BĠTÜM VE BĠTÜMLÜ KARIġIMLARIN ÖZELLĠKLERĠNĠN ġeker PANCARI MELASI KULLANILARAK GELĠġTĠRĠLMESĠ. Sina AMĠNBAKHSH. YÜKSEK LĠSANS TEZĠ ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BĠTÜM VE BĠTÜMLÜ KARIġIMLARIN ÖZELLĠKLERĠNĠN ġeker PANCARI MELASI KULLANILARAK GELĠġTĠRĠLMESĠ. Sina AMĠNBAKHSH. YÜKSEK LĠSANS TEZĠ ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ"

Transkript

1 BĠTÜM VE BĠTÜMLÜ KARIġIMLARIN ÖZELLĠKLERĠNĠN ġeker PANCARI MELASI KULLANILARAK GELĠġTĠRĠLMESĠ Sina AMĠNBAKHSH YÜKSEK LĠSANS TEZĠ ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ HAZĠRAN 2013 ANKARA

2 Sina AMĠNBAKHSH tarafından hazırlanan BĠTÜM VE BĠTÜMLÜ KARIġIM ÖZELLĠKLERĠNĠ ġeker PANCARI MELASI KULLANARAK GELĠġTĠRĠLMESĠ adlı bu tezin yüksek lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım. Yrd. Doç. Dr. KürĢat ÇUBUK Tez DanıĢmanı, ĠnĢaat Müh. Anabilim Dalı. Bu çalıģma, jürimiz tarafından oy birliği ile ĠnĢaat Mühendisliği Anabilim Dalında Yüksek lisans tezi olarak kabul edilmiģtir. Prof. Dr. Metin GÜRÜ Kimya Müh. Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi. Yrd. Doç. Dr. KürĢat ÇUBUK ĠnĢaat Müh. Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi. Prof. Dr. A. Samet ARSLAN ĠnĢaat Müh. Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi. Tez Savunma Tarihi: 12 / 11 / 2013 Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini onamıģtır. Prof. Dr. ġeref SAGIROĞLU Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü.

3 TEZ BĠLDĠRĠMĠ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranıģ ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalıģmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. Sina AMĠNBAKHSH

4 iv BĠTÜM VE BĠTÜMLÜ KARIġIMLARIN ÖZELLĠKLERĠNĠN ġeker PANCARI MELASI KULLANILARAK GELĠġTĠRĠLMESĠ (Yüksek Lisans Tezi) Sina AMĠNBAKHSH GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLER ENSTĠTÜSÜ Haziran 2013 ÖZET Birçok ülkede de Türkiye gibi esnek üstyapılar en çok tercih edilen üstyapı türüdür. Esnek üstyapılarda kullanılan malzemelerin özelliğinden dolayı yapım ve onarım maliyeti oldukça pahalıdır. Maliyetlerin yüksek ve çok önem taģıdığından, bir diğer taraftan araç trafiğinin her gecen gün artmasından dolayı esnek üstyapı uygulama doğrultusunda muazzam yatırımlar yapılması gerekmektedir. Barizdir ki atık olarak elde edilen çeģitli ürünlerin doğaya terk edilmesi çevre kirliliği gibi büyük sorunlar getirmektedir. Günümüzde, çeģitli ürünlerin üretimi sırasında elde edilen yan ürün veya atıkların değerlendirilmesi üzerine çeģitli çalıģmalar yapılmaktadır. Atıklar, yeni ürünlerin elde edilmesinde veya mevcut ürünlerde katkı maddesi olarak kullanılabilmektedir. Atık malzeme ve yan ürünlerin değerlendirilmesi çok kısıtlı olan doğal malzemelerin kullanımını azaltarak doğanın tahrip edilmesini önler ve diğer yandan malzemelerin atılmak üzere depolanmasını önleyerek çevrede oluģacak problemleri en aza indirilmesini sağlar. Son yıllarda, endüstriyel atıkların karayolu tabakalarında değerlendirerek ortadan kaldırılmaları için yapılan çalıģmalar yaygınlaģmıģtır. ġeker fabrikalarında Ģeker pancarı veya Ģeker kamıģından Ģeker elde edilirken oluģan

5 v koyu, zor akıcı, suda çözülebilen ve karbonhidrat bakımından zengin Ģeker sanayi yan ürünü olan melas, katkı maddesi olarak bitüme ilave edilmesiyle bitümün reolojik özelliklerinin geliģtirilmesi amacıyla kullanılabilmektedir. Aynı doğrultuda, bu çalıģmanın asıl amacı Ģeker pancarı melası ve melasa boroksiti ilave ederek (MEBSA) iki farklı katkı maddesi elde edildikten sonra bitümle karıģımında, karıģımın performansının artmasını sağlamaktır. Bu çalıģmada melas ve boroksitle melasın karıģımı, MEBSAyı adım adım % 1, 2, 3, 5, 7,5 ve 10 oranlarında bitümle karıģtırılarak katkılı numuneler üretilmiģtir. Bitümün reolojik özelliklerinin belirlenmesi için orjinal ve modifiye edilen bitüm örneklerine Brookfield viskozimetre cihazıyla viskozite deneyi yapılmıģ ve optimum viskozite değerleri belirlenerek, elde edilen modifiye bitüm ve katkısız saf bitüm örneklerine penetrasyon, yumuģama noktası ve bitümlü karıģımların performanslarıyla ilgili Marshall stabilitesi ve soyulma deneyleri uygulanmıģtır. Bunların yanı sıra, katkı maddeleri bitümlü sıcak karıģımların üretim ve uygulama süreçlerinde enerji tasarrufuna yol açması, bitümün kısa dönem yaģlanmasının azalması ve iģlenebilirliğin artması gibi faktörler göz önüne alınarak incelenmiģtir. Son olarak maliyet açısından melas ve melas esaslı boroksit içeren katkı maddeleri, polimer kökenli Stiren Butadien Stiren le kıyaslanarak, bitümlü sıcak karıģımların fiyat/ton üzerindeki etkileri analiz edilmiģtir. Bilim Kodu : Anahtar Kelimeler : Bitüm, modifiye bitüm, melas katkı maddesi, melas esaslı boroksitle asit bileģeni Sayfa Adedi : 160 Tez Yöneticisi : Yrd. Doç. Dr. KürĢat ÇUBUK

6 vi IMPROVEMENT OF PERFORMANCE PROPERTIES OF BITUMEN AND BITUMINEOUS MIXTURES BY ADDING SUGAR BEET MOLASSES (M.Sc. Thesis) Sina AMINBAKHSH GAZĠ UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES June 2013 ABSTRACT As in Turkey, in many other countries the most prevalent and preferred type of superstructure is observed to be the flexible pavements. Due to the special properties of materials used in the flexible pavements, costs pertinent to both construction and maintenance are quite exorbitant. Owing to important, yet, costly investments, besides, because of the incessant growth in traffic volume, implementation of flexible pavements necessitates substantial funding. It is obvious that disposal of various waste products in the nature would yield major problems including environmental pollution. Thus, numerous studies in several different contexts have hitherto been conducted to address application of by-products or waste products that are produced during or as a result of diverse manufacturing processes. Wastes are being used to produce novel products or are applied as additives to the existing ones. Treatment of byproducts and waste products not only reduces application of scarce natural resources, but also prevents accumulation of materials intended to dump, which in turn impedes environmental destruction. In recent years, for the sake of waste elimination, a tendency toward utilization of industrial waste in preparation of road layers has emerged. Being a byproduct of sugar mills, molasses is a dark, viscous, water-soluble, and

7 vii carbohydrate-rich substance obtained from either sugar beets or cane sugar. This by-product is being added to bitumen as an additive in order to improve its rheological properties. In the same direction, the ultimate resolution of this study is to enhance performance of bitumen and bituminous mixtures by adding two different additives of sugar beet molasses and mixture of molasses and boric-oxide (hailed as MEBSA). In the course of this study, different samples containing varied percentages of additives were prepared. For both molasses and MEBSA, samples were prepared by gradually increasing the percentage of additives in the bitumen as 1, 2, 3, 5, 7.5 and 10 percent. Experimentations on efficacy evaluation of the aforestated additives on the rheology of the bitumen were initiated by conducting viscosity tests, carried out by the Brookfield Viscometer. Ensuing identification of the optimum viscosity ratios, comparisons among the original bitumen and bituminous mixtures were carried out through exertion of penetration tests, softening point tests, ductility tests and performance related tests such as Marshall Stability and stripping resistance tests. Furthermore, efficiency of the noted additives throughout both preparation and application processes of bituminous hot mixtures have been investigated with regard to some additional criteria, viz., energy saving, shortterm aging of bitumen, and their workability. Ultimately, cost analyses were carried out to compare unit-prices of both the molasses and MEBSA additives to that of Styrene Butadiene Styrene, and to assess their impact on price per ton of asphalt mixtures. Science Code : Key Words : Bitumen, modified bitumen, molasses additive, molasses and boron oxide Page Number : 160 Adviser : Assist. Prof. Dr. KürĢat ÇUBUK

8 viii TEġEKKÜR Bu yüksek lisans tezi çalıģmasında sürekli desteğini gördüğüm, bilgi ve yol göstermesi ile bu tezi hazırlamamda en büyük katkıyı sağlayan tez danıģmanım Sayın Hocam Yrd. Doç. Dr. KürĢat ÇUBUK a ve Hocam Prof.Dr. Metin GÜRÜ ye ve sayın Hocam ve aynı zamanda arkadaģım ArĢ. Gör. Dr. Deniz ARSLAN a öncelikle en içten teģekkür eder, saygılar sunarım. Hayatım boyunca olduğu gibi bu çalıģmamda da manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan rahmetli Babam ve bu günlere onun sayesinde ulaģtığımı bildiğim Anneme sonsuz teģekkürlerimi sunuyorum. Ayrıca en yakın dostum, aynı anda ev arkadaģım ve benim hep yanımda olup, desteklerini esirgemeyen kardeģim Dr. Saman AMINBAKHSH a ve çalıģma boyunca beni yalnız bırakmayan arkadaģlarım Farshad KARĠMZADEH ve Murat AYHAN a teģekkürü bir borç bilirim.

9 ix ĠÇĠNDEKĠLER Sayfa ÖZET... iv ABSTRACT... vi TEġEKKÜR... viii SĠMGELER VE KISALTMALAR... xix 1. GĠRĠġ BĠTÜM Bitümün Tarihçesi Bitümün Kimyasal Yapısı Bitümün Sınıflandırılması Bitümün BileĢenleri Asfaltenler Yüklü aromatikler (reçineler) Aromatikler Doygunlar (parafinler) BĠTÜMÜN FĠZĠKSEL VE MEKANĠKSEL ÖZELLĠKLERĠ Bitümün DavranıĢı Bitümün newtonik davranıģı Bitümün Bingham plastik davranıģı Bitümün Isıya Duyarlılığı Bitümün SertleĢmesi Bitümün Kohezyonu Bitümün Adezyonu... 19

10 x Sayfa 4. SHRP ARAġTIRMALARI ve PERFORMANSA DAYALI OLARAK BĠTÜMÜN SINIFLANDIRILMASI SHRP Testlerinde Reolojinin Rolü BĠTÜMÜN MODĠFĠKASYONU ĠÇĠN KULLANILAN KATKI MADDELERĠ Modifikasyon Yapmanın Amaçları Bitüm Katkı Maddelerinde Ġstenen Özellikler Katkı Maddelerin Sınıflandırılması Lastikler Termoplastikler Termosetler Kopolimerler Polimerler Kükürtü katkı maddesi olarak bitüme ilave edilmesi Kauçuk ilavesiyle bitümün modifiye edilmesi Bitümün organo-manganez ilavesiyle modifiye edilmesi AGREGA Agrega Türleri Doğal agregalar Suni agregalar Bitümde kullanılan agregalar Bitümlü Sıcak KarıĢımlar Stabilite Durabilite Geçirimsizlik ĠĢlenebilirlik... 46

11 xi Sayfa Esneklik Yorulmaya karģı direnç Kaymaya karģı direnç Asfalt Kaplama Problemleri Bozulma ölçütleri Yol Üstyapısında OluĢan Bozulma Türleri Oturmalar ve çökmeler Tekerlek izi oluģması Ondülasyonlar Kabarmalar Çatlaklar Ayrılma ve parçalanma LĠTERATÜR ARAġTIRMA MATERYAL ve METOT Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar Bitüm Modifikasyonunda Kullanılan Katkı Maddelerinin Hazırlanması Modifiye Bitümün Üretim ĠĢlemi Bitüm Üzerinde Uygulanan Deneyler: Penetrasyon deneyi (ASTM:D5) YumuĢama noktası deneyi (ASTM:D36) Düktilite deneyi (ASTM:D113) Viskozite deneyi Agrega özgül ağırlık tayini Marshall deneyi... 81

12 xii Sayfa 8.5. Soyulma Deneyi SONUÇLAR ve TARTIġMA Viskozite Testine Ait Sonuçlar Orijinal bitüm testinin sonuçları Melasla modifiye edilen bitümün viskozite değerleri Melas esaslı boroksit ve sülfürik asit le modifiye edilen bitümün viskozite değerleri (MEBSA) Bitüm Modifikasyonu Ġçin Optimum Katkı Maddesi Oranı Melas katkı maddesi ile bitüm modifikasyonu için optimum miktar tayini Melas esaslı boroksit ve sülfürik asit le bitüm modifikasyonu için optimum miktar tayini Marshall Deney Sonuçları Marshall yöntemiyle karıģım dizaynının elde edilen grafikler ve optimum bitüm yüzdesindeki deney sonuçları YumuĢama Noktasının Test Sonuçları Düktilite Test Sonuçları Soyulma Direnci Test Sonuçları Penetrasyon Test Sonuçları Maliyet Hesabı SONUÇLARIN DEĞERLENDĠRĠLMESĠ VE ÖNERĠLER KAYNAKLAR EKLER EK-1 Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları EK-2 Nicholson deneyine ait sonuçlar EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar

13 xiii Sayfa EK-3 Briket yüksekliğine bağlı düzeltme faktörleri EK-4 Briket hacmine bağlı düzeltme faktörleri EK-5 Melas katkılı bitümlere ait tüm viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler EK-6 MEBSA katkılı bitümlere ait tüm viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler EK-7 Melas katkılı bitümlere ait düģük sıcaklık viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler EK-8 MEBSA katkılı bitümlere ait düģük sıcaklık viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler ÖZGEÇMĠġ

14 xiv ÇĠZELGELERĠN LĠSTESĠ Çizelge Sayfa Çizelge 2.1. Asfalt çimentolarına ait penetrasyon ve viskozite... 8 Çizelge 2.2. Bitümün standart viskozite sınıflandırması... 8 Çizelge 2.3. PG sınıflandırmasında kullanılan cihazlar ve kullanma amaçları Çizelge 5.1. Bitüm modifikasyon tipleri Çizelge 5.2. Fiber malzemeleri Çizelge 5.3. Üstyapı problemlerine karģılık gelen katkılar Çizelge 5.4. Modifiyerlerin etki alanları Çizelge 5.5. Katkı maddelerinin genel sınıflandırılması Çizelge 6.1. Kayma direncine sebep olan ve etkileri Çizelge 9.1. Orijinal bitüme ait viskozite ölçümler Çizelge 9.2. Saf ve melas katkılı bitümler için değiģik sıcaklıklarda ortalama viskozite değeri Çizelge 9.3. Orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Çizelge 9.4. Orijinal ve Melas ihtiva eden bitümlerin 60 C-80 C arasındaki viskozite ölçüm sonuçları (Pa.s) Çizelge 9.5. Orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi Çizelge 9.6. Saf ve MEBSA için değiģik sıcaklıklarda ortalama viskozite değeri Çizelge 9.7. Orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Çizelge 9.8. Orijinal ve MEBSA ihtiva eden bitümlerin 60 C-80 C arasındaki viskozite ölçüm sonuçları (Pa.s) Çizelge 9.9. MEBSA modifikasyonunun orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Çizelge Bitüme ilave edilen katkı maddesi oranının birim değiģiminde viskozitede meydana gelen oransal değiģimler (MELAS)

15 xv Çizelge Sayfa Çizelge Bitüme ilave edilen katkı maddesi oranının birim değiģiminde viskozitede meydana gelen oransal değiģimler (MEBSA) Çizelge MEBSA katkı maddesinin değiģik sıcaklıklarda optimum yüzdesi Çizelge Bitüm özgül ağırlığının belirlenmesinde kullanılan ölçüm değerleri 110 Çizelge Agreganın özgül ağırlık sonuçları Çizelge Saf bitüm için Marshall testi ile ilgili değerler Çizelge ġartname dizayn kriterleri Çizelge Saf ve katkılı bitümlere ait yumuģama noktaları Çizelge C yapılan düktilite sonuçları Çizelge C yapılan düktilite sonuçları Çizelge Bitümlü karıģımların soyulma dirençleri ve soyulma oranları Çizelge Katkılı ve saf bitümlerin penetrasyon sonuçlarıyla saf bitüme göre değiģim oranları Çizelge Melas ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların farklı oranlarda ilave edilmesiyle meydana gelen değiģimler Çizelge MEBSA ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların farklı oranlarda ilave edilmesiyle meydana gelen değiģimler

16 xvi ġekġllerġn LĠSTESĠ ġekil Sayfa ġekil 2.1. Üstyapıda kullanılan bitüm türleri... 4 ġekil 2.2. Bitümün Ģematik olarak üretim prosedürü... 6 ġekil 2.3. Bitümün kimyasal yapısı... 7 ġekil 3.1. Elastik, viskoz ve viskoelastik malzemelerin davranıģı ġekil 3.2. Newtonik davranıģ ġekil 3.3. Bingham davranıģ ġekil 3.4. Üstyapının zamanla meydana gele bilecek kimyasal bileģenlerin değiģimi ġekil 3.5. Ġki farklı bitümün viskozitesinin sıcaklığa bağlı olarak değiģimi ġekil 3.6. Katkı maddesi katıldıktan önce (sağdaki), soldakiyse katkı maddesinin katıldıktan sonra etkisini göstermektedir ġekil 4.1. Üst levhanın binderin üzerine konulması ve sabit hızla salınması (1.59Hz) ġekil 4.2. Saf bitümde sıcaklık artınca G* modülünde meydana gelen değiģim ġekil 4.3. Saf bitüm için ᵹ nün sıcaklığa bağlı değiģim diyagramı ġekil 4.4. Mesnetlerin mesafesi ve uygulanan yük ġekil 4.5. DTT deneyine hazırlanması gereken numunenin boyutları ġekil 6.1. Agreganın değiģik formları ġekil 8.1. Penetrasyon ölçüm deneyinin Ģematik görüntüsü ġekil 8.2. YumuĢama noktasının Ģematik görüntüsü ġekil 8.3. Duktilite deneyinin Ģematik görüntüsü ġekil 8.4. Dönel viskozite deney iģleyiģi ġekil 9.1. Orijinal bitümün sıcaklığa bağlı olarak viskozite değerlerinin değiģimi ġekil 9.2. Orijinal ve melas katkılı bitümlerin sıcaklığa bağlı viskozite değiģimleri 95

17 xvii ġekil Sayfa ġekil 9.3. Bitüm viskozitesinin melas oranına bağlı olarak 90 C-110 C arasında değiģimi ġekil 9.4. Bitüm viskozitesinin melas oranına bağlı olarak 120 C ile 160 C arasında değiģimi ġekil 9.5. Orijinal ve MEBSA katkılı bitümlerin sıcaklığa bağlı viskozite değiģimleri ġekil 9.6. Bitüm viskozitesinin MEBSA oranına bağlı olarak 90 C-110 C arasında değiģimi ġekil 9.7. Bitüm viskozitesinin MEBSA oranına bağlı olarak 120 C ile 160 C arasında değiģimi ġekil 9.8. Dp-Wa grafiği ġekil 9.9. Stabilite-Wa grafiği ġekil Asfalt dolu boģluk Yüzdesi-Wa grafiği ġekil Asfalt BoĢluk-Wa grafiği ġekil VMA-Wa grafiği ġekil Akma-Wa grafiği

18 xviii RESĠMLERĠN LĠSTESĠ Resim Sayfa Resim 4.1. Dinamik kesme reometresinin üst ve alt lehvası Resim 4.2. Çubuk eğilme deneyi (BBR) Resim 4.3. Brookfield reometre, termometre ve termoset aparatı Resim 6.1. Tekerlek izi ölüģümü Resim 6.2. Yorulma nedeniyle üstyapıda oluģan çatlamalar Resim 6.3. Esnek üstyapıda oluģan tekerlek izi bozulması Resim 8.1. Boroksit ve melasın bileģiğiyle hazırlanan katkı maddesi Resim 8.2. Melasla boroksitin bileģiğinden elde edilen katkı maddesinin yağ banyosunda bitüme ilave edilmesi Resim 8.3. Mikserin 1300 devir/dakika hızıyla bitümle katkı maddesinin karıģtırması Resim 8.4. Spindle ve numune kabı Resim 8.5. Brookfield DV III Ultra rheometre ve sıcaklığı kontrol eden termometre Resim 8.6. Thermosel aparat ve spindle Resim 8.7. Marshall deneyiyle hazırlanmıģ briketler Resim 8.8. Briketlerin 60 C lik su banyosunda bekletilmesi Resim 8.9. Marshall deneyinde briketlerin kırması için kullanılan cihaz Resim 9.1. Melas içeren bitümün 100 C ve üzerinde köpürüp ve taģması

19 xix SĠMGELER VE KISALTMALAR Bu çalıģmada kullanılmıģ bazı simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aģağıda sunulmuģtur. Simgeler Açıklama g gram G* Kompleks kesme modülü m Sünme oranı PI Penetrasyon indeksi S Sünme rijitliği ᵹ Faz açısı ƞo Orijinal bitümün viskozitesi ƞr YaĢlanmıĢ bitümün viskozitesinin b Çubuk uzunluğu h Numune kalınlığı L Mesneler arasında mesafe P Uygulanan sabit yük T Burulma ϒ Kesme gerilmesi Ɵ Dönme açısı σ Çekme gerilmesi t Zaman μ Viskozite τ Bitümlü sıcak karıģımın kayma mukavemeti Dp Briketin hacim özgül ağırlığı Dt Briketin maksimum teorik özgül ağırlığı Gsa Agrega karıģımının zahiri özgül ağırlığı Gsb Agrega karıģımının hacim özgül ağırlığı Gkb Kaba agreganın özgül ağırlığı Gib Ġnce agreganın özgül ağırlığı

20 xx Simgeler Açıklama Gia Ġnce agreganın zahiri özgül ağırlığı Gfa Fillerin zahiri özgül ağırlığı Gef Agreganın efektif özgül ağırlığı Gb Bitümün özgül ağırlığı PB Ağırlıkça bitüm oranı (%) % Ġ Ġnce agreganın ağırlıkça yüzdesi % K Kaba agreganın ağırlıkça yüzdesi Vf Bitümle dolu boģluk oranı Vh BoĢluk oranı Kısaltmalar Açıklama AC AASHTO ASTM BBR DSR EVA RTFOT SBR SBS SUPERPAVE RTFO RV PAV VMA MEBSA PG Asfalt çimentosu Amerikan devlet otoyolları ve resmi taģımacılık birliği Amerikan test ve materyaller topluluğu Çubuk eğme reometresi Dinamik kesme reometresi Etil vinil asetat Döner ince film ısıtma deneyi Stiren bütadien kauçuk Stiren bütadien stiren Yüksek performanslı asfalt kaplama Döner ince film ısıtma Dönel viskozimetre Basınçlı oksidasyon kabı deneyi Agregalar arasında bosluk degeri Melas Esaslı Boroksitle sülfürik asit Performance Grade

21 1 1. GĠRĠġ GeliĢen yeni teknolojilerin sayesinde taģımacılık yapılan kamyon gibi araçların yük taģıyabilme kapasitelerinin artması, dolayısıyla yol kaplamalarının taģıması gereken yükün artmıģ olması, bunun yanında trafik hacminin artması, çevre etkileri ve yapım esnasında yapılan hatalar esnek kaplamanın erken bozulmasına ve servis ömrünün azalmasına neden olmaktadır. Bu Ģartlar altında ekonomik, güvenli ve konforlu sürüģe sahip olan kaplamaların sürekliliği için yol üstyapılarının daha yüksek performanslı ve bozulmalara karģı daha dirençli olarak tasarlanması zorunlu hale gelmiģtir. Esnek kaplamalar, bitümlü bağlayıcı ve agregadan meydana gelir. Esnek kaplama performansı bitümlü bağlayıcı ve agrega malzemelerinin özelliği ile yakından iliģkilidir. Son yıllarda yol üst yapılarında tekerlek izlerinin oluģumu, adezyon eksikliği, soyulmalar, çatlamalar gibi deformasyondan kaynaklanan sorunlar sıkça görülmektedir. Tekerlek izleri özellikle ağır taģıt trafiğinin yoğun olduğu yollarda çok sık karģılaģılan bir bozulma türüdür. Tekerlek izleri yüzeysel yağmur sularını biriktirerek sürüģ emniyetini olumsuz etkiler. Oluklarda biriken suların donması tehlike yarattığı gibi kaplamanın içine nüfus ederek agreganın soyulmasına ve bitümün oksidasyonunun hızlanmasına neden olur. Bununla birlikte çatlamıģ kaplamanın içine girecek su ve hava bitümün oksidasyonuna neden olur. Bu nedenlerle bitümün modifiye edilerek bozulmalara karģı direncinin arttırılmasına yönelik çalıģmalar yapılmaktadır. Modifiye bitüm elde edilmesinde kullanılan katkı maddeleri çok çeģitli olup, bunlar içinde sülfür, kauçuk, termoplastik polimerler, termoplastik kauçuklar, termoseting polimerler, organo-manganez bileģikleri, doğal asfaltlar, epoksi reçinesi yaygın olarak kullanılır. Literatürde Stiren-Butadien-Stiren (SBS) ile yapılmıģ çok sayıda çalıģma mevcuttur. SBS nin daha ziyade yüksek hava sıcaklığının hakim olduğu bölgelerde görülen tekerlek izi, kusma gibi bozulmalara karģı bitümün dayanımını arttırdığı belirtilmektedir. Ancak özellikle SBS gibi polimer kökenli malzemelerin pahalı olması modifiye bitüm araģtırmalarında önemli bir dezavantaj meydana getirir.

