construction and Building Materials, 35, 281–288, 2012 Whiteoak D., Read J. M., The Shell Bitumen Handbook, Thomas Telford Services Ltd, London, 2003 Kabir, M. S., Effect Of Hydrated Lime On The Laboratory Performance Of Superpave Mixtures, Master of Science in Civil Engineering, Louisiana State University, LA, USA, 2008 Li, X., Marasteanu, M. O., Evaluation of the Low Temperature Fracture Resistance of Asphalt Mixtures Using the Semi Circular Bend Test, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologist, 73:401–426, 2004 Molenaar, A. A. A., Scarpas, A., Liu, X., Erkens, S. M. J. G., Semicircular Bending Test: Simple But Useful. Association of Asphalt Paving Technologist 71:795–815, 2002 Wu, Z., Mohammad, L. N., Wang, L. B., Mull, M., Fracture Resistance Characterization of Superpave Mixtures Using a Semicircular Bending Test, American Society for Testing and Materials, 2(3):1–15, 2005 68
© Copyright 2024 Paperzz