22 2 Melas, Ģeker fabrikalarında Ģeker pancarı ve Ģeker kamıģı üretiminde Ģekerin fabrikasyonda geri alınamayan son Ģurubudur. Melas yaklaģık % 65 karbonhidrat, % 24 su, % 6 kül ve az miktarda minerallerle B grubu vitaminlerden oluģur. ĠĢlenen pancarın % 4 ü oranında melas elde edilir. Melasın bir yan ürün olduğu ve kolaylıkla Ģeker fabrikalarında bulunması büyük avantaj sağlamaktadır. Türkiye Ģeker fabrikaları A.ġ TÜRKġEKER verilerine göre melasın fiyatı KDV dahil 330 TL/ton civarında olup oldukça ucuz bir malzemedir ve türkiyedeki kullanım alanı oldukça sınırlıdır. Bu tez çalıģmasında Ģeker pancarı melası ve melasa boroksit ilave ederek iki farklı katkı maddesi elde edilmiģ ve bu katkı maddelerini değiģik oranlarda bitüme ilave ettikten sonra bitümün reolojik ve mekanik özellikleri üzerinde etkisi incelenmiģtir. DeğiĢik oranlarda melas ve melas la boroksitin karıģımı bitüme ilave edildikten sonra, elde edilen modifiye bitüme uygun testler yapılmıģ ve test sonuçları vasıtasıyla bitümde optimum katkı maddesinin miktarı belirlenmiģtir. Bitümün reolojik özelliklerinin belirlenmesi için orjinal ve modifiye edilen bitüm numunelerine Brookfield viskozimetre cihazıyla viskozite testi yapılmıģ ve optimum viskozite değerleri belirlenerek, elde edilen modifiye bitüm ve katkısız saf bitüm numunelerine penetrasyon, yumuģama noktası ve performanslarıyla iliģkili Marshall stabilitesi ve soyulma testleri uygulanmıģtır. Bu çalıģmada TüpraĢ petrol rafineleri fiyat kataloğuna göre 2013 yılında bitümün fiyatı belirlenerek, Marshall yöntemiyle bulunan optimum bitüme göre melas ve melas esaslı modifiye edilen bitümler için maliyet analizi yapılarak SBS katkı maddesiyle ton baģına fiyat farkları incelenmiģtir.

23 3 2. BĠTÜM 2.1. Bitümün Tarihçesi Sümerler, AĢurlar ve birçok önceki medeniyetler bitümü yaygın olarak kullanırlardı. Bitümün modern Ģekilde üretimi Fransa da bitümlü kayaların keģf edilmesiyle 1712 yılında baģlatılmıģ. Uzun zamanlar bitüm içeren maddelerini iri parçalar Ģeklinde caddenin üzerine sardıktan sonra, trafik akımı zamanla parçaları aģındırarak ve koyulaģtırarak bir tabakanın varoluģuna sebep oluyordu. Zaman geçtikçe bu teknikte geniģmeler meydana gelmiģ ve bitüm kayalarının kullanmadan önce daha ince parçalara öğüterek veya bitüm kayalarını ısıtarak daha iyi ve pürüzsüz kara yolu elde edilmesine neden olmuģtur. Daha sonra, sıcak demiri öğütülmüģ bitüm kayalarının üzerinde sürükleyerek daha dayanıklı, sıhhi ve konforlu cadde elde edildi, yalnız yirminci yüzyılın baģlangıcında, trafiğin artması, bu yolla üretilen kara yollarının çok gevģek ve kaygan olduğunu ortaya çıkardı. Bitüm yol inģasında kullanılan temel malzemedir. Bitüm genel olarak karbon sülfür içerisinde tamamen çözünebilen ve hidrokarbonlardan oluģmuģ, sıvı- yarı katı halde bulunan organik kökenli maddeler olarak tanımlanırlar. Yol kaplamalarında kullanılan bitümlü bağlayıcılar; bitkisel kökenli kömürden elde edilen katranlar, hayvansal kökenli petrolden elde edilen asfaltlardır. Karayolu üstyapısında kullanılan bitüm türleri ġekil 2.1 de sınıflandırılmıģtır:

24 4 ġekil 2.1. Üstyapıda kullanılan bitüm türleri [1] ġekil 2-1 de de göründüğü gibi bitüm bağlayıcılar iki ana guruba ayrılır: Asfaltlar Katranlar Asfaltlar koyu kahverengi siyaha kadar değiģebilen kuvvetli bağlayıcı olarak hidrokarbonlardan oluģan bir madde olup ve doğal Ģekilde ya da ham petrolün damıtılması esnasında elde edilir. Asfaltlar kökenine bağlı olarak doğal ve yapay (rafineri) iki gruba ayrılır. Doğal asfaltlar doğada genelde mineral maddeleriyle karıģık halde bulunmaktadırlar. Doğal asfaltı kullanılabilir hale getirmek için bir seri iģlemden geçmesi gerekmektedir. Doğal asfaltlar, reolojik kuvvetlerin etkisiyle petrolden oluģurlar ve genelde mineral agrega ile karıģmıģ Ģeklinde bulunmaktadırlar. Doğal asfaltlar iki farklı sınıfa ayrılır: Kaya Asfaltlar Göl Asfaltlar

25 5 Kaya asfaltı oldukça gözenekli kalkerin, daha seyrek olarak da kum taģının doğal Ģekilde bitümün emmesinden oluģmaktadır. Mineral madde oranı genellikle malzemenin % 90 ını oluģtururken, bitüm oranıysa % 10 dur. Göl asfaltı, en çok ve yaygın olan doğal asfalt türüdür. Mineraller çok daha incedir ve çok sert olduğu için uygun yumuģatıcıyla beraber yol yapımında kullanılabilir. Yapay asfaltlar, ham petrolün damıtılmasıyla elde edilir. Petrol kuyularından çıkarıldıktan sonra rafineriye gelir. Rafineriden pompalarla tanklara boģaltılır. Daha sonra ısıtma kulelerine sevk edilerek sıcaklık yükseltilir. Bir sonraki adımdaysa, asfalt damıtma kulelerine gönderilir. Kolay uçucu bileģenler kulelerin üst kısmından çıkar. Bunlar ham petrolden elde edilen hafif damıtıklardır. Uçucuların toplanması için sıcaklığı düģürerek uçucu bileģenlerin yoğunlaģmasına yol açtıktan sonra petrolden ayrılır. Daha az uçucu olanlar aynı Ģekilde orta damıtıkları ve en ağır uçanlar ise ağır damıtıkları oluģtururlar. Asfalt içeren kalıntı maddeleri yaklaģık 380 derece sıcaklığında kulenin dibinde birikir. ġekil 2.2 de ham petrolden bitüm üretiminin Ģematik gösterimi verilmiģtir [2].

26 6 ġekil 2.2. Bitümün Ģematik olarak üretim prosedürü [2] 2.2. Bitümün Kimyasal Yapısı Bitüm çok karmaģık olan bir kimyasal yapıya sahiptir ve çok çeģitli hidrokarbon moleküllerinden oluģan bir maddedir. Bitümün molekülleri arasında olan bağlantı koloidal türündendir. Bitüm tamamen belirlenmemiģ bir kimyasal yapıya sahiptir. Bitümün yapısı bileģenlerinin yapısı ve türetilmiģ ham petrolüne bağlı olarak değiģmektedir. ġekil 2.3 de bitümün kimyasal yapısı görülmektedir [1]:

27 7 ġekil 2.3. Bitümün kimyasal yapısı [1] Genelde bitümün bileģenleri aģağıda görünen elementlerden oluģmaktadır: Karbon % Hidrojen % 8-11 Kükürt % 0-6 Oksijen % 0-1,5 Azot % Bitümün Sınıflandırılması Bitümlü bağlayıcılar kimyasal ve fiziksel özelliklerine bağlı olarak sınıflandırılır. Bitümün en önem taģıyan fiziksel özelliği, bitümün reolojik karakteristikleridir. Bitümün sınıflandırması, üç farklı sisteme bağlı olarak yapılmaktadır [3]: Penetrasyon sınıflandırması Viskozite sınıflandırması Performans sınıflandırması

28 8 Bitümlü bağlayıcıların sınıflandırmasında eskiden bugune kadar kullanılan yöntem, penetrasyon testidir. Penetrasyon testi 25 C sıcaklıkta ve belirli zaman içinde iğnenin batmasının miktarıyla gerçekleģmektedir. Test de iğnenin batma miktarının azalması bağlayıcının kıvamının artması anlamına gelmektedir. Çizelge 2.1 de asfalt çimentolarına ait penetrasyon ve viskozite verilmiģtir Çizelge 2.1. Asfalt çimentolarına ait penetrasyon ve viskozite Viskozite sınıflandırma, bitümün kullanım karakteristiği hakkında bilgi vermektedir. Viskoziteye göre bitüm sınıflandırmasında kullanılan standart dereceler AC-2,5, AC- 5, AC-10, AC-20, AC-30 ve AC-40 tır [3]. Çizelge 2.2 de bitümün minimum penetrasyon değerleri ve viskozite sınıflandırması verilmektedir. Çizelge 2.2. Bitümün standart viskozite sınıflandırması [3]

29 9 Viskozite sınıflandırmasında AC harfları asphalt cement i ifade etmektedir. Bu sistem sınıflandırmada sayılar bitümün sahip olduğu 60 C de viskozitesinin %1 ini göstermektedir. 1 poise eģittir = ve Pa.s eģittir = (paskal*saniye) ve 1 Pa.s ise eģittir 10 poise la PG veya performance grade yöntemiyle bitümün sınıflandırması göreceli yeni bir sistemdir. PG bağlayıcı Ģartnamesi, penetrasyon ve viskozite sınıflandırma sistemlerine göre fiziksel özellikleri ölçmek için kullanılan testlerin arazi performansıyla doğrudan iliģkili olması bakımından farklılık göstermektedir. PG sisteminde kullanılan testler, SHRP programı tarafından geliģtirilen veya modifiye edilen teçhizatla yapılabilmektedir. PG bağlayıcı Ģartnamesinin esası; bitüme ait temel özelliklerin, üstyapı için kritik olan bozulma modlarının oluģtuğu sıcaklıklarda ölçülmesidir. Tekerlek izinin, yorulma çatlağının ve düģük sıcaklıklarda oluģan çatlakların üstyapıda görülen üç kritik bozulma türü olarak Ģartname tarafından belirtilmektedir [3]. PG Ģartnamesine göre bitümün ömrü boyunca karģılaģacağı üç kritik sıcaklık, buna bağlı olarak da bozulma durumu dikkate alınmaktadır. Tekerle izinde oturma genellikle bitümlü sıcak karıģımın imalatından kısa süre sonra ortaya çıkmaktadır. Süre geçtikçe, bitüm atmosferik etkilere daha fazla maruz kalacağından giderek daha fazla sertleģmekte ve bitümün belli bir ömründen sonra tekerlek izinde oturma yerine yorulma çatlağı oluģumu kritik olmaktadır. Benzer Ģekilde termal çatlak oluģumu da bitümün sertleģmesine bağlı olarak bitümün tüm ömrü boyunca meydana gelen uzun dönemli bir olaydır. Bu nedenle SUPERPAVE bağlayıcı Ģartnamesinde tekerlek izinde bozulma için yapılan deneyler orijinal (yaģlandırılmamıģ) ve RTFOT ile kısa dönemli yaģlandırılmıģ bitümlere yapılırken, yorulma çatlağı ve termal çatlak için yapılan deneyler PAV deneyi ile uzun dönemli yaģlandırılmıģ numunelere yapılmaktadır. Aynı zamanda SUPERPAVE bağlayıcı deneyleri kapsamında, bitümün taģıma sırasında pompalanabilirliğinin ve bitümlü karıģımın üretimi sırasında iģlenebilirliğinin belirlenmesi için yüksek sıcaklıkta dönel viskozite deneyi de yapılmaktadır. [21].

30 10 PG sisteminde kullanılan test cihazları ve her birinin kullanım amacı çizelge 2.3 de verilmiģtir. Çizelge 2.3. PG sınıflandırmasında kullanılan cihazlar ve kullanma amaçları Çizelge 2.3 de göründüğü gibi bitümün performans sınıflandırması, dönel viskozimetre, döner ince film etüvü, dinamik kesme reometresi, eğilme kiriģ reometresi ve doğrudan çekme cihazlarıdır. PG Ģartnamesine göre parlama noktası testi de yapılması gerekmektedir. Bu test, güvenlikle ilgili olan bir test olup bitümün performans açısından değerlendirilmesinde kullanılır. ġartnamede bağlayıcılar için güvenlik ve nakliye açısından ihtiyaç duyulan en küçük parlama noktası değeri ise 230 C olması gerekmektedir [3].

31 Bitümün BileĢenleri Bitüm farklı kompozisyonda hidrokarbonlardan düzenlenmiģ bir maddedir ve bu maddeyi fraksiyonlarına ayırarak bileģenlerini farklı kimyasal gruplara ayırt etmek mümkündür. Bitümün bileģenleri asfalten ve maltenler olarak iki geniģ gruba ayrılır. Maltenler doymuģ hidrokarbonlar, aromatikler ve reçineler olarak alt gruplara ayrılır. Bitümü fraksiyonlarına ayırmak için farklı yöntemler kullanılmaktadır. En yaygın olan yöntem kromatografi yöntemidir. Bitümün biliģenlerinin farklı çözünürlüğe sahip olduğundan uygun çözücüler değiģik güçte kullanarak, kromatografın vasıtasıyla bitümü fraksiyonlarına ayırt etmek mümkündür. Ayrılan gruplar farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olup, her birisi bağımsız Ģekilde bitümün özelliklerini değiģtirmektedir Asfaltenler Asfalten siyah veya kahverenginde olan katı bir maddedir. Karbon, hidrojen, azot, kükürt ve oksijen içermektedir. Yüksek molekül ağırlığına sahip olup, polar bir madde olarak bitümün 5% ile 25% ini oluģturur. Asfaltenin miktarı bitümün reolojik özelliklerini büyük Ģekilde etkilemektedir. Asfaltenin miktarı artınca daha düģük penertrasyon ve daha yüksek yumuģama noktası, beklenmektedir [4]. Asfalten içeriğinin sınırları aģması durumunda, yaģlanma sırasında reçinelerin yavaģ yavaģ asfaltenlere dönüģmesine ve bitümün istenmeyen sonuçlarının ortaya çıkmasına neden olur [5].

32 Yüklü aromatikler (reçineler) Reçineler, geniģ oranda hidrojen ve karbondan oluģmuģ ve az miktarda oksijen, kükürt ve azot içeren maddeler olup, koyu kahverengi katı ya da yarı katıdır. Reçinelerin asfaltenlere oranı, bir dereceye kadar bitümün jelatin (GEL) tipi ya da çözelti (SOL) tipi olma özelliğini kontrol etmektedir. Bitümde bulunan reçinelerin molekül ağırlığı 500 ila arasındadır. Bitümün yapıģkanlık özelliğinin asıl nedeni reçinelerdir [6] Aromatikler En düģük molekül ağırlıklı naftanik aromatik bileģenlerden oluģan ve bitüm içerisine dağılmıģ asfaltenlerin yayılımları için gereken ortamın büyük kısmını teģkil eden aromatiklerdir. Aromatikler, toplam bitümün % 40 la % 60 ini oluģturan koyu kahverengi, viskoz sıvılardır ve ortalama molekül ağırlıkları 300 le 2000 arasında değiģmektedir [4] Doygunlar (parafinler) Doygun hidrokarbonlar, düz ve zincir Ģeklinde alifatik hidrokarbonlar olup, hem parafinik hem de naftanik yağ halkalarını içerirler. Doygun hidrokarbonlar beyaz renkli polar olmayan viskoz yağlardır. Doygun hidrokarbonlar bitümün % 5 ila % 20 ini oluģturmaktadır ve molekül ağırlıkları aromatiklerle aynıdır [4].

33 13 3. BĠTÜMÜN FĠZĠKSEL VE MEKANĠKSEL ÖZELLĠKLERĠ Bitümün fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin önemi sadece üretim, dağıtım ve sıkıģtırma esnasında kalmayıp, hizmet sunumu esnasında da büyük önem taģımaktadır. Bitümün fiziksel, mekaniksel ve kimyasal özellikleri, dayanıklı bir üstyapıya eriģmek için temel faktörlerdir Bitümün DavranıĢı Bitüm bir viskoelastik malzemedir. Viskoelastik malzemeler Elastik veya viskoz veya elastik+viskoz davranıģ özelliklerini gösterirler. Bitümün davranıģı sıcaklığa ve yükleme süresine bağlı olarak tam viskozdan elastik davranıģa kadar değiģiklik göstere bilmektedir. Bitüm gibi malzemeler düģük yükleme hızlarında (tırların yavaģ ilerlemesi veya yol üzerinde dururken) viskoz bir davranıģ göstermektedirler. Bu tip yüklemede asfalt da olan agregalar yükü tahammül etmektedir. Yüksek yükleme hızlarında ise (hızlı taģıtlar) bitüm elastik davranıģ göstermektedir. Elastik davranıģta yükün miktarı ile doğru orantılı olarak deformasyon miktarı artar ve yük ortadan kaldırıldığında deformasyon da ortadan kalkar. Yalnız elastik malzemeye çok fazla yük verildiğinde malzemenin kırılma ihtimali yüksektir. Bitümün orta sıcaklıkta viskoz sıvı ve elastik katı davranıģ özelliklerinin her ikisine de sahiptir. Bu durumda bitüm sıcaklık ve yükleme süresine bağlı olarak viskoz ve elastik davranıģ gösterir. ġekil 3.1 de elastik, viskoz ve viskoelastik malzemelerin yük uygulanıp ve daha sonra ortadan kaldırılmasında değiģik davranıģlarını göstermektedir.

34 Kayma oranı Viskozite 14 a) Normal davranıģ b) Elastik davranıģ c) Viskoz davranıģ d) Viskoelastik davranıģ ġekil 3.1. Elastik, viskoz ve viskoelastik malzemelerin davranıģı Bitümün newtonik davranıģı Yolda kullanılan bitüm genelde kendinden newtonik bir davranıģ gösterir (özellikle sıcaklık 25 derecenin üzerine çıktığında). AĢağıda bulunan diyagram kayma hızıyla kayma gerilmesinin doğrusal bir iliģkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu bağlantı newtonik malzemelerin özelliklerinden sayılmaktadır. Bir malzemenin newtonik sayılması için diğer Ģart ise, malzemenin elastik davranıģ göstermemesidir. Bu nedenle bitüm newtonik davranıģına rağmen newtonik malzemeler gurubunda yer almamaktadır. Kayma gerilimi ġekil 3.2. Newtonik davranıģ Kayma gerilimi

35 Teğet gerilimi (F/A) Bitümün Bingham plastik davranıģı Bir malzemede gerilmenin artıģı viskozitenin düģüģüne neden olursa (shear thinning) malzemenin bingham plastik özelliklerini taģımaktadır. Genelde bitüm düģük sıcaklık ve kayma geriliminde bingham plastik davranıģ göstermektedir. Diyagram 3.3 de kesme hızının yüksek gerilimlerde daha yüksek hızla artması görünmektedir ve kesme hızının artması viskozitenin düģüģüne neden olur [7]. Kayma oranı (dv/dy) ġekil 3.3. Bingham davranıģ [7] 3.2. Bitümün Isıya Duyarlılığı Bitümün kıvamlılığının ısıya bağlı olarak değiģmesi ısıya karģı duyarlı olmasından kaynaklanmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda asfaltta meydana gelen deformasyonların, düģük sıcaklıklarda ise çatlamaların önlenmesi için bitümün ısıya duyarlılığının az olması gerekmektedir. Kalıcı deformasyonlar (tekerlek izi) veya düģük ısı çatlaklar bitümün ısıya duyarlılığından kaynaklanmaktadır. Bitümler penetrasyon veya yumuģama noktası esasıyla farklı guruplara ayrılır. Yalnız aynı sıcaklıkta aynı penetrasyona sahip olan bitümler bir baģka sıcaklıkta penetrasyonları birbirinden farklılık gösterebilmektedir. Aynı konu yumuģama noktası için de geçerlidir.

36 Bitümün SertleĢmesi Bitümün sertleģmesi farklı koģullarda kısa süre veya uzun sürede meydana gelir. Bitümün sertleģmesi aslında bitümün yaģlanmasından kaynaklanmaktadır ve bu yaģlanma yapım sürecinde ve hizmet ömrü boyunca meydana gelmektedir. SertleĢmenin asıl nedeni bitümün kimyasal yapısında meydana gelen reaksiyonlardan oluģmaktadır. Bitümde uçucu maddelerin uçması, oksijene maruz kaldığında oksidasyonu, polimerizasyon, karbonizasyon gibi kimyasal reaksiyonlar meydana gelmektedir. Diğer yandan bitümde bulunan yağların agrega vasıtasıyla emilmesi bitümle agrega arasında kimyasal reaksiyona yol açmaktadır. KarıĢtırma iģlemi sırasında meydana gelen yaģlanma sıcaklık, karıģtırma süresi, bitüm film kalınlığı gibi faktörlere bağlıdır. Sıcak karıģımın karıģtırılma esnasında sıcaklığını daha az tutmak ve karıģtırma süresinin kısalması karıģım sürecinde bitümün daha az yaģlanmasına sebep olmaktadır. Hazırlanan karıģımın depolanması sırasında meydana gelen yaģlanma karıģımın sıcaklığına ve oksijenle temasının süresine bağlı olduğundan, depolama tankerlerinin izole olması büyük önem taģımaktadır. Bitümün sertleģmesi iki farklı aģamada meydana gelmektedir. Ġlk durumda yaģlanma kısa sürede ve çok hızlı oluģurken diğeri uzun sürede ve çok yavaģ meydana gelir.(ƞ) Bitümün sertleģmesine fiziksel açıdan bakıldığında penetrasyonun düģmesi, yumuģama noktasının artması, viskozitesinin artması, yapıģkanlık özelliğinin azalması ve esnekliğinin kaybetmesi gibi sorunlar meydana getirmektedir. Bitümün sertleģmesinin asıl nedeni, ısınma, karıģtırma, depolama ve taģıma esnasında kimyasal reaksiyonlar yüzünden ortaya çıkmaktadır. ġekil 3.4 bir üstyapının zamanla meydana gelebilecek kimyasal bileģenlerinin değiģimini göstermektedir. Diyagramda gösterildiği gibi asfaltenlerin oranı giderek

37 17 artığı halde rezinler ve aromatiklerin miktarı azalma göstermektedir. Bu durum viskozitenin artmasına sebep olmaktadır. Viskozitenin artmasının oranı yaģlanma indeksi (ageing index) olarak tanımlanır. Orjinal bitüm KarıĢımdan sonra SıkıĢtırmadan sonra YaĢlanma indeksi ƞr /ƞ 0 Ağırlık yüzdesi DoymuĢ hidrokarbonlar Aromatikler Reçineler Asfaltenler Zaman (yıl olarak) ġekil 3.4. Üstyapının zamanla meydana gele bilecek kimyasal bileģenlerin değiģimi [4] Bitümün fiziksel sertleģmesinin diğer nedeni, bitümde bulunan moleküllerin yeniden yönlenmesi ve vaksların yavaģ hızla kristalleģmesidir. Bitümün fiziksel sertleģmesi bir tersinir reaksiyon olup ve bitümü ısıtınca daha önceki sahip olduğu viskoziteye geri dönebilmektedir. AĢağıda bulunan Ģekilde iki farklı bitümün viskozitesinin sıcaklığa bağlı olduğu görülmektedir.

38 Viskozite 18 Bitümün ısındıktan sonra sertleģmesi Temel bitüm Sıcaklık ġekil 3.5. Ġki farklı bitümün viskozitesinin sıcaklığa bağlı olarak değiģimi YaĢlanma indeksi: Daha önce söylendiği gibi bitümün zamanla fiziksel ve kimyasal bileģenlerinin değiģimi yaģlanma indeksiyle gösterilir: yaģlanma indeksi: ƞr /ƞ 0 (3.1) yaģlanma indeksi yaģlanmıģ bitümün viskozitesinin (ƞr) orijinal bitümün viskozitesine (ƞ 0 ) oranı olarak hesaplanır. KarıĢtırma sırasında tüm agrega ve fillerler kalınlığı 5 ile 15 mikron arasında değiģen bitüm filmi ile kaplanmaktadır. Eğer bir ton bitüm yukarıda söylenilen kalınlıkla yere serilirse, 1000 metre kare büyüklüğünde bir bitüm filmi oluģur. Bu yüzden bitümün yüzeyi uzun süre oksijene maruz kaldığından dolayı oksitlenmesi ve uçucu maddelerinin uçması sonucu olarak asfalt ortama bağlı olarak yaģlanmaktadır. Bitüm agregayla karıģtırınca, karıģım esnasında bitüm yaklaģık bir sınıf sertleģir. 100 penetrasyonuna sahip bir bitüm, karıģım esnasında bir derece sertleģerek 70 penetrasyonlu bitüme dönüģebilir Bitümün Kohezyonu Bitüm, kaplamada kullanılan karıģımlarda kohezyonu sağlamaktadır. Kohezyonun sağlanıp sağlanmadığı için duktilite deneyi yapılmaktadır. Duktilite deneyinde bitüm numunesi 25 C olan su banyosunda 30 dakika bekletildikten sonra 5 cm/dakika hızla çekilir. Kopma anında uzama miktarı tespit edilir. DüĢük ısı çatlaklarının asıl

39 19 oluģumuna yol açan asıl nedeni üstyapının gevrek olmasıdır, Bu yüzden duktilite deneyi daha düģük sıcaklıklarda yapılmasıyla bitümün ne kadar sünek olduğu açıklanabilir Bitümün Adezyonu Bitümün adezyon ve kohezyon özelliği arasında büyük bir fark vardır. Adezyon bitümle agrega arasındaki yapıģma yeteneğini tanımlarken, Kohezyon ise yük altında bitümün kopmayarak uzayabilme özelliğini gösterir. Adezyonun eksikliği kaplamalarda büyük kusurlara neden olmaktadır. Bitüm agrega üzerinde ince bir film halinde suya maruz kaldığında, bitümle agrega arasında olan bağı zayıflatarak soyulmaya neden olmaktadır. Trafik artınca meydana gelen soyulmanın Ģiddeti artmaktadır. Bitümün adezyonunun yüksek olması için viskozitesinin düģük olması gerekmektedir. Viskozitesi yüksek olan bitümler daha katıdır. Katı bitümlerin yüzeysel çekim gücü düģük olunca agregaya yapıģması veya adezyon gücü düģük olmaktadır. Bu nedenle soyulma önleyici katkı maddeleri adezyonu artırarak soyulma oluģmasına engel olurlar. ġekil 3.6. Katkı maddesi katıldıktan önce (sağdaki), soldakiyse katkı maddesinin katıldıktan sonra etkisini göstermektedir

40 20 Bitümle agreganın arasında olan adezyonun miktarını belirlemek için çeģitli deneyler ve teoriler sürülmektedir. Laboratuvar koģullarında gerçekleģtirilen deneyler aģağıda verilmektedir [1, 8, 9]. Statik soyulma deneyleri Dinamik soyulma deneyleri Kimyasal soyulma deneyleri Mekaniksel soyulma deneyleri Statik soyulma deneyinde, agrega bitümle kaplanır, suda bekledikten sonra soyulma miktarı belirlenir. Belirli boyuta sahip agrega gerekli miktarda bitümle kaplanır ve kaplanan agrega 25 C deki suda 48 saat bekletilir. 48 saatin sonunda soyulma görülen agrega yüzeyinin toplam yüzeye oranı görsel olarak belirlenir [1, 8, 9]. Dinamik soyulma deneyi statik soyulma deneylerine benzer ölçütlerden oluģmaktadır ve aralarındaki fark, dinamik deneyde numunenin sallanarak mekaniksel olarak çalkalanmasıdır [1, 8, 9]. Kimyasal deneyde bitümle kaplanmıģ olan agrega, değiģik konsantrasyonlardaki sodyum karbonatlı çözeltileri içerisinde kaynatılır. Konsantre sodyum karbonat çözeltisindeki soyulma oranı konsantre oranı adezyonun miktarını belirlemektedir. Mekaniksel soyulma deneylerinde bitümlü karıģım suda bekletildikten sonra mekanik özelliğindeki değiģim çeģitli deney yöntemleri ile araģtırılır. En bilinen mekanik özellik Marshall deneyi ile elde edilmektedir Marshall deneyi ile soyulmanın belirlenmesi için marshall briketlerinin suda bekletilmeden önceki ve suda bekletildikten sonraki Marshall stabiliteleri ölçülür. Ġki değerin oranı soyulma derecesini belirlemek için kullanılır [1, 8, 9].

41 21 4. SHRP ARAġTIRMALARI ve PERFORMANSA DAYALI OLARAK BĠTÜMÜN SINIFLANDIRILMASI Eskilerde bitümün sertlik derecesini ölçmek için Van der pol eğrisi, penetrasyon indeksi, veya viskozite-penetrasyon indeksi kullanılması oldukça yaygındı. Bitümün hizmet verebilecek üst limitini belirlemek için yumuģama noktası testi uygulanırken, düģük sıcaklıklarda bitümün hizmet verebilecek alt limitinin belirlenmesi için de Fraas kırılma noktası testi gerçekleģtirilirdi den beri yeni araģtırmalar SHRP (Strategic Highway Research Program) adıyla bitüm üzerinde uygulandı. Çok büyük maliyetler sarf edildikten sonra, araģtırmacılar bitümün yeniden sınıflandırılmasını baģardılar. Yeni sınıflandırma, bitümün performansını dikkate alarak eskiden kullanılan sınıflandırmalara göre çok daha elveriģli bir yöntemdir. AraĢtırmacılar bitümün viskozite ve penetrasyon esasıyla sınıflandırmasının hava koģullarına veya ağır trafiklerde uygun olmadığını ortaya koymuģlardır. Yeni sınıflandırmaya göre bir yıl içinde en yüksek sıcaklık ve en düģük sıcaklığa sahip olan 7 günün ortalamasını hesaplayarak uygun bitüm seçilir. Yeni yöntemde fonksiyonel bitümler PG(performance grade) ile gösterilir. Örnek olarak bir bitümün PG70-22 olduğu söylenildiğinde, bitümün kullanılması gereken uygun bölgenin en yüksek hava sıcaklığının 7 gün ortalaması en fazla 70 ve en düģük 7 gün ortalama sıcaklığının -22 olmasını göstermektedir. Söylenenlere göre yeni sınıflandırma daha doğru ve uygun olarak, bitümün davranıģıyla ilgili daha güvenilir bilgiler vermektedir SHRP Testlerinde Reolojinin Rolü SHRP testlerinde SUPERPAVE (Yüksek Performanslı Asfalt Kaplama) adı verilen sıcak karıģımına ulaģmak için en çok bitümün reolojik davranıģları önemsenmiģtir. SHRP testlerine göre, değiģik sıcaklıklarda bitümün viskozitesinin belirlenmesi gerekmektedir. SHRP ye göre diğer yapılması gereken testler ise; Dinamik kesme reometresi (DSR), Asfalt çubuk eğilme testi (BBR) ve dönel viskozimetre testidir.

42 22 Yüksek sıcaklıklarda bitümün davranıģını belirlemek amacıyla uygulanan test, dinamik kesme reometre deneyidir. Genelde bu deney 10 rad/sec frekansda yapılır (10 rad/s yoğun trafik hacmini temsil etmektedir). Eğer bitüm trafiğin çok yoğun olduğu ve çok sıcak bir bölgede kullanılıyorsa, frekansın azalması gerekmektedir. Diğer taraftan eğer trafik yüksek hız ve yüksek akıģ hızında ise frekansın artması gerekmektedir. Bitümün yüksek ve orta sıcaklıklarda davranıģı viskoz ve elastiktir. Bitümün viskoelastik davranıģının belirlenmesi için parametrelerin tanımlanması gerekmektedir. Bu parametreler sıcaklık ve yükleme zamanını göze alarak tanımlanmalıdırlar. Bu parametreler kompleks kesme modülü (G*) ve faz açısıdır(ᵹ). ᵹ modülü bitümün elastik ve viskoz davranıģının toplamından oluģmaktadır. G* modülü bitümün deformasyona karģı direnci ve ᵹ dönüģebilecek ve dönüģemeyecek deformasyonların toplamından ibarettir. Kompleks kesme modülü (G*) ve faz açısını (ᵹ) ölçmek için dinamik kesme reometresi (DSR) kullanılır. Resim 4.1. Dinamik kesme reometresinin üst ve alt lehvası

43 23 ġekil 4.1. Üst levhanın binderin üzerine konulması ve sabit hızla salınması (1.59Hz) Sıcaklık artınca her iki modülün değerinde azalma görünmektedir. Bu azalmaların nedeni sıcaklığın artıģıyla viskozite değerinin azalması ve aynı anda sıcaklık yükseldiğinde bitümün elastik özelliğini kaybetmesidir ve sonuç olarak G* ve ᵹ modülünde azalma meydana gelir. AĢağıda bulunan diyagramda bir saf asfaltın sıcaklığı artınca kompleks modülünde meydana gelen değiģimi göstermektedir [10-13]. ġekil 4.2. Saf bitümde sıcaklık artınca G* modülünde meydana gelen değiģim [16] Kompleks kesme modülü (G*), toplam kesme gerilmesinin (τ maks τ min) toplam deplasmana (ϒ maks ϒ min) oranıdır.

44 24 G* (4.1) DüĢük sıcaklıklarda elastik özelliklere sahip olan bitüm, yüksek sıcaklıklarda viskoz bir sıvı haline gelmektedir. Ġki farklı bitümün aynı G* modülüne sahip olsa bile, birinin viskoz ve diğerinin elastik davranıģ göstermesi mümkündür, Bu nedenle G* modülünün yanında (faz açısı) modülününde değeri aynı anda belirlenmelidir. AĢağıda bulunan diagram nun değiģimini sıcaklık artınca göstermektedir. Göründüğü gibi sıcaklık artınca faz açısı viskoz davranıģın baskın olması nedeniyle artmaktadır. Tamamen newtonik malzemeler 90 derecelik bir faz açısına sahiptir. Bir elastik malzeme uygulanan yüke hemen karģılık verir ve bu da gecikme süresinin veya faz açısının sıfır olduğu demektir. Bitüm davranıģı ise bu iki durumun arasında yer almaktadır. ġekil 4.3 te faz açısının miktarı 62 derece sıcaklığında 87 ile eģittir ki bu bitümün viskoz davranıģının elastik davranıģına baskın olmasını göstermektedir ve bu durum yüksek sıcaklıklarda hizmet seviyesini istenmedik yönde etkilemektedir [10-13]. (4.2) (4.3) T : maksimum burulma r : Numune yarıçapı : Dönme açısı h: Numune kalınlığı

45 25 ġekil 4.3. Saf bitüm için ᵹ nün sıcaklığa bağlı değiģim diyagramı [13] Uygun bir bitüm için değiģik hizmet seviyesi sıcaklıklarında aynı performansı sağlaması beklenmektedir ve sıcaklık artınca performansını etkilememesi gerekmektedir. BaĢka bir deyiģle ideal bir bitüm için sıcaklık değiģimiyle G* ve ᵹ diyagramının doğrusal olması gerekmektedir. G* ve ᵹ diyagramını aynı anda göze alınması için SHRP en yüksek sıcaklığın sınırını tutulmasını önermiģtir [15]. Bitümün düģük sıcaklıklarda davranıģının kırılgan elastik olduğu için dinamik kesme reometre testinin yapılmasını imkansız kılmaktadır. Bitüm düģük sıcaklıklarda katı olduğu için reometrenin dönmesini engellemektedir ve bu durumda gerilme değeri göz ardı edile bilecek kadar küçük değere sahiptir. Bu nedenlerle SHRP asfalt çubuk eğilme deneyini (BBR) ve direkt gerilme testini (DTT) düģük servis sıcaklıklarında oluģabilecek termal çatlakların derecesini belirlemek için önermiģtir. Resim 4.2 de göründüğü gibi küçük bir yük çubuğun ortasına uygulanarak sünme sertliği ve sünme oranı hesaplanır. 60 saniye içinde sertlik değeri 300 MPa dan büyük olmamalıdır. Elde edilen sünme sertlik değeri bitümün en düģük sıcaklık performans derecesinin sınırını belirlemektedir. Bu testi yapmadan önce bitümün PAV de yaģlandırılması gerekmektedir.

46 26 Resim 4.2. Çubuk eğilme deneyi (BBR) = (4.4) = t anındaki yer değiģtirme (mm) = Sünme sertliği (MPa) b= Çubuk uzunluğu (15,5 mm) h= Çubuk kalınlığı (6,25mm) L=Mesnetlerin mesafesi (102 mm) P= Uygulanan sabit yük (100gr) ġekil 4.4. Mesnetlerin mesafesi ve uygulanan yük

47 27 Binderin sünme sertlığı ve gerilmesi arasında kırılmadan once güçlü bir bağlantı vardır. Elastik olan bitümler kırılmadan once daha çok uzarlar (ductile), Kırılgan bitümler ise çok fazla uzamadan kırılırlar (brittle). Bazı durumlarda binder sert olmasına rağmen elastik bir davranıģa sahiptir. Bu durumda eğer sünme sertliği 300 ile 600 MPa arasında olup ve sünme oranı (m) 0.30 dan fazla ise, DTT testinin yapılması gerekmektedir. DTT cihazının çıktıları kırılma gerilim ve geriniminin miktarını belirlemektedir. ġekil 4.5 DTT testi için gereken numune boyutlarını göstermektedir. ġekil 4.5. DTT deneyine hazırlanması gereken numunenin boyutları Bitümün yüksek sıcaklıklarda akıģkanlık karakteristiklerinin belirlenmesi dönel viskozimetre vasıtasıyla ölçülmektedir. Bitümün yüksek sıcaklıklarda vıskozitesinin düģük olması pompalanabilirlik, iģlenebilirlik ve relokasyon gibi kabılıyyetlerini artırır. Bu test 135 C sıcaklığında yapılmaktadır ve SHRP e göre bu sıcaklıkta viskozitenin 3 Pa.s dan küçük olması gerekmektedir. Dönel viskozimetre cihazında spindle çubuğu silindir içinde bulunan bitümün içine daldılarak, sabit hızda döndürülür. Termometre yardımıyla sıcaklık sabit tutununca spindle da meydana gelen burkulma kuvveti ölçülür. Resim 4.3 te bir Brookfield viskozimetre cihazı, termometre ve termoset donanımı gösterilmektedir.

48 Resim 4.3. Brookfield reometre, termometre ve termoset aparatı 28

49 29 5. BĠTÜMÜN MODĠFĠKASYONU ĠÇĠN KULLANILAN KATKI MADDELERĠ Bitüm ve bitümlü karıģımlarının modifikasyonu eski bir konu olmasına rağmen son yıllarda yine dikkat çekmiģtir. Bu durumun asıl nedeni rafinerinin birden fazla kaynağa bağlı olmasından dolayı bazı üretilen bitümlerde istenen niteliklere ulaģılmamıģı ve sonuç olarak istenen niteliklere eriģmek için bitümün modifiye edilmesi gerekmektedir. Yol üst yapılarının yüksek sıcaklıklarda yeterli rijitliğe sahip olması tekerlek izi gibi deformasyonlara karģı direncin artmasına, düģük sıcaklıklarda ise yeterli esnekliğe sahip olması çatlamalara ve kırılmalara karģı direncinin artmasını sağlayacaktır. Kaplama veya bitümün oksidasyon, çatlak, tekerlek izi gibi zararları önlemek ve kontrol altına alma amacıyla bitüme eklenen maddelere bitüm modifiye ediciler ismi verilmektedir. Maddelerin bitüme katılması prosedürüne de modifikasyon denilir. Genel olarak modifikasyon iki türde yapılır, bunlar: Katkı maddesinin daha önce bitüme ilave edilmesi. Katkı maddesinin asfalt plentine katılması Modifikasyon Yapmanın Amaçları Katkı maddesinin kullanımı, masrafı artmasına rağmen uzun vadede maliyetin düģmesine sebep olduğu için dünyada birçok ülkede uygulanmaktadır. Bitümlü karıģımların modifiye edilme göre ilgisi artma nedenlerini söylenmek belirtmek gerekirse: 1- Yorulma mukavemetinin artırılması. 2- Adezyonun iyileģtirilmesi. 3- Bitümün reolojik özelliklerinin değiģtirilmesi 4- Kırılma ve kalıcı deformasyonların mukavemetinin artırılması. 5- Bitümün sıcaklığa duyarlılığının azaltılması.

50 30 6- YumuĢama noktasının yükseltilmesi. 7- Kalitesi düģük olan agregaların kullanılır hale getirilebilmesi 8- Kusma ve akmayı önlemesi 9- Uygulama alanlarını artırması 10- Uzun vadede ekonomik olması 5.2. Bitüm Katkı Maddelerinde Ġstenen Özellikler Bitüm katkı maddelerinin uygulanması için, pratik ve ekonomik olması açısından bazı koģulları sağlaması gerekmektedir [15]: 1- Yüksek sıcaklıkta asfalta karıģtırılmasıyla özelliklerini kaybetmemesi 2- Kolay elde edilebilmesi 3- Katkı maddesini ilave ettikten sonra homojen bir karıģım elde edile bilmesi 4- DüĢük sıcaklıkta asfaltın kırılganlığını ve yüksek sıcaklıkta ise fazla akıģkan olmasını önlemelidir 5- Ekonomik olması Katkı maddeleri bitüme ilave edildikten sonra performansının düģmemesi için bu özelliklere sahip olmalı: 1- Depolamadan asfalta karıģım sürecinde özelliklerini kaybetmemelidir 2- ĠĢlenebilirlik özelliğine sahip olarak normal ekipmanlar tarafından uygulanabilmesi 3- Plentin sıcaklığını artırmayarak agregayı iyi kaplayabilecek kadar akıģkanlığa sahip olmalı Bitümlü bağlayıcıların modifiye edilmesi için çok çeģitli katkı maddesi kullanılmaktadır. Son yıllarda kullanımı artan modifiye bitümler ve modifiye karıģımlar konusundaki çalıģmalar ve yayınlarda farklı tip katkı maddelerinin karģılaģtırmasında polimer olan katkı maddeleri ve polimer olmayan katkı maddeleri Ģeklinde sınıflandırıldığı görülmektedir. Polimer olmayan modifikasyonlar

51 31 gurubunda yer alan kimyasal reaksiyonlu katkı maddeleri ise son yıllarda en çok dikkati çekmiģtir. Bu biçimde modifikasyon tiplerini sınıflandırmak istersek: Çizelge 5.1. Bitüm modifikasyon tipleri [16] BaĢka fiber malzemelerinin sınıflandırılmasını söylemek istersek:

52 32 Çizelge 5.2. Fiber malzemeleri [16] Üstyapı karıģımının iyileģtirilmesi ve sorunlarına karģı çıkmak için daha önce bahsedildiği Çizelge 5.1 deki sınıflandırmalarda görülen ve yaygın olarak kullanılan modifiyerler Çizelge 5.3'de verilmiģtir. Çizelge 5.3. Üstyapı problemlerine karģılık gelen katkılar [17] Yaygın kullanılan modifiyeler ve sağladıkları değiģiklik özellikler ve katkı rolleri Çizelge 5.4 te gösterilmektedir:

53 33 Çizelge 5.4. Modifiyerlerin etki alanları [17] Kimyasal modifiyerlerin bitüme ilave edilmesiyle bitümün viskozite, sertlik, yumuģama, adezyon, yaģlanma, soyulma ve iģlenebilirlik gibi özelliklerinde iyileģtirmeye gidilebilmektedir. Yorulma direncini artırmak için stiren-bütadien (SBR), etil-vinil-asetat (EVA), oksidan, kalıcı deformasyon direncini artırmak için stiren-bütadien-stiren (SBS), mineral filler, düģük ısı çatlağı direnci için SBS, genleģtirici katkılar, sertleģme direnci için SBR, oksidan, antioksidan, mineral elyaflar, soyulmaya karģı organik esaslı metal katkı maddeleri kullanılabilmektedir [17].

54 Katkı Maddelerin Sınıflandırılması Bitümde kullanılan katkı maddeleri birçok farklı Ģekilde sınıflandırılmaktadır. Eğer katkı maddesinin tipini, etkisini ve örneklerini genel olarak bir tablo da sınıflandırmak istersek: Çizelge 5.5. Katkı maddelerinin genel sınıflandırılması [16] Çok yüksek molekül ağırlıklı uzun zincirli polimerler, farklı ölçütlere dayanılarak sınıflandırılmaktadır. Yöntemlerden birisi, polimerleri elastomerler ve plastomerler olarak iki genel kısımda incelemektedir. Ġki kısım arasındaki temel fark, deformasyona karģı direnç mekanizmalarıdır. Elastomerlerin yük-deformasyon davranıģı, kauçuk (rubber) bandın davranıģına benzemektedir. ġöyle ki, çekme gerilmesinin artmasıyla uzama artmakta, yükün kalkmasıyla baģlangıçtaki durumuna

55 35 dönebilmektedir. Diğer yandan, plastomerler yüksek erken dayanım oluģturmakta fakat daha az esnek ve yüksek Ģekil değistirmelerde elastomerlerden daha kırılgan olmaktadırlar [27]. Kullanılan modifiyeler kullanma oranı ve cinsine göre etkisi değiģmektedir. Bitümde kullanılan polimer katkı maddelerini 4 farklı temel guruba ayırt etmek mümkündür. Bu 4 farklı grup ise: 1- Lastikler 2- Termoplastikler 3- Termosetler 4- Termoplastic elastomerler dir Lastikler Birçok uzmanin görüģüne göre lastiklerin etkisi bitüm üzerinde kimyasal bir etkisi olmayıp, fiziksel bir etki yaratmaya sahiptir. Lastiklerin bitümle karıģtırma mekanizması lastik parçacıklarının bitüm içerisinde dağıldıktan sonra malteni emerek ĢiĢmesinden ibarettir. Eğer katkı lastiği bitüm içinde ĢiĢmezse katkı maddesinin etkisiz kaldığını gösterir. Bu durumda sadece lastik parçacıklarının bitümde dağılımına göre, bitümün elastik özelliğinin artırmasına yol açar. Ayrıca katıldığı lastik parçacıklarının bitümde çözülmemesi gerekmektedir, aksi takdirde uygun bir katkı maddesi olmayıp ve sadece az miktarda viskozitenin artıģına sebep olur. Lastik parçacıklarının katkı maddesi olarak kullanılmasının asıl sorunu parçacıkların yüksek sıcaklığa maruz kaldığında depolimerize olup ve parçalanmasıdır. Genelde az oranda katılarak etkili olan lastik parçacıkları yüksek oranlarda bitüme katılınca uyumsuz olurlar. Örneğin, SBR nin maksimum katkı oranı yüzde 5 ila 10 olmalıdır.

56 36 Ġngiltere'de lastik parçacıklarının asfaltın özelliklerine etkisini incelemek için 50 ve 100 penetrasyonuna sahip olan bitüme ağırlıkça % 2; 5; 10 ve 20 oranlarında çok ince parçalanmıs otomobil lastiği katılmıģtır. KarıĢtırma için 1500 gram asfalt önceden 160 C fırında 2 saat süre ile ısıtılmıģ ve sonra hemen karıģtırıcıya alınmıģtır. KarıĢtırma iģlemine hemen baģlanılmıģ ve 5 dakika içerisinde lastik parçaları ilave edilmiģtir. Lastik parçalarının asfaltla temasından sonra ĢiĢtikleri ve karıģım içinde hacmi artan, dağılmıģ lastik parçacıklarının asfaltın viskozitesini arttırdığı görülmüģtür. Sonuçta lastik modifikasyonunun boyut ve orana bağlı olarak ürünün elastiklik özelliğinin artırdığı tespit edilmiģtir [18]. ġimdiye kadar doğal ve sentetik lastikleri bitüme ilave ederek asfaltı modifiye etme amacıyla birçok çalıģmalar olup, her birinin etkisi ve karıģım oranı deneysel olarak belirlenmiģtir. Lastiklerin kullanımında bitümün bu özelliklerinin geliģtirilmesi beklenlmektedir: Penetrasyon Sıcaklığa duyarlılık YumuĢama noktası Dayanıklılık Duktilite Kırılma sıcaklığı (brittle temp) Kullanılan lastiklerin türleri Kullanılmış ve geri dönüşmüş lastikler Sanayide bu guruptan oluģan lastiklere Reclaimed R,used R Scrap, Scrap Rubber adı verilir ve bulunma kaynakları kullanılmıģ ve bozulmuģ arabaların lastiklerinden ibarettir. Viskozite ölçümleri bitümle bu lastiklerin hiçbir etkileģimlerinin olmamasını göstermektedir. Geri dönüģmüģ olan lastikler:

57 37 Yapım sürecinin pahalı olmasına rağmen yolların ömrünü uzaltır ve çevreye normalde zarar veren bir atıktan korur. Bitümün sıcaklığa duyarlılığını azaltıp, yüksek sıcaklıklarda viskoziteyi artırarak düģük sıcaklıklarda esneklikliğini artırır. Bu tür lastikleri iki Ģekilde kullanmak mümkündür: bitüme ilave ederek veya filler amacıyla agregaya karıģımı. Düktilite deneyi yapılmasında -20 C ila 20 C sıcaklığında ortalama %30 artıģ göstermektedir. Bu lastiklerin kullanılmasının dezavantajıysa: Bu lastiklerin oranının %1 den fazla olduğunda boģ yerlerin hacmini (voids) artırarak Marshall değerini ve sonuç olarak asfaltın mukavemetini düģürür. KarıĢımın jelleģme riski için sürekli bitümle karıģımın viskozitesi kontrol edilmek zorundadır [19,20]. Lateks atıkları Lateksler, lastiğin özel karıģımlar vasıtasıyla su içinde emülsiyon haline getirilmesiyle oluģur. Genelde lateks lastik üretim sanayinde kullanılır. Lateks atıklarının yok edilmesi ve bu atıkların kullanabilir hale getirilmesi her zaman yetkililerin dikkatini çekmiģtir. Lateks atıklarının bitüme ilavesiyle atıkların sadece kullanılabilir hale gelmelerinde kalmayıp, bitümün reolojik ve mekanik özelliklerini de iyileģtirir. Poli bütadien Bu tip lastikler sıvı olarak bitüme ilave edilir. Poli bütadienin %20 kadar bitüme karıģımıyla çok düģük sıcaklıklarda (-30) bile bitümü çatlaklardan korur. Poli butadienin daha az oranlarda kullanılmasıyla bir kolloid karıģımı 10mm

58 38 büyüklüğünde parçacıklarla elde edilir, bu karıģım bitümün gerilme ve dayanıklılığını artırarak çatlamayı da önler. SBR SBR veya Stiren-Bütadien kauçuğu bir kopolimerdir. Bu kopolimerde stiren ve büdadien monomerleri düzensiz Ģekilde bir polimer lifine bağlanmıģlardır. Bu lastikte stirenin termoplastik monomerleri bütadien monomerlerinin arasında olduğu için çok dayanıklıdır ve bu nedenle lastik üretiminde büyük seviyede kullanılırlar, ama bitüme katıldığında çok az ĢiĢme SBR de meydana gelir ve sonuç olarak bitümün reolojik ve mekanik özelliklerinin değiģiminde etkisi çok azdır [22, 27] Termoplastikler Termoplastik polimerlerin birçoğu az oranda bitüme ilave edilerek uyumluluk sağlarlar. Ayrıca termoplastikler erozyona karģı asfaltın mukavemetini artıramazlar ve sadece termoset reaksiyona girdiği taktirde belirli mukavemet artıģı kazanırlar. Kullanılan termoplastiklerin farklı çeģitleri bunlardan ibaret: Vinilin rezinleri Akrilik ve metakrilik Polistiren Polibüten ve polibütadien Komaron rezinleri Polipropilen (PP) ve Polietilen (PE) Termosetler Termosetler kritik bir sıcaklığın üzerinde kalıcı olarak sertleģen ve tekrar ısıtıldığında yumuģamayan polimerlerdir. Termosetler uygun katalizörle bitüm veya katranla reaksiyona girer ve bu reaksiyonun sonucunda dengeli bir karıģım elde edilir.

59 Kopolimerler Kopolimerizasyon çok sayıda monomerin yan yana gelmesinden oluģur. Kopolimerin iki farklı polimerin bileģiğinden oluģması yerine bir polimerin iki farklı yapısının oluģumundan ibaret Polimerler Polimerlerin çok çeģitli olduklarına rağmen az ve sınırlı sayıda polimerlerle uyum sağlayabilmektedir. Polimeri modifikasyon amacıyla bitüme ilave edilmesi için bu Ģartların sağlanması gerekmektedir: 1- Katılacağı bitümle uyumluluğu 2- Plent sıcaklığında bozulmaması 3- Bitümün sıcaklığa duyarlılığının düģürebilmesi 4- Normal ekipmanla özel cihazlar ve uzmanlar gerekmeden uygulanabilmesi 5- Plent sıcaklığını artırmamasıyla agregayı iyi kaplaması için yeterli viskoziteye sahip olması 6- Depolama ve uygulanma esnasında özelliklerini kaybetmemesi Polimerler diğer katkı maddeleri gibi belirli avantaj ve dezavantaja sahipler. Polimerlerin bitümle karıģtıklarında çözülebilir ve çözünemez diye iki farklı guruba ayırt etmek mümkün. Polimerin molekül ağırlığı artınca bitüm ve polimerden oluģan karıģımın performansı artıģ gösterir ama diğer yandan bitüm-polimer arasındaki uyumluluk fazının azalmasına yol açar. Bu durumda fazlar arasındaki olan bağın kopması meydana gelir. Diğer yandan polimerin yüzdesi bitümle karıģımında artınca karıģımın kolloit olan iç yapısı bozulurken asfaltenin sedimantasyonuna neden olur. Polimerle modifiye olan bitümün piyasaya çıkması için bu Ģartları sağlaması gerekmektedir: 1- Bitüm-polimer karıģımının yüksek sıcaklıkta en az 5-7 gün arasında stabil olması gerekmektedir

60 40 2- KarıĢım sürecinin fazla uzun olmaması 3- KarıĢımın elde edilmesi için çok yüksek sıcaklığın gerekmemesi ġimdiye kadar hiçbir polimer katkı maddesi Ģartların hepsini bir yerde sağlayamamıģtır [6] Kükürtü katkı maddesi olarak bitüme ilave edilmesi Kükürtün bitüm de oranına göre iki guruba ayrılmaktadır: Kükürtün az miktarda uygulanması, Ve kükürtün yüksek oranda bitüme ilave edilmesi. Kükürtün az oranda bitüme katıldığında bitümün hafifleģmesine neden olur. Kükürtün daha yüksek oranlarda modifiyer olarak katıldığında bitümün iģlenebilirliğini artırarak deformasyona karģı, yüksek seviyede direncini artırır. Reaksiyona giren kükürtün miktarı bütümün yapısı ve sıcaklığa bağlı olmaktadır. Yüksek sıcaklıklarda reaksiyon sonucunda toksik olan hidrojen sülfür gazı ortaya çıkmasına göre uygun ekipman tarafından sıcaklığın kontrol edilmesi gerekmektedir [27]. Bitümün yüksek sıcaklıklarda daha viskoz olduğu için, Agregayı daha iyi kaplayarak iģlenebilirliğinide artırmaktadır. KarıĢımın sıcaklığı düģünce kükürt filler rolünü oynayarak agregaların boģluğunu doldurarak sürtünmeyi artırır ve sonuç olarak karıģımın mukavemeti artıģ gösterir. Saf asfalt ve kükürtle modifiye edilmiģ karıģımlarının Marshall deneylerinin sonuçlarını incelendiğinde katkısız karıģımın değerinin göreceli olarak daha fazla olduğu görülmektedir, Ama zaman geçince Marshall deneyi tekrar yapıldığında (7 ve 12 gün sonrası) modifiye edilmiģ bitümünün stabilite değerleri yüksek seviyeye çıktığı görünmektedir [27].

61 Kauçuk ilavesiyle bitümün modifiye edilmesi Kauçuk genelde taģıt lastiklerinde kullanılır. Bitümle karıģımında viskoziteyi artırır ve yüksek sıcaklıklarda bitüme ilave edilir. Bitümle karıģımından sonra agregayı ilave ederek elde edilen asfalt betonunun elastik olduğu için çocuk oyun veya spor sahalarında kullanımı yaygındır [24] Bitümün organo-manganez ilavesiyle modifiye edilmesi Organo-manganez bileģiklerinin kullanılması bitüme ilave edilerek, tek baģına, organo kobalt veya organo-bakır bileģikleri ile kombinasyon halinde karıģtırılır. Bu modifiyerlerin kullanımı Marshall stabilitesi, kalıcı deformasyona karģı direnci, dinamik rijitlik ve tekerlik izi dayanımını arttırdığı gibi fiziksel özelliklerinide arttırdığı bildirilmiģtir [25].

62 42 6. AGREGA 6.1. Agrega Türleri Bitümlü karıģım kaplamalarının iki esas malzemesinden birisi agregadır. Agrega, kum, çakı, kırmataģ, cüruf ve diğer mineral bileģiklerden ibaretdir ve bağlayıcı ya da bağlayıcısız ortamda kullanılmak üzere bir araya getirilmiģ malzeme olarak tanımlanır. Agregalar Doğal ve Suni olmak üzere iki farkli gruba ayrılırlar [26] Doğal agregalar Doğal agregalar minerallerin bir araya gelmesiyle (kayaç) fiziksel olarak doğrudan doğruya elde edilirler. Ġki farklı doğal ve suni gruba ayrılır. Minerallerin biraraya gelmesinden oluģan katı maddesine kayaç denir. Kayaçlar kökenlerine göre üçe ayrılırlar: 1- Magmatik kayaçlar (Bazalt) 2- Sedimanter kayaçlar (Kalker) 3- Metamorfik kayaçlar (Mermer) Suni agregalar Doğal olmayarak endüstriyel iģlemler yapılarak elde edilirler. Kaplamalarda kullanılan suni agregalar baģlıca Ģunlardan ibaret: 1- Cüruf 2- Klinker 3- Çimento

63 Bitümde kullanılan agregalar Bitümde kullanılan agregalar genellikle magmatik, Sedimanter ve metamorfikten oluģmaktadır. Kullanılan agreganın TCK Ģartnamesinde verilen koģulları sağlaması gerekmektedir. Agregalar boyutlarına göre üç gruba ayrılırlar: 1- Kaba agregalar (4,75 mm elek üzerinde kalan) 2- Ġnce agregalar (4,75 den geçip ve 0,075 mm ve ya no. 200 eleğin üzerinde kalan) 3- Filler (no. 200 elekten geçen malzeme) Kaba agregalar yeterli miktarda kullanıldığında taneler arasında giriģim sağlayarak, kaba bir iskelet oluģturur. Böylece karıģımın akmaya ve kalıcı tekerlek izi oluģmasına karģı direncinide artırır. Kaba agreganın oranı, tane Ģekli ve yüzey dokusu iskeletin sağlam bir Ģekilde oluģmasını sağlar. Beton asfalt kaplamalarda % 55 oranında kaba agrega içeren karıģımların %25 oranında veya hiç kaba agregası bulunmayan karıģımlarla kıyaslandığında daha az deformasyona uğradıkları görülmüģtür. Kaba agreganın cinsi de karıģımın deformasyon direnci üzerinde büyük rol oynamaktadır. AraĢtırmalara göre kaba agreganın cinsi kırılmıģ bazalt olan karıģımların deformasyona yatkınlıklarının, kaba agregası kalker olan karıģımlardan daha fazla olduğunu göstermiģtir. Ġnce agrega, kaba agreganın oluģturduğu iskeletin boģluklarını doldurarak yoğunluğun artmasını sağlar. Ġnce agrega tanelerinin yüzey dokusu ve Ģekli deformasyon direncini etkilemektedir. Pürüzsüz bir çakıl, kırma malzemeye nazaran daha küçük bir deformasyon direnci sağlamaktadır. Fillerin toplam agreganın çok küçük yüzdesini teģkil etmesine rağmen karıģımın özelliklerinin düzeltilmesindeki etkileri çok önemlidir. Agregada köģeli taneler, yassı ve uzun tanelere tercih edilir. Filler kimyasal bakımdan bitümlü malzemeyle

64 44 reaksiyona girmemelidir. Ayrıca bitümlü karıģımın yapıldığı sıcaklıkta bir değiģime uğramamalı, bağlayıcıya karģı iyi bir yüzey adezyonu göstermelidir. Kalker tozu, portland çimentosu ve silisli malzeme tozu çokça kullanılan mineral fillerden bazılarıdır [27]. Bitüm bağlayıcı olarak tanelerin üzerinde bir film oluģturur, bu filmin kalınlığı azaldıkça asfalt karıģımlarının rijitliği artar ve sıcaklığa karģı duyarlılığı azalma gösterir. Asfalt filmlerinin kalınlığı fillerin miktarına bağlı olarak değiģmektedir. Filler tanelerinin çok ince olduğu için, büyük özgül alana sahiplerdir ve bitüm karıģımda mevcut bütün tanelerin yüzeyini kaplayacağı için fillerin özgül alanının büyük oluģu, asfalt filmlerinin ince olması sonucunu doğurur. Bazalt kalkere oranla daha sert ve daha yoğun yapılıdır. Buna karģılık konkasörden çıkan bazalt tanelerinin genel olarak uzun ve yassı Ģekilli olması kararlı bir iskelet oluģturmasını güçleģtirir. Bu çalıģmada kullanılan kalker taneleri daha kübik Ģekilli olup sıkıģtırıldıktan sonra iyi bir kenetlenme sağlamaktadır. ġekil 6.1 tanelerin mümkün olan değiģik formlarını göstermektedir. ġekil 6.1. Agreganın değiģik formları 6.2. Bitümlü Sıcak KarıĢımlar Orta ve ağır trafikli yolların tasarımında, trafik yüklerini taģımak ve üstyapıdaki bulunan tabakaları, doğa koģullarının etkilerinden korumak amacıyla kullanılır.

65 45 Bitümlü sıcak karıģım, sıcak agrega karıģımının, ısıtılmıģ bitüm ile homojen olarak karıģtırılıp, agregaların bitümle kaplanması ile elde edilir. Bitümlü karıģımlar, sathi kaplamaya göre çok daha maliyetlidirler. Kaplamaların belirli koģullar sağlaması için karıģımların dizaynları hazırlanır ve bu aģamada aģağıdaki özelliklerine dikkat edilir: 1- Stabilite 2- Durabilite 3- Geçirimsizlik 4- ĠĢlenebilirlik 5- Esneklik 6- Yorulmaya KarĢı Direnç 7- Kaymaya KarĢı Direnç Bu özelliklerin açıklanması ise: Stabilite Stabilite trafik yüklerini karģılayacak kadar yüksek olmalıdır. Ama çok yüksek stabilite, arzu edilen bir durum değildir, çünkü stabilitenin artması sert bir üstyapı anlamına gelmektedir ki bu tür kaplamalar trafik yükleri altında oluģan sapmalara karģı yeterince esnek davranıģ göstermeyip, çatlaklara neden olurlar. Bu arada stabilitenin yeterince yüksek olmaması da üstyapıda deformasyonların artmasına neden olmaktadır. Bitümlü sıcak karıģımlarda sıcaklık stabilitenin artmasında büyük bir rol oynamaktadır. Plentin yeterince sıcak olması bitümün viskozitesini düģmesine ve danelerin bitümle daha iyi sarılmasına ve stabilitenin daha yüksek olmasınin neden olur. Ancak çok yüksek sıcaklık bitümde istenmeyen durumun oluģmasına (yaģlanma) yol açmaktadır[28].

66 Durabilite Durabilite, karıģımdaki asfaltın özelliklerinin değiģmesine, agreganın kırılmasına ve asfaltın agrega yüzeyinden soyulmasına karģı gösterdiği dayanım olarak ifade edilir. Bu faktörler iklim, trafik veya her ikisinin birleģimi sonucudur. Bitümlü sıcak karıģımlarının yeterli durabiliteye sahip olmaları için bu faktörlere dikkat edilmesi gerekmektedir [30]: Agrega ve bitüm Ģartnameye göre seçilmelidir. Agrega ve bitüm arasında adezyonun yeterli olması için agregaların kuru ve tozsuz olmasına dikkat etmek gerekmektedir. Plent sıcaklığının uygun olmasıyla beraber karıģımların da uygun olması. Yolda sıkıģtırma ve serme sıcaklığının uygun olması ve aynı anda yeterli sıkıģmanın yapılması Geçirimsizlik Asfalt kaplamanın hava veya su geçiģine olan direnç geçirimsizlik olarak tanımlanmaktadır. Geçirimsizlik, karıģımdaki mevcut hava boģluğu yüzdesi ile belirlenmektedir. DüĢük asfalt yüzdesi ve dizayndaki yüksek boģluk, tabakanın yüksek geçirimli olmasına neden olur. Bu nedenle karıģımlar belli esnekliği sağlayacak boģluk yüzdesinde dizayn edilir ĠĢlenebilirlik ĠĢlenebilirlik, karıģımın hazırlanması, serilmesi ve sıkıģtırılması sırasındaki kolaylık olarak ifade edilmektedir.

67 Esneklik Asfalt kaplamanın temel, alt temel ve tabanından gelen geçici oturma ve hareketlenmelere karģı, elastik deformasyondur ve kaplamanın çatlamaya neden olmadan uyum gösterebilmesidir. Bitüm yüzdesi ve gradasyon esnekliği etkileyen faktörlerdendir Yorulmaya karģı direnç Asfalt kaplamalarının, trafik yüklerinden dolayı oluģan, sürekli deformasyonlara karģı dirençtir. KarıĢımdaki boģluk yüzdesi ve asfaltın viskozitesi yorulmayı etkilemektedir. KarıĢımın rijitlik ve üstyapının kalınlığı, esnemeden meydana gelen Ģekil değiģtirmelerin büyüklüğünü etkilemektedir [28] Kaymaya karģı direnç Bitümlü sıcak karıģımlarda, taģıtın, değiģik hava koģulunda, kabul edilebilir bir mesafede durabilmesini sağlamak için, yeterli sürtünmeye sahip olması gerekmektedir. Yüksek kayma direnci, sert ve pürüzlü agrega kullanılarak ve karıģım gradasyonunda orta malzeme miktarını artırarak sağlanabilmektedir. Bitüm yüzdesi fazla ve yoğun gradasyonlu karıģımlarda kayma direnci daha düģük olması beklenmektedir. Çizelge 6.1 de düģük kayma direncinin sebepleri ve bunun etkileri verilmiģtir [30]. Çizelge 6.1. Kayma direncine sebep olan ve etkileri

68 Asfalt Kaplama Problemleri Yol üst yapılarında meydana gelen gerilmeler iki gruba ayrılır [30]: 1- Trafik yüklerinin etkisiyle meydana gelen gerilmeler 2- Ġklim koģullarına bağlı (nem ve sıcaklık) gerilmeler. Gerilmeler yolları inģa ettikten sonra ilk yıllarda meydana gelir ve gittikçe yolun performansı düģerek yolu kullanılmaz hale getirir. Bozulma süresinde trafik akıģı ve hızını göze alarak sürüģ konforu değerlendirilir. AASHTO tarafından geliģtirilen bu değerlendirme yol üzerinde tekerlek izi veya çatlak uzunluğunu gibi fiziksel ölçümleri göze alarak elde edilir [31] Bozulma ölçütleri Yol üst yapı deformasyonu yol trafiğe açıldıktan sonra tabii zeminde ek sıkıģma ya da hareket Ģeklinde görülen zayıflığın ya da temel tabakada oluģan ek sıkıģmanın sonucudur. Bozulma ölçütleri; dört ana baģlık altında toplanabilir [15]: 1- Servis yeteneği indeksi 2- Tekerlek izinin derinliği 3- Çatlak oluģumu 4- Defleksiyon Servis yeteneği indeksi Emniyet ve konfor bir yolun performansının göstergesidir. AASHTO-1986 tasarım yönteminde kaplamanın performansı servis yeteneği kavramı ile tanımlanmaktadır. AASHTO de yol tesis edildikten hemen sonra ve belli bir süre geçtikten sonra performansının düģmesinin miktarını değerlendirerek belli bir formüllerle yolun yetenek indeksi belirlenir.

69 49 Tekerlek izi derinliği Tekerlek izinin deformasyonlara neden olan derinlik, belirli miktarı geçince yolun yüzeyi bozulmuģ kabul edilir ve bu durumda bozulmanın büyüklüğüne göre bakımonarım kararı verilir. Derinlik 1-2,5 cm yi geçtiğinde bakıma baģlamak gerekmektedir. Çatlakların oluģumu Yolda basıma ve çekme gerilmeler meydana gelmesiyle üzerinde paralel veya dik çatlaklar meydana gelir. 6 mm den büyük olan geniģlikte çatlaklar veya oluģan çatlakların kenarlarının kopması, çatlak açısından yolun bakıma ihtiyaç duyduğunu göstermektedir [15]. Defleksiyon Araçların tekerlekleri cadde üzerinden geçince bir deformasyona yol açar, ancak bu deformasyonun elastik olduğu için yük kalkınca deformasyonda ortadan kaldırılır, bu Ģekilde oluģan deformasyonlara defleksiyon denir. Yalnız yükün tekrarlanmasıyla üst yapı deformasyonların etkisinde kalır ve üstyapıda yorulma oluģur. Deflleksiyonlar artınca üst yapısında bozulmalara neden olur. Defleksiyonun ölçümü için belirli cıhazlar kullanılmaktadır, bu cihazlardan bazısı [32]: 1- Dynaflect 2- Road rater 3- Dynatest FWD(falling weight deflectometer) 4- Phoenix falling weight deflectometer 5- KVAB falling weight deflectometer Defleksiyonların oranını tespit ettikten sonra üst yapıda kullanılan malzemeyide göze alarak yolun bakıma gerekli olduğu durumlarda gereken uygulamalar yapılır.

70 Yol Üstyapısında OluĢan Bozulma Türleri Yol üstyapısında meydana gelen bozulma türleri genel olarak bunlardan ibaret [27]: Oturmalar ve çökmeler Üstyapının dizayn edildiğinden daha fazla trafiğe maruz kaldığında ve ya dengesiz yapıya sahip olan kaplama altında tabakalarda oturma, çökme, büzülme ve kabarma gibi nedenlerle meydana gelir. a- Oturmalar Kaplama altındaki malzemenin oturması bu bozulma meydana gelir, nedenleri Bunlardan ibaret [16]: Alt tabakaların yeterli kalınlığa sahip olmaması Taban, alt temel veya temel tabakalarında yetersiz sıkıģma Üstyapı tabanının taģıma gücünün zayıf olması Yer altında su seviyesinin yüksekliği Drenajın uygun Ģekilde yapılmaması Bakım ve onarım tekniklerinin uygun olmaması b- Çökmeler Çökme, kaplamanın plastik hareketinden ibaret. Küçük çukurlardan oluģarak, derinlikleri 2,5 cm veya daha fazladır ve yağmur yağdığında içleri suyla dolmaktadır [16]: Çökmelerin meydana gelme nedenleri, bunlardan ibaret: 1- Temelde stabilite yetersizliği 2- Alttemelde stabilite yetersizliği

71 51 3- Kaplamanın yetersiz sıkıģtırılması 4- Temel ve alttemeli oluģturan malzemelerin kille karıģması 5- Kaplamanın dizayn edildikten daha ağır trafik yüküne maruz kalması 6- Yapım hatası ve ya iģçilerin uzman olmaması 7- Drenajın iyi yapılmaması ve sonuç olarak suyun temel altında birikmesi Tekerlek izi oluģması Asfalt kaplamalarında kalıcı bir deformasyon olarak tekerleklerin geçen kısımlarında meydana gelmektedir. Tekerlek izlerinin oluģmasında, tabakaların konsolidasyonu, yanal hareketler veya trafik hareketleri altında tabakanın Ģekil değiģtirmesinden meydana gelmektedir. Resim 6.1. Tekerlek izi ölüģümü

72 52 Tekerlek izleri, tabakalarda trafiğin yarattığı yanal hareketlerden dolayı meydana gelen kalıcı deformasyonlardır. Tekerlek izinin oluģmasının nedenleri uç ana baģlığa ayırmak mümkün [16]: 1- Asfalt tabakasında tekerlek izinin oluģtuğu nedenler 2- Alt tabakalarda tekerlek izinin oluģtuğu nedenler 3- Çevre ve iklim nedenleri Asfalt tabakasıyla ilgili nedenler: Bitüm yüzdesinin fazla olduğu Filler veya doldurucu malzemenin fazla olması Yuvarlak malzemeler Yetersiz sıkıģtırma Gradasyonun uygun olmaması Tek Ģeritte hareket eden araçlar ve bunun kaplamada fazla sıkıģmaya yol açması Ağır trafik nedeniyle kaplamada fazla sıkıģmanın meydana gelmesi Yolun trafiğe erken açılması Sermenin kalın yayılması Alt tabakalarla ilgili nedenler: Alt tabakanın yeterli kalınlığa sahip olmaması Zeminin pekiģmiģ olması Tabakalarda yanal hareketler Çevresel nedenler: Yüksek ve ağır trafik hacmi Ġklim koģulları (sıcaklık)

73 53 Tekerlek izini oluģturan en önemli etken ağır taģıt trafiğidir. Lastiklerin basıncının yüksek olması, yükün tekerrürü ve ağır yüklü araçların düģük hızla seyahat yapması, tekerlek izinin oluģumuna sebep olan büyük etkenlerdendir. Tekerlek izleri ve oluklar bu olumsuzlukların ortaya çıkmasına neden olurlar: Suların oluklarla toplanması ve soğuk havada buz tabakalarının oluģumuna neden olarak kayma tehlikesinin artması Oluklar nedeniyle Ģerit değiģtirmek isteyen araçlar, kaza tehlikesini artırır Oluklar ve izler, seyir süresinde konforun düģmesine neden olur [15] Kaplamanın yüklenmesinde uygulanan gücün bir kısmı elastik deformasyonlara neden olurken diğer kısmı Kalıcı deformasyonlar ve sıcaklığa dönüģürken boģa harcanır. Kaplamalarda oluklanma ve tekerlek izini önlenmesi için, boģa harcanan iģin indirgemesiyle mümkündür. Bir viskoelastik malzeme için boģa harcanan iģin miktarı ( ) olarak gösterilir. Eğer boģa harcanan iģ gerilim (ԑ) ve gerinime(σ) göre ifade edilirse: =. σ.ԑ.sinᵹ (6.1) ᵹ faz açısıdır. Gerinimi sabit varsayılmasıyla: =. 0.ԑ.sinᵹ (6.2) 0 in miktarı (gerinim) sabit farz edilmiģ. Gerilme, gerinim fonksiyonuna göre yazılırsa: ԑ= (6.3)

74 54 (6.1) denklemine (6.3) koyulursa: =. 0 (6.4) 6.4 denklem harcanan iģin parametresiyle ters oranda iliģkisi olduğunu göstermektedir. Bu yüzden SHRP, parametresini, oluklanma ve tekerlek izine karģı mukavemet indeksi olarak tanımlamıģtır. Kompleks kesme modülü (G*) plastik indeksinin temsilcisi olduğuna göre, boģa harcanan iģin miktarını her seferde belirtmektedir. Sonuç olarak sinᵹ kalıcı deformasyonların meydana gelen tüm deformasyonlara (elastik ve plastik) oranının göstergesidir. G* ve sinᵹ parametrelerinin bitümün doğal olarak karakterine bağlı olduğuna göre, miktarlarının belirlenmesi sıcaklık ve yükleme frekansına bağlıdır. Bu nedenle, bitümün bozulmalara karģı incelenmesinde, kullanılacak bölgeyle aynı sıcaklık ve aynı trafik frekansıyla uygulanması gerekmektedir [33] Ondülasyonlar Ondülasyonlar paralel veya dik yüzey bozulmalarına denir. Yol yüzeyinde tekerleklerin mekanik iziyle beraber, tepecik, çukurlaģma ve düzensizlik Ģeklinde görülmektedir. Ondülasyonlar yol konforunu azaltmasıyla beraber yol güvenliğinin düģmesine de aynı anda sebep olur.

75 Kabarmalar Yüzeydeki tabakanın yukarıya doğru kalkmasına kabarma denir. Nedeniyse, zeminin ya tabakaların veya her ikisinin ĢiĢmesidir. Zemin ĢiĢmesinin nedenleri bunlardan ibaret [34]: 1- Zeminde bulunan suyun donması ve çözülmesi 2- Zeminin suya maruz kaldığında ĢiĢme kabiliyeti ( killi zeminler ) Çatlaklar Çatlaklar tekerlek yüklerinin aģırı halde ağır olması ve tekerrüründen oluģmaktadır. Gerilmelerin asıl meydana gelme nedeni, tekerlek yükü kaplama malzemesinin mukavemetinin aģmasıdır. Diğer yandan, hızın ani düģürmesi (frenleme) ve ani hızlanmalar kaplama üzerinde yatay kuvvetler uygulayarak çatlakların oluģumuna yol açarlar. DıĢ etkenlerde çatlakların oluģumunda büyük bir rol oynamaktadırlar, bunlardan bazısı: Yüksek oranda su emen agreganın kullanımı Asfalttaki uçucu bileģenlerin uçması Sıcaklık değiģimi Nemin yüksek oranda değiģimi Alt tabakalarda stabilizasyon yapılma esnasında hacim değiģikliklerinin yansıması Asfaltın çekme mukavemeti çatlamayı önlemek için büyük bir rol oynamaktadır. Trafik etkeni ve hacim değiģiklikleri dıģında, çatlamaya neden olan hususlar Ģunlardır [16]: 1- Yorulmaya yol açan yük tekerrürü

76 56 2- Kaplamanın kalınlığının yetersiz olduğu 3- Kaplamanın altında tabakaların yetersiz kalınlığa sahip olması 4- Yüksek deformasyonlar nedeniyle tanelerin birbirinden ayrıģımı 5- Drenajın iyi yapılmaması ve yetersiz olduğu 6- Banketle satıh arasında nem farkı 7- Banketlerin destek olarak yetersizliği 8- Araçların ani hızlanma ya da yavaģlamalarından oluģan yatay kuvvetler 9- Yapım sırasında finiģerin sürekli çalıģmaması ve sık sık durması 10- Derzlerin iyi yapılmaması Genelde üstyapılarda meydana gelen iki tür çatlak vardır, bunlar: Yorulma sonucunda meydana gelen çatlaklar Orta sıcaklıklarda üstyapılarında meydana gelen en önemli bozulmalar, üstyapının yorulması nedeniyle oluģan çatlaklardır. Daha kalın üstyapılarda gerilme sabit varsayılmakta olup, daha ince üstyapılarda gerinimin sabit tutulmaktadır. Genelde üstyapıların ince olduğuna göre, gerinim sabit tutulur. Gerinimin sabit varsayılmasıyla boģa harcanan iģin denklemi böyle yazıla bilir: =. σ. 0.sinᵹ (6.5) 0. G* (6.6) (6.6) denklemi (6.5) denklemine koyulursa: 0 sinᵹ) (6.7) Çatlakların önlenmesi için sinᵹ parametresinin azalması gerekmektedir. Bu yüzden, kaplama tabakasının yumuģaklığı ve elastikliği artınca, yorulmaya karģı direncinde artıģ göstermektedir [34].

77 57 Resim 6.2. Yorulma nedeniyle üstyapıda oluģan çatlamalar DüĢük sıcaklıklarda oluģan çatlaklar Sıcaklıkla oluģan çatlakların nedeni, kaplamanın düģük sıcaklığa maruz kalınca, kaplama yüzeyinde meydana gelen daralmadır. Sıcaklıktan dolayı meydana gelen çatlakların orta hava durumu olan bölgelerde oluģmasına rağmen, en çok sıcaklığı düģük olan bölgelerde görünmektedir. Sıcaklık düģünce, alt tabakanın kaplamayla kıyaslandığında, daha az hacim değiģikliği göstererek, iki tabaka arasında sürtülmeye neden olur. Sonuç olarak sürtülme meydana geldiğinde, kaplamada gerilmenin oluģmasına yol açar. OluĢan gerilimler iki tabaka arasında salıverilmediği taktirde, çatlakların meydana gelmesine neden olur. Genelde düģük sıcaklıklarda çatlakların oluģumu, bitümün sertlik derecesine bağlıdır. BBR testi çok düģük sıcaklıklarda, bitümün sertlik derecesi S(t) ve sürtünmesini m(t) ölçerek, kaplamanın düģük sıcaklıklarda çatlamaya yol açan yeteneğinin bilincine varmak mümkündür. S(t) nin yüksek olması, sıcaklık değiģimden dolayı meydana gelen gerilmeleri ve m(t) nin büyük olması, bitümün sıcaklık değiģimden dolayı meydana gelen gerilmelerin salıvermek yeteneğinin bir göstergesidir. Sonuç olarak, düģük

78 58 sıcaklıklarda neden olan çatlakları önlemek için istenen bitümün S(t) sinin veya sertlik derecesinin düģük olması ve m(t) si veya bitümün sürtünmesinin yüksek olması istenilir. Yeni araģtırmalara göre bitümün fiziksel sertleģmesi, düģük sıcaklık çatlakların oluģmasında önemli etkiye sahiptir. Fiziksel sertleģme, bitümün düģük sıcaklıklarda daha sert olmasına ve sürtünmesinin yükselmesine neden olur. Fiziksel sertleģme son derece bitümün kimyasal yapısı ve moleküler düzenlemesine bağlı olmaktadır. Bitümün sürtünmesinin hesaplanması için, direkt gerilme testi (DTT) yapılarak, çok dikkatli Ģekilde kopma anında mukavemetin değerini belirtmek mümkündür [33]. Resim 6.3. Esnek üstyapıda oluģan tekerlek izi bozulması

79 Ayrılma ve parçalanma Trafiğin mekanik etkisi ve iklim koģulları bu tür bozulmalara neden olmaktadır. Bu tür bozulmalarda agrega kaplamadan koparak meydana gelir. Bu arada soyulma, kusma ve cilalanma gibi bozulmalar bu gurup da yer almaktadır. Soyulmada bitümle agrega arasında filmin zayıflaması ve sonuç olarak aralarındaki bağın kopmasına denir. Soyulma çok farklı iklimlerde ortaya çıkmakla fazla dikkat edilmesi gereken bozulma türü olup ve önlenmesine her zaman ihtiyaç duyulmuģtur. Bu tip bozulmaların nedeni Ģöyle açıklana bilir [35]: 1- Trafiğin mekaniksel etkisi yüzünden agreganın bitümden kopması 2- KarıĢımın kalitesinin düģük olması 3- Çok düģük ve ya çok yüksek fillerin yüzdesi 4- Agregaların üzerinde fazla kir olması 5- Yüzey tabakasının yeterli kalınlığa sahip olmaması 6- Alttemel veya temelden kil yükselmesi 7- Drenajın yetersizliği 8- Kötü hava koģullarda yapım(nemli veya soğuk) 9- Plent sıcaklığının çok yüksek olması 10- Kaba agregayla ince agrega arasında ayrılma ve ya segregasyon meydana gelmesi 11- Kusma oluģması 12- Tuz ve yağların kimyasal etkileri 13- Alt tabaka ve kaplamanın arasında olan bağın zayıf olması ve iyi yapıģmaması 14- Kil ve su etkisiyle soyulma meydana gelmesi

80 60 7. LĠTERATÜR ARAġTIRMA Günümüzde bitüm bağlayıcılar ve bitümlü sıcak karıģımların reolojik ve mekanik özelliklerinin iyileģtirilmesi değiģik yöntemler kullanarak zorunlu hale gelmiģtir. Son yıllarda modifiye bitüm üzerinde yapılan çalıģmalar hızla artmak göstermekte ve değiģik katkı maddelerinin değiģik oranlarda bitüme ilave edilerek, karıģımın performans üzerinde etkisi incelenmiģtir. Bu kapsamda kireç, çimento, SBS, EVA, lastik parçaları, ABS kullanımı ve karıģımın performansı üzerinde etkileri birçok çalıģmada yapılmıģtır. Yalnız bu çalıģmada Ģeker pancarı melası bir katkı maddesi olarak bitüme ilave edilmesi ve bu katkı maddesinin performansa etkisi üzerinde çök fazla araģtırma yapılmamıģtır. Melas ile yapılan çalıģmalardan birisi Ecopave Australia ismi olan bir firma tarafından GEO320 adı verilen bir keģifte bulunarak, sentetik bitümü tanıttırmıģ. GEO320 de petrol dıģı (non-petroleum) selüloz, Ģeker ve melas gibi malzemelerden üretilmiģtir. Ecopave Australia in iddiasına göre GEO320 ısınmaya ihtiyaç duymadan sıcak agregayla karıģtırılıp ve hemen yol üzerine uygulama kabiliyetine sahiptir. Bitüme GEO320 ilave edildikten sonra bitüm yüksek sıcaklığa maruz kalmadık sürece, oksitlenme ve uçucu bileģenlerinin uçması gibi problemlerin meydana gelmesini önler ve yakıt tüketiminde tasarruf sağlayarak çevreye zararının az olmasına neden olur [54]. ÇalıĢmalardan bir kısmı özet olarak aģağıda verilmiģtir: Rogge, D. F., Leahy, R. B. ve Blair, R.; çalıģmalarında, sönmüģ kireç ilave edilerek yapılan iyileģtirilmiģ asfaltların yaģlanma, mekanik ve genel reolojik özellikleri üzerinde sağladığı geliģmeleri araģtırmıģ ve sönmüģ kirecin sadece yüksek sıcaklıkta değil düģük sıcaklıkta da kaplama dayanımını etkilediğini tespit etmiģtir [36]. Mohammed, L. ve Abadie, G.P. e göre sönmüģ kirecin sıcak karıģım asfaltlara karıģtırıldığında oluģturduğu avantajlardan birisi de birlikte çalıģma özelliğidir. Yararlar, bireysel kullanıldıklarında belirli olmalarına karģın, polimer katkılarla bir

81 61 arada kullanıldıklarında çok daha fazla artmaktadır. AraĢtırmalar kireç ve polimerlerin bir arada kullanıldığında yalnız baģlarına kullanılmalarıyla kıyaslandığında, oldukça büyük iyileģmelerin gözlendiğini ortaya koymuģtur [37]. Taha, R. ve diğerleri; çalıģmalarında en iyi sonuçların % 5 oranında çimentonun bitüme katmasıyla çalıģmalarda sağlandığını ve % 5 oranından daha fazla kullanılacak oranların daha çok bitüme ihtiyacı doğuracağını ve bununda tasarımın ekonomik açısından uzaklaģtıracağını vurgulamıģtır [38]. Önal, M., Aray, S., Orhan, F. ; Pr plast, sıcak karıģım asfaltlara karıģtırıldığında stabilite değerlerinde artıģ olduğu, koģullandırma sonucunda stabilite değerlerinde önemli bir düģüģ görülmediğini belirtmiģlerdir. AraĢtırma da polimer bitüme ilave edildiğinde, karıģımın plastik ve kalıcı deformasyonlara karģı direncinin büyük ölçüde arttığı ve uygulamada sıkça rastlanan fazla bitüm kullanımı durumunda, tekerlek izi oluģumunun karıģımın performansında büyük bir kayıp olmadığını gözlemlemiģlerdir [39]. Wen, Zhang ve arkadaģları Estiren Butadien Estiren karıģımlarının kükürt varlığında vulkanizasyon karakteristiklerini araģtırmıģlar. KarıĢımın kükürtle vulkanizasyonunun 140 C den daha yüksek sıcaklıklarda meydana geldiğini belirtmiģler, C arasında karıģımın iyileģme oranının sıcaklığın artıģı ile beraber büyük ölçüde arttığını tespit etmiģlerdir. Gerek SBS miktarı gerekse kükürt miktarı karıģımın vulkazinasyonuna etkili olmuģtur. Asfalt 160 C a kadar ısıtıldıktan sonra karıģım homojen oluncaya kadar 1 saat karıģtırmaya devam edilmiģtir. Sonra sıcaklık 120 C a kadar düģürülmüģ ve karıģımın içerisine kükürt ilave edilmiģtir. DüĢük hızda 15 dakika karıģım homojen oluncaya kadar karıģtırmaya devam edilmiģtir. Sonuçta kütlece % 5 kükürt, kütlece % 6 SBS, 180 C da 4000 rpm karıģtırma hızında 60 dakikalık karıģtırmanın uygun olduğunu tespit etmiģlerdir [40]. Aynı araģtırmacılar bir baģka çalıģmalarında, asfalt/sbs/kükürt karıģımının vulkanizasyon karakteristiklerinin deformasyon kontrollü reometre kullanarak incelemeye çalıģmıģlar ve SBS nin vulkanizasyonu sonucu karıģımın gücünde artıģ

82 62 kaydetmiģlerdir. Bütan kauçuk (BR)/kükürt ilavesi ile karıģımının sertliği tüm kür boyunca önemli ölçüde etkilenmiģ, SBS modifiye asfalta kükürt eklenmesi modifiye edilmiģ bağlayıcıdaki kimyasal sertleģmenin ağ yapı düzeninin sonucu olduğunu belirtmiģlerdir. SBS-modifiyeli asfalt-kükürt içeriğinin fiziksel özellikleri modifiye edilmiģ kükürtsüz bağlayıcı ile karģılaģtırılmıģ; SBS-modifiyeli asfaltın depolanma kararlılığı, kükürtün ilave edilmesiyle etkili bir biçimde geliģtiği tespit edilmiģtir [41]. Polimerle modifiye edilmiģ asfaltların viskozite değerleri incelendiği bir çalıģmada asfalt üzerine uygulanan dinamik deneylerin yararlarından bahsedilmiģ, yapılan çalıģmaların ne kadar yararlı olsa da polimer modifiyeli asfaltların tüm karakteristik özelliklerini sergilemediğini belirtilmiģtir. ÇalıĢmada farklı oranlarda SBS ve EVA ile modifiye edilmiģ asfaltların viskozite testleri yapılmıģ, polimerler ile modifiye edilen asfaltın geçiģ bölgesinde viskoelastik akıģkandan Newtonian akıģkana geçtiği gösterilmiģ ve bu bölgede viskozitenin, katkının karakteristik özelliğini taģıyabildiği belirtilmiģtir [42]. Polimer oranının artıģı ile bitümün mekaniksel ve kimyasal yapısının nasıl değiģtiğini inceleyen araģtırmacılar, 60/70 penetrasyonlu bitüme, C sıcaklıkta %2,5; %3,0; %3,5; %4,0; %4,5; %5,0; %5,5 ve %6,0 oranlarında SBS Kraton D 1192 polimeri ilave ederek elde ettiği polimer modifiyeli bitümün penetrasyon, yumuģama noktası, düktilite, elastik geri dönme, viskozite, depolama stabilitesi deneyleri ile laboratuvarda yaģlanmayı karakterize edebilmek amacıyla ince film halinde ısıtma kaybı (Thin Film Oven Test-TFOT) ve döner ince film halinde ısıtma kaybı (Rolling Thin Film Oven Test-RTFOT) deneylerini yapmıģlardır. Döner tip viskozite cihazı kullanarak viskozite değerlerinin polimer miktarının artması ile arttığı ve SBS ilavesinin bitümün düģük sıcaklıktaki özelliklerini belli bir seviyeye kadar iyileģtirdiği, yaslanmayı belli bir orana kadar önlendiği tespit edilmiģtir [43]. Radenberg, m.; pratik etkisi ile sönmüģ kirecin kaplamanın su hassasiyetine katkıları ile ilgili %1-1,5 oranlarında sönmüģ kireç kullanarak ve tekerlek izi testleri

83 63 uygulayarak yaptığı araģtırmalarda sönmüģ kirecin olumlu etkilerini tespit etmiģtir [44]. Verhasslt, A. ve Chqquet, F.S.; oksidasyona dayalı sertleģme etkilerine karģı dirençte, sönmüģ kireç kullanımının etkili olduğunu söyleyerek, Belçika da, yapımı on yılı askın süre devam eden Marirmbourg ve Nemville arsındaki N5 yolunda, 15 ayrı kısımda uygulamalar yapmıģ, sekiz senelik çalıģmaların sonucunda sönmüģ kireçle modifiye edilmiģ asfalt kaplamaların modifiye edilmemiģ veya polimer modifiyeli bitüm kullanılmıģ yollara kıyasladığında gösterdikleri performans artıģlarına dikkat çekmiģlerdir [45]. Vanelstraete, A ve Verhasslt, A; aynı boy ve gradasyondaki agregalar üzerinde sönmüģ kirecin etkisini kıyaslayarak, reolojik ölçümler yapmıģlar, bitümün sıcaklık hassasiyetinin sönmüģ kireç kullanımı ile düģtüğü, yüksek sıcaklıktaki dayanımının düģük sıcaklıktakine nazaran daha fazla olduğu, sertlik modülündeki artmanın ise yaģlanma süreci ile azaldığı, poroz asfalt uygulamalarında da sönmüģ kirecin etkili olabileceği, yalnız katılma yönteminin de önemli etkisi olduğu sonuçlarına varmıģlardır [46]. Xiaohu ve Isacsson (2001) tarafından yapılan çalıģmada yaģlanmanın bağlayıcının kimyasal ve reolojik özellikleri üzerine etkileri incelenmiģtir. Aynı zamanda bu çalıģmada kullanılan iki yaģlandırma deneyi olan Ġnce film halinde ısıtma deneyi (TFOT) ve Dönel ince film halinde ısıtma deneyleri de (RTFOT) karģılaģtırılmıģtır. Sonuçta yaģlanmanın bitümün kimyasal ve reolojik özelliklerini önemli ölçüde etkilediği vurgulanırken, iki yaģlandırma deneyi olan TFOT ile RTFOT arasında güçlü bir iliģki olduğu ve iki yaģlandırma prosedürünün de benzer ağırlıkta olduğu gözlenmiģtir [47].

84 64 8. MATERYAL ve METOT Esnek kaplamalar baģlıca bitümlü bağlayıcı ve agregadan meydana gelir. Esnek kaplama performansı bitümlü bağlayıcı ve agrega malzemelerinin özelliği ile yakından iliģkilidir. Son yıllarda yol üst yapılarında tekerlek izinin oluģumu, adezyon eksikliği, soyulmalar, çatlamalar gibi deformasyondan kaynaklanan sorunlar sıkça görülmektedir. Tekerlek izleri özellikle ağır taģıt trafiğinin yoğun olduğu yollarda çok sık karģılaģılan bir bozulma türüdür. Tekerlek izleri yüzeysel yağmur sularını biriktirerek sürüģ emniyetini olumsuz etkiler. Oluklarda biriken suların donması tehlike yarattığı gibi kaplamanın içine nüfus ederek agreganın soyulmasına ve bitümün oksidasyonunun hızlanmasına neden olur. Bununla birlikte çatlamıģ kaplamanın içine girecek su ve hava bitümün oksidasyonuna neden olur. Bu nedenlerle bitümün modifiye edilerek bozulmalara karģı direncinin arttırılmasına yönelik çalıģmalar yapılmaktadır. Literatürde Stiren-Butadien-Stiren (SBS) ile yapılmıģ çok sayıda çalıģma mevcuttur. SBS nin daha ziyade yüksek hava sıcaklığının hakim olduğu bölgelerde görülen tekerlek izi, kusma gibi bozulmalara karģı bitümün dayanımının arttırdığı belirtilmektedir. Ancak özellikle SBS gibi polimer kökenli malzemelerin pahalı olması modifiye bitüm araģtırmalarında önemli bir dezavantaj meydana getirmektedir. Melas, Ģeker fabrikalarında Ģeker pancarı ve Ģeker kamıģı üretiminde Ģekerin fabrikasyona geri alınamayan son Ģurubudur. Melas yaklaģık %65 karbonhidrat, %24 su, %6 kül ve az miktarda minerallerle B grubu vitaminlerden oluģur. ĠĢlenen pancarın % 4 ü oranında melas elde edilir. Melasın bir yan ürün olduğu ve kolaylıkla Ģeker fabrikalarında bulunması büyük avantaj sağlamaktadır. Türkiye Ģeker fabrikaları A.ġ TÜRKġEKER verilerine göre melasın fiyatı KDV dahil 330 TL/ton civarında olup oldukça ucuz bir malzemedir ve türkiyede kullanım alanı oldukça sınırlıdır. Bu tez çalıģmasında Ģeker pancarı melası ve melasa boroksit ilave ederek iki farklı katkı maddesi elde edilmiģ ve bu katkı maddelerini 1%, 2%, 3%, 5%, 7.5% ve 10%

85 65 oranıyla bitüme ilave ettikten sonra bitümün reolojik ve mekanik özellikleri üzerinde etkisi incelenmiģtir. DeğiĢik oranlarda melas ve melas la boroksitin karıģımı ilave edilerek elde edilen modifiye bitüm uygulanacak test sonuçlarıyla bitümde uygun katkı miktarı belirlenmiģtir. Bitümün reolojik özelliklerinin belirlenmesi için orijinal ve modifiye edilen bitüm örneklerine Brookfield viskozimetre cihazıyla viskozite deneyi yapılmıģ ve optimum viskozite değerleri belirlenerek, elde edilen modifiye bitüm ve katkısız saf bitüm örneklerine penetrasyon, yumuģama noktası ve bitümlü sıcak karıģımların performansıyla iliģkili Marshall stabilitesi ve soyulma deneyleri uygulanmıģtır Kullanılan Malzemeler ve Cihazlar AraĢtırmada bitüm olarak en çok kullanılan ve yaygın olan 50/70 Karayolları Genel müdürlüğüne bağlı olan Ģantiyeden temin edilmiģ ve tüm çalıģma boyunca aynı bitüm kullanılmıģtır. AraĢtırmada kullanılan agrega kalker türü olup ve Karayolları Genel müdürlüğünün yollarda kullanan Kırıkkale taģ ocağından temin edilmiģtir. Kırıkkaleye ait olan kalkerin yapısında en az % 90 CaC (kalsiyum karbonat) vardır. Bu çalıģmada saf asfaltla beraber toplam 2 farklı katkı maddesi kullanılmıģtır ve bu katkı maddelerinin farklı oranlarda bitümle karıģtırarak mekanik ve reolojik özelliklerinde meydana gelen değiģimler göze alınmıģtır Bitüm Modifikasyonunda Kullanılan Katkı Maddelerinin Hazırlanması ÇalıĢma kapsamında 2 tür katkı maddesi kullanılmıģtır. Bunlardan biri Ģeker pancarı melas olarak Ģeker fabrikasından sağlanmıģ ve baģka bir malzeme ilave edilmeden katkı maddesi olarak bitüme ilave edilmiģ. Ġkinci katkı maddesinin hazırlanmasında Ģeker pancarı melasa borokit ilave edilerek, melasta yüksek oranda bulunan suyla reaksiyona girdikten sonra, sıvı Ģeklinde olan melası çok katı ve esnek hale donüģtürdü.

86 66 Boroksit katkılı melasın yapımında %98 sülfürik asit ( bir katalizör olarak boroksitin melasa ilave edilmeden önce eklendi. 200 gr melası 90 C kadar ısıtarak 35 damla asit sülfüriği çok yavaģ Ģekilde adım adım ve her adımda 5 damla eklendi ve manyetik karıģtırıcıyla sürekli karıģtırıldı. Asit in hızlı eklenmesiyle melasta çok fazla köpürme meydana gelerek, aynı anda malzemenin kaptan taģmasına da yol açıyordu. Bu yüzden asitin melasa eklenmesi prosedürünün yavaģ hızla yapılması büyük önem taģımaktaydı. Asitin eklenmesi bittikten sonra 38,4 gr boroksit karıģıma ilave edilerek 20 dakika manyetik karıģtırıcıyla karıģtırıldı. Yalnız boroksitin eklendiği esnasında karıģımın çok fazla katı malzemeye dönüģtüğü için, sadece elektro manyetik karıģtırıcının yeterli olmadığı anlaģılarak karıģma prosedürünün daha iyi yapılması ve homojen katkı maddesi elde edilmesi için manyetik karıģtırıcıyla beraber baget kullanılmasına karar verildi. Boroksit melasta bulunan suyla reaksiyona girerek daha katı maddenin oluģumuna neden olur, diğer yandan melasın bitümle asit sülfürik civarında temasa geçtiğinde melasta bulunan Ģeker yüksek sıcaklıkta bitümün fenol bileģenleriyle reaksiyona girerek plastik ve yoğunlaģmıģ hamura benzer bir malzemenin oluģumuna neden olur. Resim 8.1, manyetik karıģtırıcı üzerinde boroksitle melasın bileģiğinden oluģan katkı maddesinin hazırlanmasını göstermektedir.

87 67 Resim 8.1. Boroksit ve melasın bileģiğiyle hazırlanan katkı maddesi 8.3. Modifiye Bitümün Üretim ĠĢlemi Katkı maddesinin hazırlandığından en az 24 saat sonra bitüme ilave edilmiģ. Önce saf asfaltı etüve konularak, 90 C sıcaklığında sıvı hale dönene kadar ısıtılmıģ. Bir sonraki adımda katkı maddesini ağırlıkça %1, %2, %3, %5,%7.5 ve %10 oranlarıyla bitüme ilave ettikten sonra kabı hemen sıcaklığı 120 olan yağ banyosuna yerleģtirerek, tamamen homojen katkı maddesinin elde edilmesi için 15 dakika mikserle 1300 devir/dakika karıģtırılmıģ ve sonra en az kullanmadan önce 48 saat bekletilmiģ. Resim 8.2 katı olan melasla boroksitin bileģiğinden elde edilen katkı maddesinin yağ banyosunda sıvı halinde bitüme ilave edildiğini göstermektedir.

88 68 Resim 8.2. Melasla boroksitin bileģiğinden elde edilen katkı maddesinin yağ banyosunda bitüme ilave edilmesi Resim 8.3, mikserin 1300 devir/dakika hızıyla 15 dakika sürecinde katkı maddesiyle bitümün karıģtırdığını göstermektedir. Resim 8.3. Mikserin 1300 devir/dakika hızıyla bitümle katkı maddesinin karıģtırması

89 69 ÇalıĢma kapsamında bulunan deneyler için numuneler ayrı ayrı hazırlanmıģ ve modifiye edilen bitüm imal edildikten 2 gün sonra deneyler baģlatılmıģ. 2 günden daha az kısada yapılan deneyler, değerlerinin göreceli az olduğu tespit edilmiģ. 120 C sıcaklığında ve 15 dakika karıģtırma süresiyle elde edilen bitüm diğer modifiye eden malzemelerle kıyaslandığında üstün avantajlara sahipler. YaĢlanmanın büyük bir kısmı bitümün yüksek sıcaklığa maruz kalmasıyla oluģtuğuna göre, karıģım süresi ve karıģım sıcaklığı düģük olduğunda daha az yaģlanma meydana gelir. YaĢlanmanın büyük bir kısmı katkılı bitümün hazırlanma iģleminde meydana gelir. Bu yüzden modifikasyon iģleminin mümkün oldukça en düģük sıcaklıkta ve en kısa karıģtırma süresinde gerçekleģtirilmesi oldukça önemli bir mevzudur. Literatürde çeģitli katkı maddeleri ve ticari modifiye ediciler daha yüksek sıcaklıklarda ve çok uzun sürede oluģtuklarına göre, yaģlanma oranının yüksek olması beklenmektedir [49-52] Bitüm Üzerinde Uygulanan Deneyler: Bitümün performansını değerlendirmek için değiģik deneyler yapılmaktadır. Deneylerin sonuçları bitümün reolojik, mekanik, morfolojik özelliklerini belirlemektedir. Genel olarak bitüm üzerinde yapılan deneyler iki guruba ayrılmaktadır. Daha eski olan deneyler, ASTM ve AASHTO standardına dayanarak belirlenirken, yeni deneylerin SHRP standardıyla yapılmaktadır. SHRP testleri genelde bitümün davranıģını zaman değiģimine göre değerlendirir.

90 Penetrasyon deneyi (ASTM:D5) Penetrasyon deneyi TSE 118 EN 1426, ASTM D5 standardı ile yapılır. Oda sıcaklığında yarı katı durumda olan bitümün kıvamlılığıyla ilgilenilme nedeni, asfaltın yol sıcaklığındaki bağlama yeteneğini veya bağlayıcılık gücünü saptamaktır. Bitümün kıvamlılığı arttıkça karıģım içerisindeki agregaları birbirine daha kuvvetle bağlayacağı bilinmektedir. Penetrasyonun kelime anlamı, batma veya içe girme demektir. Standart bir iğnenin belirli bir yük altında ve belirli bir süre içinde, asfalt örneği içerisine dikey olarak batma mesafesi penetrasyon miktarını belirler. Standart bir iğnenin 100 g ağırlık ve 5 saniye süre altında asfalt çimentosu içine dikey olarak battığı mesafe 0,1 milimetre cinsinden cihaz üzerinden okunur. Penetrasyon değeri kıvamlılıkla ters orantılıdır. Penetrasyon yükseldikçe asfalt yumuģar, kıvamlılık arttıkça asfalt sertleģir [26]. Penetrasyon deneyinin yöntemi Cihazın iğnesini tri kolor etilenle temizledikten sonra numuneyi su banyosundan çıkarılıp ve cihaza yerleģtiği esnasında sıcaklık kaybetmesini önlemek için numuneyi aynı sıcaklıkta bulunan suyla dolu kabin içine koyarak banyodan çıkarılıp ve cihaza yerleģtirilir. Deney esnasında da numune suyla dolu kabın içinde bulunması gerekmektedir ve sıcaklığın düģmemesi için ölçümler hızlı bir Ģekilde alınması gerekmektedir. Ġğnenin ucu bitümle batmadan temas ettiğinde ölçüm yapıla bilir. Her bir numune için en fazla üç farklı noktalarda ölçüm yapılması mümkündür. Ġğnenin batırıldığı noktalar en az birbirinden ve kabın kenarlarından 10 milimetre mesafede olmaktadır.

91 71 ġekil 8.1. Penetrasyon ölçüm deneyinin Ģematik görüntüsü Penetrasyon indeksini hesaplamak için kullanılan aģağıdaki formül kullanılmaktadır. Bu formülde, bitümün yumuģama noktası sıcaklığı ve 25 C deki penetrasyon değerleri iģleme sokulur. PI (8.1) Bu formülde: Pen25 YN PI Bitümün 25oC de ölçülen penetrasyon değeri Bitüme ait yumuģama noktası sıcaklığı Bitümün penetrasyon indeksi değeri Yukarıda verilen eģitlikler kullanılarak bitümün penetrasyon indeksi değeri hesaplanabilmektedir. Elde edilen değer, yüksek penetrasyon indeksine sahip bitümün sıcaklığa karģı duyarlılığının daha az olduğu Ģeklinde yorumlanmaktadır YumuĢama noktası deneyi (ASTM:D36) YumuĢama noktası deneyi TSE 120 EN 1427, ASTM D36 standardına göre yapılır. YumuĢama noktası, standart çaplı bir bilyanın, ısıtılarak yumuģamıģ hale gelen bitümden geçerek kabın tabanında bulunan levhaya değdiği anın sıcaklık derecesinin ölçümünden ibaret. Suyun ısıtılmadan önce sıcaklığı 4 C olmalıdır. Kabın ısıtılma hızı, her dakikada 5 C olmalı.

92 72 ġekil 8.2. YumuĢama noktasının Ģematik görüntüsü Düktilite deneyi (ASTM:D113) Düktilite deneyi, yük altında bitümün esneme kabiliyetini göstermektedir. Bitümün çok önemli olan düktilite değerinin yüksek olması, bitümün iyi bağlama kabiliyetine sahip olma anlamına gelmektedir. Trafik yükü nedeniyle kaplamaların gerilmelere maruz kaldığı için üzerinde deformasyonlar oluģmaktadır. Bu nedenle bağlayıcı olarak bitümün düktile olmadığı taktirde kaplamada çatlaklara neden olur ve hava sıcaklığı düģtüğünde bu tür çatlamanın meydana gelme ihtimali artar. Asfaltın düktilitesi bitümden yapılan bir standart numunenin belirli sıcaklık ve hız altında çekilme suretiyle çekmeden uzana bilirliğinin cm olarak değerinden ibaret. Bu deneyin yapıla bilmesi için, bitümü ısıtıldıktan sonra duktilite kabına döküldü. Kalıbın iç yüzeyi ve altında bulunan levhaya vazelin sürülür. Bitümü kalıba döktükten sonra 35 dakika bekletilerek oda sıcaklığına geldi ve bir sonraki adımda su banyosunda 25 C sıcaklığı olan su banyosunda 30 dakika boyunca bekletildi ve briketi sudan çıkararak sıcak spatulayla kalıbın üzerinde taģan kısımlar alındı ve yine tekrar 25 C olan suya koyuldu ve 1,5 saat bekletilmek üzere alt levha ve kalıbın yan parçaları ayrıldı. Son olarak hızlı bir Ģekilde briketi cihazdaki özel yerine konulduktan sonra dakikada 5 cm hızla kopuncaya kadar çekilmeye uğratıldı. Briketin koptuğu anında cihazın kenarında bulunan cetvelinden uzama miktarı kaydedildi.

93 73 Duktilite deneyinde numune uzayarak suyun dibine çöktüğü taktirde, suyun özgül ağırlığının artırılması gerekmektedir ve bu amaca ulaģmak için suya sodyum klorür ilave edilir ve eğer numune suyun yüzeyine çıkıyorsa suya metil alkol katılması gerekmektedir. ġekil 8.3. Duktilite deneyinin Ģematik görüntüsü Viskozite deneyi Viskozite testi bitümün değiģik sıcaklıklarda akıģkanlık oranının bir göstergesidir. Bitüm sıcak karıģımlarda malzemelerin karıģım esnasında sıcak oldukları için, bitümün belirli bir kıvama sahip olması gerekmektedir. Bu durumda bitümün kıvamı veya akıģkanlığının az olması yetersiz adezyon kuvvetine neden olarak agregayı yeterince sarmamasına neden olur ve sonuç olarak karıģımın yola serildikten sonra yetersiz sıkıģtırılmasına neden olmaktadır. Bitümün yeterli akıģkanlığa sahip olması yüksek sıcaklıkla meydana gelen yorulmayı ortadan kaldırır. Bitümün özelliklerinin kaybetmesine yol açan yaģlanma genelde bitümün özelliklerinin kaybedilmesine neden olmaktadır. Bu çalıģma kapsamında bitümün akıcılık özelliğinin büyük önem taģıdığı için katkı maddelerinin bitümün kıvamı üzerinde etkisi incelenmiģtir. Bu inceleme saf(katkısız veya orijinal) ve modifiye bitümlere viskozite testleri yapılmıģtır. Viskozite ölçümleri SHRP Ģartnamesi kapsamında viskozitenin ölçümünde kullanılan cihazın özelliklerinin aynı olduğu Brookfield DV III Ultra markası viskozimetreyle yapılmıģtır. Viskozite testinin yapılması için numuneyi tüp e dökerek termosele

94 74 yerleģtirilir. Bitümün deney sıcaklığına varmaya kadar bekletildikten sonra spindle adı verilen silindirik çubuk bitüme batırılır. Viskozite ölçümü spindle ın kendi ekseni etrafında dönme hareketine karģı bitümün gösterdiği direnç ile ölçülmektedir[29]. Cihazın hızı, spindle ın dakikada devir sayısını belirlemektedir. Cihazın hızını artırarak ölçüm hassasiyetinin artığı, hızı düģürünce ölçüm hassasiyetinin düģmesi değiģtirilebilmektedir. ÇalıĢma kapsamında viskozite değeri mili paskal*saniye (mpa.s) olarak ölçülmüģtür. Bitümün 60 C dan daha düģük sıcaklıklarda, kıvamında büyük artıģ meydana gelmektedir. Bu durum spindle ın tüpün içine batırmasını çök zor kılıyor. Brookfield DV III Ultra viskozimetresinde spindle ın dönüģ hızını dakikada devir arasında değiģtire bilmektedir. Numune sertleģtikçe daha düģük hızın seçilmesi ve numune yumuģadıkça daha yüksek dönüģ hızının seçilmesi zorunlu olmaktadır. Numuneye ait viskozite değeri spindle ın numune içindeki dönüģ hızını sabit tutacak burulma kuvvetinin ölçülmesi ile elde edilmektedir. DV III Ultra viskozimetresinde düģük dönüģ hızlarında büyük miktarda artıģlarla, yüksek dönüģ hızlarında ise küçük miktarda artıģlarla numuneye ait viskozite değerine ulaģılmaktadır [28]. Bu kapsamda viskozite testinin uygulamasında spindle a farklı sıcaklıklarda değiģik dönüģ hızları seçilmiģ: giderek artan viskozite değeri sona erdiğinde ve değerin sabitlenmesine kadar, deney devam edilmiģtir. 60 C ile 160 C arasındaki yapılan testlerde, 60 C - 80 C arasında 3 farklı hız ve 90 C C arasında ise sabit hız kullanılmıģtır. 90 C C arasında giderek viskozitenin düģüģüyle daha yüksek hızın seçilmesine karar verilmiģtir. 90 C C arasında ölçümde spindle hızı 150 rpm tutulmuģtur. Viskozitenin ölçümünde spindle ın dönmeye baģlamasıyla 60 C-80 C arasında bitüm büyük bir oranda akıģkanlığını kayıp ederek viskozite

95 75 değerinin artıģına neden olmaktadır. Bu durumda cihazın da kapasitesinin artması gerekmektedir. Cihazın kapasitesinin arttırılabilmesi için spindle a daha düģük dönüģ hızlarının seçilmesi gerekli olmuģtur. Ölçümlere 3 dakika boyunca değerlendirilmiģ ve bitüme ait viskozite değeri 1 er dakika aralıklarla okunan değerlerin ortalaması alınmak suretiyle elde edilmiģtir. 60 C-80 C arasındaki viskozite ölçümleri için kullanılan spindle ın hızları ve ölçüm tekniği aģağıda olarak açıklanmıģtır. 60 C-80 C arasındaki ölçümlerde spindle için ölçüm yapılabilen 3 farklı hız belirlenmiģ. Hızlar seçilirken bu hususlar göze alınmıģtır: 1-60 C-80 C arasında yapılan ölçümlerde ortak bir hızın olması gerekmekteydi ve bu hız 1 rpm tespit edildi 2- Mümkün oldukça ölçüm alına bilen en yüksek hız deneyde uygulanan hız olarak belirlenmiģ Viskozite ölçümleri 3 dakika süresinde ve aralarında 1 dakika aralık verilerek toplam değerin cihazla okunacağı ve katkılı bitüme ait viskozite değerinin bu üç değerin aritmetik ortalaması Ģeklinde hesaplanarak elde edilmiģ [53]. Katkı maddelerinin oranı bitümün reolojik özelliklerini çok etkilemesi için, katkı maddelerinin her biri için, farklı oranlarda viskozite olçumu yapılmıģtır. Optimum katkı maddesinin belirlenmesinde, en düģük dozda katkı maddesinin en büyük değiģimlere yol açan optimum katkı oranı olarak seçilmiģtir. Resim 8.4 te numune kabı ve spindle i göstermektedir:

96 76 Resim 8.4. Spindle ve numune kabı Resim 8.5 te Brookfield DV III Ultra cihazı ve termometre görünmektedir. Resim 8.5. Brookfield DV III Ultra rheometre ve sıcaklığı kontrol eden termometre Resim 8.6, Thermosel aparat ve testlerde uygulanan spindle i göstermektedir:

97 77 Resim 8.6. Thermosel aparat ve spindle ġekil 8.4. Dönel viskozite deney iģleyiģi Agrega özgül ağırlık tayini Bu çalıģma kapsamında özgül ağırlık tayini deneysel olarak böyle hazırlandı: Kaba agrega özgül ağırlık tayini

98 78 Ġlk önce kaba agreganın özgül ağırlığı tayin edildi. Bu deneyde gradasyonu temsil eden karıģımdaki maksimum tane boyutlarına göre hazırlandı. Numuneyi yıkayarak 24 saat suda bekletildikten sonra bir kuru bezin üzerine sererek, taneler üzerinde su gözükmeyene kadar kurulandı ve doygun yüzey olarak tartıldı (B). Tartım yapıldıktan sonra numune tel sepete yerleģtirildi ve sepet suya daldırıldı ve tekrar tartıldı ve kaydedildi (C). Sonraki adımda agregaları bir tepsiye boģaltarak 110 C lik etüve yerleģtirildi ve 24 saat bekletildikten sonra tamamen kurumuģ agrega yeniden tartildi (A). Ölçüm değerleri kaydedildikten sonra özgül ağırlık ve absorpsiyon yüzdesi böyle hesaplandı: Hacim Özgül Ağırlığı = (8.2) YaĢ Hacim Özgül Ağırlığı = (8.3) Zahiri Özgül Ağırlık = (8.4) Absorpsiyon (%)= (8.5) Ġnce agrega özgül ağırlık tayini: KarıĢım gradasyonunu temsil edecek halde 1000 gram numune alındı. Numune, 200 no. lu elekten yıkandıktan sonra bir tepsiye alındı. Tepsi, numune seviyesini geçecek kadar su ile doldu. Numune 24 saat suda bekletildi ve 24 saatin sonunda numunede kayıp oluģturmadan tepsideki su süzüldü. Numune, suyu emmeyen bir yüzeye yayılarak ve doygun yüzey kuru hale getirmek üzere sıcak hava uygulayarak sürekli karıģtırıldı. Numunenin karıģım iģlemini daneler serbest dökülebilir hale gelene kadar devam edildi. Doygun yüzey kuru hale gelmiģ numuneden 500 gram alındı ve piknometre içine konuldu ve tartıldı (C). Piknometreye numune seviyesini geçecek kadar su konuldu ve çalkalanarak hava kabaracıklarının çıkıldı. Daha sonra piknometreye iģaret çizgisine kadar su ilave

99 79 edilerek 25 C deki su banyosuna yerleģtirildi. Piknometre ve içindeki malzemenin 25 C ulaģması sağlandıktan sonra su banyosundan çıkarılıp piknometre içindeki su seviyesi kontrol edildi. Hemen kurulanıp ve tartıldı ve kaydedildi (D). Numune piknometreden bir kaba alınarak 110 C deki etüvde sabit ağırlığa varıncaya kadar kurutuldu. Kurutmadan sonra numune oda sıcaklığına gelinceye kadar soğutulup ve tartıldı. Tartım kaydedildi (E). Elde edilen ölçüm değerleri ile ince agregaya ait özgül ağırlıklar ve absorpsiyon yüzdesi bu formüllerle bulundu: Hacim Özgül Ağırlığı = (8.6) YaĢ Hacim Özgül Ağırlığı = (8.7) Zahiri Özgül Ağırlık = (8.8) Absorpsiyon (%) = (8.9) A: Piknometre ağırlığı, gram olarak B: 25 C deki su dolu piknometre ağırlığı, gram olarak Filler özgül ağırlık tayini: Ġlk olarak özgül ağırlık ĢiĢesi ve kapağı tartıldı (A) ġiģe distile olmuģ suyla tamamen dolduruldu ve 25 C olan su banyosunda en az 1 saat bekletildi ve su banyosundan çıkarıldıktan sonra tartıldı (B). Filler 100 C deki etüvde 4 saat kurutulup ardından oda sıcaklığında gelinceye kadar bekletildi. Özgül ağırlık ĢiĢesi ve kapağı da kurutuldu. Filler, ĢiĢenin 1/3 ü dolacak Ģekilde ĢiĢeye boģaltıldı ve ĢiĢenin kapağı kapatılıp tartıldı (C).

100 80 Özgül ağırlık ĢiĢesi yarıya kadar su ile dolduruldu ve kapağı kapatılıp içindeki hava çıkartıldı. Özgül ağırlık ĢiĢesi tamamen su ile dolduruldu ve 25 C deki su banyosunda en az 1 saat bekletildi. Kapağı kapatıldı ve su banyosundan çıkarılıp kurulandı ve son olarak tartıldı (D). Elde edilen ölçüm değerleri ile fillere ait zahiri özgül ağırlık bu formül ile elde edildi: Zahiri Özgül Ağırlık = (8.10) Bitümün özgül ağırlık tayini Ġlk olarak özgül ağırlık ĢiĢesi ve kapağı tartıldı (A) ġiģe distile olmuģ suyla tamamen dolduruldu ve 25 C olan su banyosunda en az 1 saat bekletildi ve su banyosundan çıkarıldıktan sonra tartıldı (B). Bitüm, etüvde ısıtıldı ve akıcı hale getirildikten sonra özgül ağırlık ĢiĢesi ve kapağı kurutuldu ve bitümü ĢiĢenin 1/3 ü dolacak Ģekilde ĢiĢeye boģatıldı, ĢiĢenin kapağı kapatılıp tartıldı (C). Özgül ağırlık ĢiĢesi yarıya kadar su ile dolduruldu ve kapağı kapatılıp içindeki hava çıkartıldı. Özgül ağırlık ĢiĢesi tamamen su ile dolduruldu ve 25 C deki su banyosunda en az 1 saat bekletildi. Kapağı kapatıldı ve su banyosundan çıkarılıp kurulandı ve son olarak tartıldı (D). Özgül Ağırlık = (8.11)

101 Marshall deneyi Bitümlü kaplamalar ve sıcak karıģımlar dizaynında kullanılan yaygın bir metod, Marshall metodudur. Marshall metodu sıcak karıģımlar laboratuvar dizaynı ve sıcak karıģım asfalt kaplamalarının uygulamadaki kontrolleri için kullanılır. Marshall metodu ile sıcak karıģımların hazırlanması için bu iģlemler yapılmaktadır: Agrega granülometrisinin belirlenmesi Agrega ve bitümün özgül ağırlıklarının belirlenmesi Agrega ve bitüm miktarının hesaplanması Briketlerin hazırlanması, ilgili hesaplamalar ve boģluk analizleri Stabilite ve akma değerlerin bulunması Optimum bitüm miktarının belirlenmesi Özgül ağırlık ve absorbsiyon deneyi Agreganın özgül ağırlığı, birim hacimdeki ağırlığının,aynı hacimde ve 25 C deki suyun ağırlığına oranıdır. Üç tane özgül ağırlık türü vardır: 1- Zahiri Özgül Ağırlık (Gsa): Belirli bir sıcaklıkta agreganın geçirimsiz boģluklarını içeren birim hacminin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklıkta ve aynı hacimdeki havası alınmıģ destile edilmiģ suyun ağırlığına oranıdır. 2- Hacim Özgül Ağırlığı (Gsb): Belirli bir sıcaklıkta agreganın geçirgen olan ve olmayan boģluklarını içeren birim hacminin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacminin havadaki ağırlığının, aynı sıcaklıkta ve aynı hacimdeki havası alınmıģ destile edilmiģ suyun ağırlığına oranıdır. 3- Efektif Özgül Ağırlık (Gse): Belirli bir sıcaklıkta agreganın asfalt geçirimli boģlukları hariç geçirimli ve geçirimsiz boģluklarının içeren birim hacminin

102 82 havadaki ağırlığının, aynı sıcaklık ve hacimdeki havası alınmıģ destile suyun ağırlığına oranıdır. SıkıĢtırılmıĢ kaplamanın, hava boģluğu hesabında efektif özgül ağırlık, agrega tarafından absorbe edilen asfalt miktarını dikkate alınarak bulunan, kullanılır. Belirlenen karıģım gradasyonuna uygun olarak hazırlanan numuneler üzerinde kaba agrega hacim ve zahiri özgül ağırlık, ince agrega hacim ve zahiri özgül ağırlık ile absorbsiyonu ve filler zahiri özgül ağırlığı deneylerle bulunur. Kaba, ince ve filler malzemenin özgül ağırlıkları kullanılarak, agrega karıģımının özgül ağırlıkları aģağıdaki formüllerden hesaplanır: Gsb = (8.12) Gsa = (8.13) Gsb = Agrega karıģımının hacim özgül ağırlığı Gsa = KarıĢımının Zahiri özgül ağırlığı %K, %Ġ, %F= Agregaların ağırlıkça yüzdeleri Gkb,Gib = Agregaların hacim özgül ağırlıkları Gka, Gia, Gfa = Agregaların Zahiri özgül ağırlıkları Agreganın efektif özgül ağırlığı iki Ģekilde belirlenir: 1- Agrega özgül ağırlıklarından aģağıdaki Ģekilde hesapla bulunması: Gef = (8.14) Gef = Agrega efektif özgül ağırlığı 2- Bitümlü karıģımın maksimum teorik özgül ağırlık deneyi ile bulunur:

103 83 Beklenilen optimum bitüm yüzdesinden hazırlanan karıģımın maksimum teorik özgül ağırlığı (boģluksuz) deneyle belirlenir ve efektif özgül ağırlık aģağıdaki Ģekilde hesaplanır: Gef = 00 (8.15) Dt= KarıĢımın maksimum teorik özgül ağırlığı Wa= Agreganın yüzdesi olarak bitüm miktarı Gb= Bitüm özgül ağırlığı Agrega granülometrisinin belirlenmesi KarıĢımlarda kullanılacak değiģik boyutlarda agreganın elek analizi yapıldıktan sonra karıģımın granülometrisi belirlenir ve agrega karıģımının granülometri eğrisi çizilir. Tolerans sınırları belirlendikten sonra Ģartname sınır eğrisi çizilir. Granülometre eğrisinin Ģartname eğrisiyle çakıģma ve ya yakın olması arzu edilen bir durumdur. Ġdeal granüometre eğrisi ile çakıģacak veya ona çok yakın bir granülometre sağlayacak karıģım oranlarını belirlemek maksadıyla analitik yöntem, grafik yöntem ve tatonman yöntemi kullanılmaktadır ama pratik olarak genelde analitik yöntem kullanılır. Analitik yöntem kullanılarak her elek üzerinde kalan agregaların yüzde kalanlarının cebrik toplamının, Ģartname ideal granülometrisinin yüzde kalanına çeģitlenmesiyle elde edilen bir bilinmeyenli denklem yardımıyla karıģım oranları bulunur. Bulunan karıģım oranları deneme-yanılma yolu ie daha da ideal hale getirerek agrega karıģımının granülometrisi elde edilir. Briketlerin hazırlanması ve ilgili hesaplamalar Briketlerin hazırlanma iģlemi aģağıdaki sıraya göre yapıldı:

104 84 1- Her bitüm yüzdesi için uç briket hazırlanmasına göre kullanılacak agrega miktarı toplam briket sayısına göre ayrı ayrı kaplara dolduruldu ve 24 saat bekletilmek üzere 160 C lik etüve konuldu. 2- Kullanılacak bitümü 24 saat agregayı etüvde beklettikten sonra 160 C lik etüve konularak ısıtıldı. 3- Deneyde kullanılan mikser kabı, marshall tokmağı, briket kalıbı, spatula, kürek 160 C lik etüvde ısıtıldı C lik bitümü etüvde ısıtılmıģ karıģtırma kabına dökerek karıģtırıldı. Agrega içinde bir çukur açarak bitümün yüzdesine göre karıģımın içerisine ilave edildi. 5- Asfalt çimentosunu hızlı bir Ģekilde üniform dağılmasını sağlamak amacıyla mekanik bir karıģtırıcı ile karıģtırma iģlemi yapıldı. 6- KarıĢım kalıbına yerleģtirildi ve ısıtılmıģ bir ĢiĢle 25 kez hızlı Ģekilde iç ve çevre kısımlardan darbelendi. 18 inch veya 45,7 cm yükseklikten serbest düģüģ yapan sıkıģtırma tokmağı ile briketin ön ve arka yüzü trafik dizayn sınırlamasına göre 75 darbe uygulanarak sıkıģtırma iģlemi yapıldı. 7- SıkıĢtırılan numuneler üzerinde numaralarını yazarak soğumaya bırakıldı. 8- Numune kalıptan kriko yardımıyla çıkarıldı ve en az 24 saat soğumaya bırakıldı. Briketlerin Yüksekliklerinin Belirlenmesi Standart briket yüksekliği 63,5 mm dir ve stabilite değeri bu yüksekliğe göre değerlendirilir. Standart briket yüksekliğine eģit olan katsayı 1 dir. Yüksekliğin 63,5 mm den büyük olduğu durumlarda katsayı azalır ve 63,5 mm den küçük olduğunda katsayı artar. Briketin ölçülen stabilitesi ile numunenin yüksekliğine bağlı katsayının çarpılması, standart olan yüksekliğin standart brikete göre düzeltilmiģ stabililte değerini verir. Bir sette olan briketin değiģik yerlerinden 3 okuma alınarak bir ortalama kaydedildi.

105 85 Briketlerin Hacimlerinin Belirlenmesi Bir briketin hacmi, havadaki ağırlığından sudaki ağırlığının çıkarılması ile eģde edilmektedir. Briketlerin önce havada ve sonra sudaki ağırlıklarını tartarak briket hacmi hesaplanır. V= B C (8.16) V=Briket hacmi B=Briketin doygun yüzey kuru ağırlığı C=Briketin sudaki ağırlığı Briketlerin yoğunluk ve boģluk analizleri Her briket için yoğunluk ve boģluk analizleri verilen formüllerle hesaplandı: Briket hacim özgül ağırlığı ( ) briketin havadaki ağırlığının hacmine oranıdır. = (8.17) =Briket hacim özgül ağırlık A=Briket havadaki ağırlık V=Briketin hacmi Aynı sette olan briketlerin hacim özgül ağırlıklarının arasındaki fark 0,02 den fazla olmamalıdır. Briketin maksimum teorik özgül ağırlığı ( ), agrega ağırlığına göre bitüm yüzdesi cinsinden aģağıdaki gibi hesaplanır. = 00 (8.18)

106 86 =Briket maksimum teorik özgül ağırlık =Agrega ağırlığına göre bitüm yüzdesi =Agrega efektif özgül ağırlık Agrega tarafından emilen bitüm hacmi emilen suyun hacmiyle kıyaslandığında daha azdır. Sonuç olarak agreganın efektif özgül ağırlık değeri, hacim ve zahiri özgül ağırlık değerleri arasında olmalı. Maksimum teorik ağırlık ( )deneyinin yapılmadığı durumlarda agreganın efektif özgül ağırlığı, hacim özgül ağırlık ve zahiri özgül ağırlık değerlerinin ortalaması olarak alına bilmek mümkündür. Bitüm emmesi ve efektif bitüm yüzdesi: =100 (8.19) = - =Agreganın ağırlıkça yüzdesi olarak emilen bitüm =Agreganın efektif özgül ağırlığı =Agreganın hacim özgül ağırlığı =Bitümün özgül ağırlığı =Agreganın yüzdesi olarak efektif bitüm miktarı =Agreganın ağırlıkça yüzdesi olarak bitüm Efektif bitüm yüzdesi, toplam bitüm miktarının agregaların dıģını kaplayan kısımdır ve kaplama karıģımının performansına etki edecek bitüm miktarıdır. VMA yüzdesi VMA, agrega arası boģluk yüzdesi, efektif bitüm miktarını ve hava boģluğu içeren, sıkıģtırıģmıģ kaplama karıģımının agrega taneleri arasında boģluk olarak tanımlanmaktadır ve toplam hacmin yüzdesi olarak böyle hesaplanmaktadır: KarıĢım kompozisyon agrega ağırlığının yüzdesi olarak hesaplanırsa:

107 87 VMA=100- * (8.20) KarıĢımın kompozisyon normal bitüm yüzdesi olarak hesaplanırsa: VMA= (8.21) VMA= Agregalar arası boģluk yüzdesi =Briketin hacim özgül ağırlığı =Agreganın hacim özgül ağırlığı =Agrega ağırlığına göre bitüm yüzdesi =Normal bitüm yüzdesi Briketlerin hava boģluğu ve asfalt dolu boģluk yüzdesinin hesaplanması: SıkıĢtırılmıĢ kaplama karıģımı içindeki hava boģluğu, bitümle kaplanmıģ olan agrega taneleri arasında küçük hava boģluklarından ibaret. = *100 (8.22) (8.23) =Briketin boģluk yüzdesi =Briketin maksimum teorik özgül ağırlığı =Briketin hacim özgül ağırlığı =Briketin asfaltla dolu boģluk yüzdesi VMA=Briketin agregalar arası boģluk yüzdesi Stabilite ve akma değerlerinin belirlenmesi Briketlerin stabilite testini yapmadan önce 30 dakika 60 C lik su banyosunda bekletildi. Briket stabilite cihazının içerisine yerleģtirerek sabit bir deformasyon

108 88 hızıyla kırılma anındaki yük değerine kadar yüklendi. Briketin kırılması anında yük miktarı kg olarak ve akma miktarı inç olarak kaydedildi. Marshall stabilite yük miktarı düzeltme faktörlerini tablo 1 de verildiği gibi uyguladıktan sonra her briketim düzeltilmiģ değeri hesaplandı. Optimum bağlayıcı yüzdesinin belirlenmesi Briketlerin yoğunluğu, boģluğu ve stabilite analizi yapıldıktan sonra Grafikleri çizilir ve ilk dört grafikten elde edilen bitüm yüzdesinin değerlerini aģağıdaki formülden karıģım dizayn optimum bitüm yüzdesi belirlendi. Optimum bitüm yüzdesi= (8.24) Resim 8.7 de hazırlanmıģ briketleri göstermektedir:

109 89 Resim 8.7. Marshall deneyiyle hazırlanmıģ briketler Resim 8.8 de briketlerin kırılmadan önce 60 C lik su banyosunda 30 dakika boyunca bekletildiğini göstermektedir: Resim 8.8. Briketlerin 60 C lik su banyosunda bekletilmesi Resim 8.9 da marshall testinde briketlerin stabilite ve akmasının tayininde kullanılan cihazı göstermektedir:

110 90 Resim 8.9. Marshall deneyinde briketlerin kırması için kullanılan cihaz 8.5. Soyulma Deneyi Soyulma direncin değerlendirilmesi için değiģik metotlar uygulanmaktadır. Bu çalıģma kapsamında soyulma direncini ölçmek için statik metodu kullanılarak test edilmiģ. Statik deneyler içinde en yaygın olan nicholson yöntemi bu çalıģmada kullanılmıģ. Nicholson testini uygulamak için ilk önce belli boyutta agrega yıkanarak 110 C etüve konuldu ve 24 saat kuruması için bekletildi. Daha sonra 110 C lik etüvde bitümle agrega ısıtıldı. Agreganın %5 ağırlığı kadar bitüm agregaya ilave edildi ve beher içinde 110 C de karıģtırıldı. Sonra 60 C lık etüve konularak 24 saat bekletildi ve bir sonraki adımda petri kabına aktarıldı. Petriyi tamamen suyla doldurup üzerine cam kapağı konuldu ve 24 saat 60 C lik suda bekletildi. 24 saat sonra karıģım sudan çıkarıldı ve taneler üzerinde meydana gelen soyulma görsel olarak incelendi. Agrega yüzey alanı karıģımdaki toplam agrega yüzey alanı oranına, karıģımın soyulma direnci olarak değerlendirildi.

111 91 Nicholson deneyini yapılması için bu çalıģmada uygulanan Ģartlar söylenmek istenirse: Soyulma testi için kullanılan agreganın 4 no. lu elekte kalan ve 3/8 lik elekten geçen boyutta kalker kullanıldı. Bu deney kapsamında bitümle agreganın homojen olmasına özen gösterildi. Her bir deney numunesindeki agrega iyice yıkandı ve sonrasında 110 C deki etüvde kurumasını sağlamak için yeterli süre bekletildi. Soyulma testli 110 C lik sıcaklığında hazırlanmıģ numunelere uygulandı. Agrega ve bitüm karıģtırılmadan önce 110 C lik sıcaklıkta yeterince ısıtıldı. Her bir karıģımda 100 g kalker türü agrega ile 5 g bitüm kullanıldı. Bu oran, orijinal bitüm ve katkı maddesi içeren tüm modifiye bitümlerle hazırlanan karıģımlarda aynı Ģekilde kullanıldı..hazırlanan numuneler 60 C ayarlanmıģ su banyosunda 24 saat süreyle bekletilmiģtir. Soyulma direnci, her bir numunedeki soyulma oluģmayan toplam agrega yüzey alanının numunede bulunan toplam agrega yüzey alanına oranlanmasıyla elde edilmiģtir.

112 92 9. SONUÇLAR ve TARTIġMA Bu bolümde deneylere ayıt sonuçlar sunulmuģtur ve her bir testte orijinal ve katkı maddeli bitümlerin değerleri kıyaslanarak, katkı maddesinin etkisi belirlenmiģtir. Bitümlere viskozite testleri, yumuģama noktası testleri, düktilite testleri ve bitümlü karıģımlara Marshall ve soyulma testi yapılmıģtır Viskozite Testine Ait Sonuçlar Viskozite, bitümlerin sınıflandırılması için kullanılabilen önemli bir deney yöntemidir ve değiģik sıcaklıklarda bitümün akıģkanlığı ve kıvamının belirlenmesi için çok kullanıģlı bir yöntemdir. Bu çalıģma kapsamında orijinal ve katkılı bitümlerin farklı sıcaklıklarda viskozitesi belirlendi ve karģılaģtırıldı. ÇalıĢma kapsamında orijinal ve değiģik oranlarda katkı maddesi içeren bitümlere 60 C-160 C aralığı sıcaklıklarda viskozite testi uygulanarak katkı maddelerinin çalıģma sıcaklıklarında etkisi incelenmiģtir. Viskozite testleri, orijinal ve katkılı bitümlere ASTM D (Standard Test Method for Viscosity Determinations of Unfilled Asphalts Using the Brookfield Thermosel Apparatus) Ģartlarına uygun olarak uygulanmıģtır. Testler; 60 C, 70 C, 80 C, 90 C, 100 C, 110 C, 120 C, 130 C, 140 C, 150 C ve 160 C de yapılmıģtır Orijinal bitüm testinin sonuçları Viskozite testleri, çalıģmada kullanılan 50/70 penetrasyon dereceli orijinal bitüm için ilk aģamada 90 C-160 C sıcaklığında araģtırılmıģ. Bu aralıktaki 8 farklı sıcaklıkta 8 viskozite değeri Çizelge 9.1 de verilmiģtir.

113 viskozite(mpa.s) 93 Çizelge 9.1. Orijinal bitüme ait viskozite ölçümler Sıcaklık Viskozite Ölçümleri ( C) (mpa.s) , , , ,7 Çizelge 9.1 de gösterildiği gibi deneyler mpa.s (milipaskal saniye) cinsindendir. saf sıcaklık( C) ġekil 9.1. Orijinal bitümün sıcaklığa bağlı olarak viskozite değerlerinin değiģimi ġekil 9-1 de göründüğü gibi Orijinal bitümün sıcaklığa bağlı olarak viskozite değerlerinin değiģimi grafiksel olarak sunulmuģtur. Grafikten de göründüğü gibi, sıcaklık arttıkça viskozite değerleri azalmaktadır ve daha yüksek sıcaklıklarda viskozite değerlerindeki azalma hızı yavaģlamaktadır. Sıcaklık 90 C den 100 C ye

114 94 yükseldiğinde viskozite %51,5 oranında azalırken 150 C den 160 C a yükseldiğinde %49,9 oranında azalmaktadır Melasla modifiye edilen bitümün viskozite değerleri ÇalıĢmada saf bitüme %1, %2, %3, %5, %7,5 ve %10 oranıyla Ģeker pancarı melası katkı maddesi olarak bitüme ilave ederek modifiye bitümler hazırlanmıģ. Her bir deney için en az 3 kere ölçüm yapılmıģ ve her sıcaklık için viskozite değeri o sıcaklıktaki ölçüm değerlerinin ortalaması olarak alınmıģtır. Çizelge 9.2 de saf ve melas katkılı bitümler için farklı sıcaklıklarda viskozite değeri sunulmuģtur. Çizelge 9.2. Saf ve melas katkılı bitümler için değiģik sıcaklıklarda ortalama viskozite değeri Sıcaklık ( C) 0% 1% 2% 3% 5% 7,5% 10% , , , ,7 253,3 226,7 213, , ,3 126, ,6 226, , ,7 103,3 126,7 146, ,7 60,7 53,33 46,67 46, ,33 Sıcaklık arttıkça orijinal ve modifiye edilmiģ bitümlerin viskoziteleri hızla azalma göstermektedir. Bunun yanı sıra melasın katkı oranı artıkça viskozitede azalma meydana gelmektedir. ġekil 9.2 de viskozitelerde meydana gelen değiģimler grafiksel olarak sunulmuģtur.

115 Viskozite (mpa.s) 95 Sıcaklık( C) ġekil 9.2. Orijinal ve melas katkılı bitümlerin sıcaklığa bağlı viskozite değiģimleri ġekil 9.2 de viskozite değerleri geniģ bir aralıkta dağılımda gösterildiğine göre bu değiģim ġekil 9.3 ve 9.4 te iki farklı grafiksel gösterim halinde gösterilmiģtir.

116 viskozite (mpa.s) viskozite(mpa.s) sıcaklık( C) % 2% 4% 6% 8% 10% %Melas ġekil 9.3. Bitüm viskozitesinin melas oranına bağlı olarak 90 C-110 C arasında değiģimi Sıcaklık ( C) % 2% 4% 6% 8% 10% % Melas ġekil 9.4. Bitüm viskozitesinin melas oranına bağlı olarak 120 C ile 160 C arasında değiģimi

117 97 Melas katkılı bitümlere ait tüm viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler ise EK-5 de ayrıntılı olarak sunulmuģtur. ġekiller ve çizgilerin incelemesiyle melasın meydana getirdiği değiģimler Ģöyle söylene bilir: Melası bitüme ilave edildiğinde, 90 C sıcaklık dıģında diğer sıcaklıklarda viskozitenin düģmesine neden olmaktadır. Melasın katıldığı oran yükseldikçe 7,5% a kadar viskozitede üzerinde azaltıcı etkisi artmaktadır. Melasın oranının 7,5% yükseldiğinde daha az oranlarda katkı maddesi melası içeren bitümlerle kıyasladığında viskozitenin artıģı görünmektedir. Melasın oranı 10% olunca, viskozitenin tüm sıcaklıklarda artıģı görünmektedir. Genel olarak, melas modifikasyonunun viskozite üzerindeki azaltıcı etkisi 1% ten 5% e kadar artınca etkisi de artmaktadır. Yukarıda bulunan değerlerin daha anlaģılabilir hale getirmesi için çizelge 9.3 te veriler oransal olarak tekrar edilmiģtir. Hücrelerde bulunan değerler ise orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi ifade etmektedir. Çizelge 9.3. Orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Sıcaklık ( C) 1% 2% 3% 5% 7,5% 10% 90 1,1 1,4 1,8 2,5 5,3 9, ,7-3,5-4,1-1 2, ,7-4,2-4,4-4,7 6 7, ,1-3,2-4,4 2 16, , , , ,5-16 5, , ,5

118 98 Melas modifikasyonu orijinal bitüm viskozitesini %43 kadar azaltabilmektedir. Viskozite test sonuçları %5 kadar bitüm davranıģında bir azalma meydana geldiğini göstermektedir. Melas ile modifiye edilen bitümler ise %1-%5 arasında orijinal bitümle kıyaslandığında daha akıcı ve daha az kıvama sahip olmaları görünmektedir. Bitümün daha akıcı olması soğuk bölgelerde düģük ısı çatlakların oluģumunu önler. Melas ile modifiye edilmiģ bitümün meydana getirdiği modifikasyonlar söylenmek istenirse: Plent sıcaklığını azaltır Plent sıcaklığı azalınca karıģım esnasında meydana gelen yaģlanma da azalır Bitümün akıcı hale gelmesi için daha az enerji harcanır ve enerji tasarrufu yapılır Agrega ile bitüm arasında adezyonu artırır Emisyonun daha az olmasıyla çevreye zararı da azalır Viskozite ölçümlerinin yapıldığı 90 C-160 C aralığı yüksek sıcaklıkları içermektedir. Bu sıcaklıkta yapılan deneyler katkı maddesinin bitümde meydana getirdiği etki hakkında bilgi verebilmektedir. Ancak katkı maddesinin üstyapının kullanım koģullarında yarattığı etki ile ilgili daha doğru değerlendirme yapabilmek için viskozite ölçümleri daha düģük sıcaklıklarda da gerçekleģtirilmiģtir. Çizelge 9.4 te farklı oranlarda Melas içeren bitümlere 60 C ile 80 C arasında uygulanan viskozite test sonuçları toplu olarak sunulmuģtur. Çizelge 9.4. Orijinal ve Melas ihtiva eden bitümlerin 60 C-80 C arasındaki viskozite ölçüm sonuçları (Pa.s) Sıcaklık ( C) saf 1% 3% 5% 7,5% 10% , ,4 129, ,3 36, ,2 40,4 43, ,66 14,7 15,4 16,2 17,2 18

119 99 Çizelge 9.5 de her bir hücrede orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi ifade etmektedir. Çizelge 9.5. Orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi Sıcaklık ( C) 1% 3% 5% 7,5% 10% 60 0,8 1,5 2,5 3,6 9,8 70 2,4 7, , ,9 11,2 15,6 20,5 24,1 Çizelge 9.5 de göründüğü gibi katkı maddesinin oranı artınca viskozite miktarı ve oranı artıģ göstermektedir. Çizelgeye bakıldığında %24,1 e kadar Melas katkı maddesi viskoziteyi artırabilmektedir. Bu artıģ 80 C de %10 Melas oranıyla meydana gelmiģtir. Melasın viskozite üzerinde etkisi incelendiğinde 90 C kadar katkı maddesinin oranı artınca viskozite de artıģ sağladığı görünmektedir. Sıcaklık 100 C veya daha yüksekliklere çıkınca viskozitede düģüģ görünmektedir. Sıcaklık 100 C yükseldiğinde bitüm numune kabından köpürerek taģması göründü. Bitümün köpürmesiyle viskozitede düģüģe neden oldu ve sıcaklık artınca %1 le %7,5 arasında katkı maddesi melas içeren karıģımlarda 160 C kadar viskozite değerinin düģüģü saf bitümle kıyaslandığında devam ediyordu. Bitümün köpürmesi ve viskozitenin azalmasının asıl nedeni melasın 24% ni oluģturan suyun buharlaģmasıdır. Daha önceki çalıģmalarda da Aspha-min ticari adıyla tanımlanan katkı maddesinde de benzer sonuçlar görünmüģtür. Suyun buharlaģması bitümde köpüklerin oluģumuna yol açarak bitümün hacmini artırır, bu prosedür foam bitüm adı verilen karıģımın oluģmasına neden olarak viskozitenin azalmasıyla bitümün agrega danelerinin daha iyi sarmasını sağlayarak, agregalar üzerinde ince filmin oluģmasını daha kolaylaģtırır [54-57].

120 100 Viskozite ölçüm esnasında bitümün köpürmesi ve numune kabından taģması resim 9.1 de görünmektedir. Resim 9.1. Melas içeren bitümün 100 C ve üzerinde köpürüp ve taģması Resim 9.1 de de göründüğü gibi bitüm köpürürken hacmi büyük bir seviyede artırarak foam bitümün oluģumuna yol açmaktadır. Melas katkılı bitümlere ait düģük sıcaklık viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler EK-7 de ayrıntılı olarak sunulmuģtur Melas esaslı boroksit ve sülfürik asit le modifiye edilen bitümün viskozite değerleri (MEBSA) ÇalıĢmada saf bitüme %1, %2, %3, %5, %7,5 ve %10 oranıyla Ģeker pancarı melas ile boroksit i ve katalizör olarak sülfürik asiti bitüme ilave ederek modifiye bitümler hazırlanmıģ.

121 101 Her bir deney için en az 3 kere ölçüm yapılmıģ ve her sıcaklık için viskozite değeri o sıcaklıktaki ölçüm değerlerinin ortalaması olarak alınmıģtır. Çizelge 9.6 da orijinal, melas esaslı ve MEBSA katkılı bitümler için viskozite değeri sunulmuģtur: Çizelge 9.6. Saf ve MEBSA için değiģik sıcaklıklarda ortalama viskozite değeri Sıcaklık ( C) 0% 1% 2% 3% 5% 7,5% 10% ,7 633, ,7 653,3 673,3 743, ,7 260,7 263,7 266,7 273, , , ,7 173, ,7 133,3 136,7 136, ,7 66,7 73, ,33 86,67 93,33 Sıcaklık arttıkça orijinal ve modifiye edilmiģ bitümlerin viskoziteleri hızla azalma göstermektedir. Bunun yanı sıra MEBSA katkı oranı artıkça viskozitede artma meydana gelmektedir. ġekil 9.5 te viskozitelerde meydana gelen değiģimler farklı oranlarda (%1, %2, %3, %5, %7,5 ve %10) grafiksel olarak sunulmuģtur.

122 Viskozite (mpa.s) 102 Sıcaklık ( C) ġekil 9.5. Orijinal ve MEBSA katkılı bitümlerin sıcaklığa bağlı viskozite değiģimleri ġekil 9.5 te viskozite değerleri geniģ bir aralıkta dağılımda gösterildiğine göre bu değiģim ġekil 9.6 ve 9.7 de iki farklı grafiksel gösterim halinde gösterilmiģtir.

123 viskozite (mpa.s) viskozite (mpa.s) Sıcaklık ( C) % 2% 4% 6% 8% 10% %MEBSA ġekil 9.6. Bitüm viskozitesinin MEBSA oranına bağlı olarak 90 C-110 C arasında değiģimi Sıcaklık ( C) % 2% 4% 6% 8% 10% % MEBSA ġekil 9.7. Bitüm viskozitesinin MEBSA oranına bağlı olarak 120 C ile 160 C arasında değiģimi

124 104 MEBSA katkılı bitümlere ait tüm viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler ise EK-6 da ayrıntılı olarak sunulmuģtur. ġekil 9.5, 9.6 ve 9.7 in incelemesiyle MEBSA nın etkisi bitüm üzerinde böyle yayınlana bilir: Bitümün MEBSA ile modifiye edildiğinde viskozite artma göstermektedir. MEBSA nın oranı artıkça viskozite de artıģ göstermektedir. Yukarıda bulunan değerlerin daha anlaģılabilir hale getirilmesi için çizelge 9,7 de verilen değerler ile daha kolay anlaģılabilmektedir. Hücrelerde bulunan değerler ise orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi ifade etmektedir. Çizelge 9.7. Orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Sıcaklık ( C) 1% 2% 3% 5% 7,5% 10% 90 6,9 7,6 8,5 9,5 10, ,3 8,2 9,3 10, , ,5 14,8 15,8 16,1 16,2 16, ,9 15, ,2 4,6 6,8 7, ,1 8 11,5 14,8 14, ,2 9,9 12,2 12,2 14, ,6 19, ,5 Çizelge 9.7 deki değerler incelendiğinde 90 C ile 160 C arasında bitümdeki katkı maddesi içeriği arttıkça viskozitedeki miktar ve oran bakımından değiģimin gittikçe arttığı görülmektedir. Bu sıcaklık aralığında MEBSA modifikasyonu orijinal bitüm viskozitesini %28,5 e varan oranlarda arttırabilmektedir. 90 C ile 160 C arasında gerçekleģtirilen viskozite test sonuçlarına göre MEBSA nin bitümün viskozitesini arttırdığı anlaģılmaktadır. MEBSA katkı maddesinin bitüm

125 105 davranıģındaki etkisi sıcaklık arttıkça 110 C a kadar artmakta, 120 C dan 160 C kadar daha yavaģ hızla yine artıģ göstermektedir. Viskozite ölçümlerinin yapıldığı 90 C-160 C aralığı yüksek sıcaklıkları içermektedir. Bu sıcaklıkta yapılan deneyler katkı maddesinin bitümde meydana getirdiği etki hakkında bilgi verebilmektedir. Ancak katkı maddesinin üstyapının kullanım koģullarında yarattığı etki ile ilgili daha doğru değerlendirme yapabilmek için viskozite ölçümleri daha düģük sıcaklıklarda da gerçekleģtirilmiģtir. Bitüm, ısıyı absorbe edebilir. Hava sıcaklığı 30 C iken üstyapıdaki sıcaklık 70 C lere kadar yükselebildiği belirtilmektedir [55]. Bu sebeple, üstyapının hizmet verdiği sıcaklıklarda MEBSA nin bitüm davranıģında meydana getirdiği değiģimi belirlemek üzere viskozite testleri 60 C ile 80 C arasında 10 C farklarla gerçekleģtirilmiģtir. 60 C-80 C arasında yapılan ölçümlerde önceki viskozite ölçümlerine göre daha farklı deney parametreleri kullanılmıģtır. Çizelge 9.8 de farklı oranlarda MEBSA içeren bitümlere 60 C ile 80 C arasında uygulanan viskozite test sonuçları toplu olarak sunulmuģtur. Çizelge 9.8. Orijinal ve MEBSA ihtiva eden bitümlerin 60 C-80 C arasındaki viskozite ölçüm sonuçları (Pa.s) Sıcaklık ( C) saf 1% 3% 5% 7,5% 10% ,2 138, ,3 36,8 38,2 39, , ,4 14,4 15,4 15,8 16,6 17,8 MEBSA modifikasyonuyla orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından oluģan değiģimler bitüme eklenen katkı maddesinin oranı sunulmuģtur. Çizelge 9.9 da her bir hücrede orijinal viskoziteye göre oluģan oransal (%) değiģimi ifade etmektedir.

126 106 Çizelge 9.9. MEBSA modifikasyonunun orijinal bitümün viskozitesinde miktar ve oran bakımından meydana getirdiği değiģimler Sıcaklık ( C) 1% 3% 5% 7.5% 10% 60 14,7 15, , ,6 10,4 13,9 27,3 80 6, ,2 19,2 24,7 Çizelge 9.9 da göründüğü gibi katkı maddesinin oranı artınca viskozite miktarı ve oranı artıģ göstermektedir. Çizelgeye bakıldığında %27,3 e kadar MEBSA katkı maddesi viskoziteyi artırabilmektedir. Bu artıģ 70 C de %10 MEBSA oranıyla meydana gelmiģtir. MEBSA katkılı bitümlere ait düģük sıcaklıkta tüm viskozite ölçümleri ve ölçümlere ait grafiksel gösterimler ise EK-8 sunulmuģtur. Viskozite test sonuçları MEBSA ile modifiye edilen bitümlerde önemli bir değiģim olduğunu göstermektedir. MEBSA ile modifiye edilen bitümler saf bitümlerle kıyaslandığında daha az akıģkanlığa sahip olup ve daha sert olmaları anlaģılmaktadır ve MEBSA oranı artınca sertleģme de artıģ göstermektedir. Tekerlek izi kalıcı deformasyonlar içinde çok önemli bir asfalt bozulma türüdür. Bu çalıģma kapsamında viskozite deneyinden elde edilen sonuçlarla MEBSA ile modifiye edilmiģ üstyapılar tekerlek izine karģı mukavemetlerinin artıģı görülmektedir. MEBSA katkı maddesi ile modifiye edilen bitümlerin daha sıcak bölgelerde kullanımı tekerlek izini azaltmasının yanı sıra üstyapıda kusma problemlerine de karģı çıka bilir. Kusma, bitümün yüksek hava sıcaklıklarında çeģitli etkilerle kaplama yüzeyinde film halinde toplanması olarak tarif edilebilir. Kusma ile kaplama yüzeyinde parlak ve sürtünme direnci düģük yüzeyler meydana gelir.

127 Bitüm Modifikasyonu Ġçin Optimum Katkı Maddesi Oranı Bu bolümde her bir katkı maddesi için ayrı ayrı, bitüme ilave edildiğinde en fazla davranıģ değiģikliği yaratan en düģük katkı maddesi oranı bulunmaya çalıģılmıģ ve bu oranın o katkı maddesi için bitüme ilave edilen optimum miktar olduğu kabul edilmiģtir. Optimum miktar belirlenirken bitüme ilave edilen katkı maddesi miktarındaki birim değiģim için bitüm viskozitesinde meydana gelen değiģimler oransal olarak hesaplanmıģtır. Hesaplama aralıkları ve aralıklarda oransal değiģimler böyle hesaplanmıģtır: %0-%1=> Saf ve %1 oranında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim %1-%2=> %1 ve %2 oranlarında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim %2-%3=> %2 ve %3 oranlarında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim %3-%5=> {%3 ve %5 oranlarında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim} / 2 %5-%7.5=> {%5 ve %7,5 oranlarında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim} / 2,5 %7.5-%10 =>{%7,5 ve %10 oranlarında katkı maddesi içeren bitümlerin viskoziteleri arasındaki oransal değiģim} / 2, Melas katkı maddesi ile bitüm modifikasyonu için optimum miktar tayini Melas için bitüme ilave edilen oransal değiģimi çizelge 9.10 da görünmektedir:

128 108 Çizelge Bitüme ilave edilen katkı maddesi oranının birim değiģiminde viskozitede meydana gelen oransal değiģimler (MELAS) Sıcaklık ( C) %0-%1 %1-%2 %2-%3 %3-%5 %5-%7,5 %7,5-% ,1-0,2-0,4-0,3-1,1-1, ,9 0,6 0,7 0,3-1,2-1, ,6 0,4 0,2 0,1-4,5-0, ,5-2, ,8 10 5,9 3, , ,3 5,2 2,5 3-24,2-11, ,5 3,7 2,1 1,6-9 -6, , ,4 0-28,5-6,6 Çizelgede göründüğü gibi tüm sıcaklıklarda büyük değiģimi %1 katkı maddesinin bitüme ilavesiyle oluģmaktadır. Sayının negatif olması, o sıcaklık ve katkı maddesi oranıyla viskozitenin artıģını göstermektedir Melas esaslı boroksit ve sülfürik asit le bitüm modifikasyonu için optimum miktar tayini MEBSA için bitüme ilave edilen oransal değiģimi çizelge 9.11 de görünmektedir: Çizelge Bitüme ilave edilen katkı maddesi oranının birim değiģiminde viskozitede meydana gelen oransal değiģimler (MEBSA) Sıcaklık ( C) %0-%1 %1-%2 %2-%3 %3-%5 %5-%7,5 %7,5-% ,9 0,7 0,9 0,5 0,3 1, ,3 1 1,2 0,6 0, ,5 1,5 1,1 0,1 0,04 0, ,5 1,1 3, ,4 1,1 1,2 0,9 0, ,1 4 3,8 1,8 0 1, ,2 5 1,2 0 0, ,3 2 1,5 2,8

129 109 Çizelge 9.11 de verilen değerlere göre MEBSA ile modifiye edilen bitümlerde tüm sıcaklıklar için en çok değiģim yaratan tek bir katkı maddesi oranı söylenemez. Bu nedenle çizelge 9.12 de MEBSA modifikasyonuyla her bir sıcaklık için en büyük değiģimi yaratan oranı göstermektedir: Çizelge MEBSA katkı maddesinin değiģik sıcaklıklarda optimum yüzdesi Sıcaklık En büyük değiģime ( C) neden olan oran 90 %0-%1 100 %0-%1 110 %0-%1 120 %7,5-% %1-%2 140 %0-%1 150 %1-%2 160 %1-%2 Çizelge 9.12 de göründüğü gibi 90 C ile 110 C arasında en büyük değiģim %0-%1 aralığında oluģmakta olduğu anlaģılmaktadır. 120 C sıcaklığında %7,5-%10 aralığında MEBSA nın en iyi sonuç verdiği görünmektedir. Daha yüksek sıcaklıklarda ve plent sıcaklığına yakın olan sıcaklıklar arasında 150 C ile 160 C de en iyi sonucu %1-%2 aralığında oluģtuğu görülmektedir Marshall Deney Sonuçları Özellikleri belirlenen bitüm ve agrega granülometrisi ile Marshall karıģımı tasarım tekniği çerçevesinde briketler hazırlandı. Hazırlanan briketlerde bitümün, kuru granül agrega ağırlığının yüzdesi olarak 4,0-4,5-5,0-5,5 değerlerinde 4 farklı oranda olmak üzere her asfalt çimentosu yüzdesinde 3 adet briket üretildi. SıkıĢtırma iģlemi briketlerin ön ve arka yüzlerine 75 darbe vurularak uygulandı. KarıĢtırma, 160 C sıcaklıkta yapıldı. Briketlerin alt ve üzerine filtre kâğıdı konuldu. ĠĢlem sonunda

130 110 briketler soğumaya bırakıldı. Yeterli soğuma sağlandıktan sonra kalıplarından çıkarıldı ve özellikleri tespit edildi. Ġlk olarak çalıģmada kullanacak bitümün özgül ağırlığı bulundu: Çizelge Bitüm özgül ağırlığının belirlenmesinde kullanılan ölçüm değerleri Piknometre BoĢ piknometre Piknometre +su Piknometre+ bitüm Piknometre+ bitüm+su (A) (B) (C) (D) 1 18,824 68,729 47,068 70,3 2 17,458 67,668 46,681 69,274 Çizelge 9.13 te görüldüğü üzere ölçümler iki numune ile yapılmıģtır. Bitümün özgül ağırlık değeri, bu iki numuneden ayrı ayrı elde edilen özgül ağırlık değerlerinin ortalaması hesaplanarak elde edilmiģtir. 1- Bitüm özgül ağırlığı 0 0 (9.1) 2- Bitüm özgül ağırlığı (9.2) Bitümün özgül ağırlığı, yukarıda hesaplanan iki değerin aritmetik ortalaması alınmak suretiyle hesaplanır. Bu çalıģmada bitümün özgül ağırlığı 1,05 tutulmuģtur ve Marshall testinde kullanılan testinde bu değer kullanılmıģtır. Marshall testiyle katkı maddelerin stabilite üzerinde etkisi incelenmektedir. Bu çalıģma kapsamında saf ve katkılı bitümlere Marshall testi uygulanarak, katkı maddesinin stabilite üzerinde nasıl bir etki yarattığı incelenmiģtir. Agreganın özgül ağırlıkları bolüm 8,4,5 de söylendiği gibi kaba agrega, ince agrega ve filler olarak ayrı ayrı deneysel olarak hesaplanmıģ ve çizelge 9.14 te sunulmuģtur.

131 111 Çizelge Agreganın özgül ağırlık sonuçları Kaba Agrega Hacim Özgül Ağırlık Zahiri Özgül Ağırlık 2,683 2,695 Ġnce Agrega 2,691 2,712 Filler - 2,728 Tasarımlar %4, %4,5, %5 ve %5,5 bitüm yüzdesine göre yapılmaktadır ve her bir yüzdeden 3 er briket hazırlanmıģtır. Bitüm içeriğine karģılık Dp, stabilite, boģluk oranı (Vh) ve bitümle dolu boģluk oranı (Vf) grafikleri ile optimum bitüm oranı belirlenmiģtir. Belirlenen optimum miktarın uygunluğu agrega boģluk oranı (VMA) ve akma değerleri ile çizilen grafiklerle kontrol edilmektedir. Tüm stabilite ölçümlerinde cihazdan okunan değer, kalibrasyon katsayısı (-11,75+3,75*cihaz okuması) ile iģleme sokulmuģ ve elde edilen değer briketin yüksekliğine bağlı düzeltme katsayısıyla çarpılarak brikete ait düzeltilmiģ stabilite değeri elde edilmiģtir. Düzeltme katsayılarına ait çizelge EK-3 ve EK-4 de sunulmuģtur. Saf bitüm için yapılan stabilite sonuçları aģağıda bulunan çizelge 9.15 de verilmiģtir.

132 Çizelge Saf bitüm için Marshall testi ile ilgili değerler Briket no. 401 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma Stabilite Düzeltme faktörü DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 62,6 62,2 62,2 62, ,0 1194,0 481,5 2,391 2, , , ,3 62,3 62,1 62, , ,0 2,396 1, , ,56 2,542 5,78 14,35 59, ,5 61,9 61,9 62, ,5 1195,4 487,0 2,399 1, , ,45 Ort. 2,395 1,9 781,79 Çizelge (Devam) Saf bitüm için Marshall testi ile ilgili değerler Briket no. 451 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma Stabilite Düzeltme faktörü DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 61,2 61,7 61,1 61, ,5 1199,0 491,54 2,423 1, , , , , ,9 1188,5 707, ,11 2,42 1, , ,6 2,525 4,039 13,76 70, ,5 61,4 61,2 61,4 1192,5 710,5 1202,0 491,54 2,426 1, , ,31 Ort. 2,423 1,9 802,37 112

133 Çizelge (Devam) Saf bitüm için Marshall testi ile ilgili değerler Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma Stabilite Düzeltme faktörü DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 59,5 59,7 59,8 59, ,5 1205,0 491,56 2,430 1, , , ,5 60,8 60,8 60,7 1199,9 714, ,2 2, , ,32 2,508 3, , ,4 60,1 59,7 59,9 1182,6 702,5 1191,0 488,5 2,421 2, , ,92 Ort. 2,428 2,1 932,92 Çizelge (Devam) Saf bitüm için Marshall testi ile ilgili değerler Briket no. 551 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma Stabilite Düzeltme faktörü DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 59,8 62,7 59,9 60,8 1190,5 708,5 1198,2 489,71 2,431 2, , , ,5 60,4 59,3 59,5 59,4 1186, ,87 2, , ,1 2,492 2,52 14,37 82, ,6 60, ,9 489,91 2,429 2, , Ort. 2,435 2,3 878,46 113

134 114 KarıĢma ile ilgili hesaplamalar aģağıda sunulmuģtur: %K=52,5 %Ġ=40,5 %F=7 Agrega karıģım özgül ağırlık: Gsb = (9.3) Agrega karıģım zahiri özgül ağırlık: Gsa = = 2,704 (9.4) Agrega karıģım efektif özgül ağırlık: Gef = 2,696 Agreganın bitüm emme yüzdesi: = 0, Marshall yöntemiyle karıģım dizaynının elde edilen grafikler ve optimum bitüm yüzdesindeki deney sonuçları Briketler için ayrı ayrı yoğunluk, boģluk ve stabilite değeri hesaplandı ve her set için ortalama değer bulunduktan sonra Ģekil 9.8 den 9.13 e kadar göründüğü gibi grafikleri çizildi.

135 Stabilite (kg) Pratik Özgül Ağırlık (gr/cm3) 115 2,44 2,43 2,42 2,41 2,4 2,39 2,38 3,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil 9.8. Dp-Wa grafiği ,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil 9.9. Stabilite-Wa grafiği

136 Boşluk % Asfalt Dolu Boşluk % ,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil Asfalt dolu boģluk Yüzdesi-Wa grafiği ,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil Asfalt BoĢluk-Wa grafiği

137 Akma (mm) VMA % ,5 14,4 14,3 14,2 14, ,9 13,8 13,7 3,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil VMA-Wa grafiği 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 3,5 4 4,5 5 5,5 6 Bitüm Yüzdesi % ġekil Akma-Wa grafiği Yukarı Ģekillere bakıldığında Ģekil 9.8 de maksimum pratik özgül ağırlığın %5 oranına sahip olan karıģıma ait olduğu anlaģılmaktadır. ġekil 9.8 de en yüksek

138 118 stabilitenın %5.2 bitüme ait olduğu görünmektedir. ġekil 9.10 da Ģartnamenin kriterlerini sağlayarak aģınma tabakası için asfalt dolu boģluk yüzdesinin sınırlar arasında kalan %80 asfalt dolu boģluğuna karģı gelen %5.3 olduğu ve yine Ģartname kriterlerini sağlayan %4 boģluğun, %4.5 bitüme ait olduğu görünmektedir. Yukarıdaki değerlere göre optimum bitüm yüzdesi böyle hesaplanmıģtır: Optimum bitüm yüzdesi = = 5 (9.5) ġartname kriterleri çizelge 9.16 da verilmiģtir. Çizelge ġartname dizayn kriterleri Saf bitümün Marshall test sonuçlarına bakıldığında agrega ile bitüm karıģımı için en uygun bitüm miktarının %5 olduğu görünmektedir. Bu çalıģma kapsamında saf ve katkılı bitümler için optimum bitüm yüzdesinin %5 olarak %1-%2-%3-%5-%7,5 ve %10 katkı maddeleri içeren karıģımlarında Marshall değerleri hesaplanmıģtır. Bu değerler toplu olarak EK-1 de sunulmuģtur.

139 YumuĢama Noktasının Test Sonuçları Bu çalıģmada yumuģama noktası testi saf bitüm ve farklı katkı maddeleri farklı oranlarda uygulanmıģtır. Çizelge 9.17 de deney sonunda elde edilen yumuģama noktaları görülmektedir. Çizelge Saf ve katkılı bitümlere ait yumuģama noktaları Bitüm YumuĢama Noktası ( C) Saf Bitüm 49 Melas Modifiyeli Bitüm (%1) 48,9 Melas Modifiyeli Bitüm (%2) 48,7 Melas Modifiyeli Bitüm (%3) 48,6 Melas Modifiyeli Bitüm (%5) 48,4 Melas Modifiyeli Bitüm (%7,5) 50,7 Melas Modifiyeli Bitüm (%10) 51 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%1) 50,3 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%2) 50,5 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%3) 50,7 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%5) 51 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%7,5) 51,2 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%10) 51,5 Çizelge 9.17 e bakıldığında çalıģmada kullanılan katkı maddelerinin yumuģama noktasında etkisi böyle açıklana bilir: Melas ile modifiye edildiği bitümlerde yumuģama noktasının katkı maddesinin oranına bağlıdır ve katkı maddesi melasın oranı %5 kadar artınca yumuģama noktası da azalma göstermektedir. Katki maddesinin oranı %7.5 yükseldiğinde yumuģama noktasında yine artıģ görünmektedir. En büyük değiģimi %10 katkı maddesi melas içeren bitüme ait olduğu görünmektedir. Sonuç olarak saf bitümle katkılı bitümlerin yumuģama noktaları arasında %10

140 120 melas içeren bitüm %4 artıģ göstermektedir ve en küçük azalma ise %1 melas içeren %0,2 azalma oranına aittir. MEBSA ile modifiye edilen bitümlerde de katkı maddesinin oranı artınca yumuģama noktasında artıģ gözükmektedir. MEBSA ile meydana gelen artıģ melasin yarattığı artıģla kıyaslandığında, MEBSA nın daha fazla etkisi olduğu anlaģılır. Sonuç olarak saf bitümle katkılı bitümlerin yumuģama noktaları arasında %10 MEBSA katkı maddesi içeren bitüm %5,1 artıģla en büyük değiģim ve en küçük artıģ %1 MEBSA içeren %2,6 artıģı yaratmaktadır. YumuĢama noktası bitümün iklimsel değiģimlere karģı duyarlılığının bir göstergesi olduğu için, yumuģama noktası değerinin yüksek olması bitümün kıvamı sıcaklık değiģince daha az etkilenmesi anlamına gelmektedir. YumuĢama noktasının artıģı tekerlek izi oluģumunu önlemesini sağlar [58-61]. Yukarıdaki sonuçlara göre her iki katkı maddesi de yumuģama noktalarında artma meydana getirmektedir ve oransal olarak MEBSA daha fazla artıģa sebep olmaktadır. Sonuçlara göre bu tür bitümler daha sıcak bölgelerde kullanılabilir ve tekerlek izi oluģumuna karģı direncini artırır Düktilite Test Sonuçları Düktilite testi bu çalıģmada kullanılan katkı maddeleri melas ile MEBSA ya uygulanmıģ ve sonuçlar çizelge 9.18 de sunulmuģtur.

141 121 Çizelge C yapılan düktilite sonuçları Bitüm 25 C da Düktilite Ölçümleri Saf bitüm +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%1) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%2) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%3) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%5) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%7,5) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%10) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%1) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%2) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%3) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%5) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%7,5) +88,5 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%10) +78 Düktilite testinin 25 C da yapıldığına göre uygulanan test katkı maddelerinin belirli bir etkisini gösteremiyordu. Çizelge 9.18 de göründüğü gibi sonuçlar sadece MEBSA katkı maddesiyle modifiye edilmiģ bitümlerde %7,5 ve %7,5 den fazla katkı maddesi içeren bitümler için fikir sunmaktadır. Bu nedenle düktilite testinin daha düģük sıcaklıkta yapılmasına karar verildi ve bu kez test sıcaklığını 10 derece düģürterek 15 C da testler yapıldı. Bu testin sonuçları 9.19 çizelgede sunulmuģtur.

142 122 Çizelge C yapılan düktilite sonuçları Bitüm 15 C da Düktilite Ölçümleri Saf bitüm +65 Melas Modifiyeli Bitüm (%1) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%2) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%3) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%5) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%7,5) +100 Melas Modifiyeli Bitüm (%10) +100 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%1) +63 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%2) +61,5 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%3) +59 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%5) +56 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%7,5) +54 MEBSA Modifiyeli Bitüm (%10) +52,5 15 C test sonuçları incelendiğinde melas katkı maddesinin düktilitesini arttığı görülmektedir. MEBSA katkı maddesi ise melasın aksi düktiliteyi önemli miktarda düģürüyor. Bitüm, düģük hava sıcaklıklarında yeteri kadar sünek olabildiği taktirde esnek üstyapılarda görülen düģük sıcaklık çatlaklarının oluģumu azalabilmektedir [55]. Düktilite testi, bitümün sünekliğinin göstergesidir ve test sonuçlarına göre, melas ile modifiye edilen bitümün düģük sıcaklıklarda sünek davranıģ özelliğinde artıģ göstermektedir. Bu sonuçlara göre daha soğuk hakim olduğu bölgelerde melas katkılı bitümün kullanılması en önemli bozulmalardan biri olan düģük ısı çatlaklarin oluģumunu önleye bilmektedir.

143 123 MEBSA ile modifiye edilmiģ bitümler daha sıcak hava koģullarında kullanılarak daha rijit oldukları için tekerlek izi ve lastik deseni oluģumu gibi problemlerin meydana gelmesini önlerler Soyulma Direnci Test Sonuçları Bu çalıģmada soyulma özellikleri Nicholson yöntemiyle değerlendirilmiģtir. Kalker türlü agregayı bitümle 110 C lik sıcaklıkta karıģtırıp ve Nicholson testi yapılmıģtır. ÇalıĢmada bulunan 2 tür katkı maddesi ile farklı oranlarda numuneler hazırlanmıģ. Nicholson testi saf bitüm üzerinde de uygulanarak katkılı bitümlerle kıyaslanmıģ. Sonuçlar sadece soyulma direnci değil, soyulma oranlarını da belirtmiģ. Soyulma direnci, deney sonunda her bir bitümlü karıģımdaki soyulma oluģmayan toplam agrega yüzey alanının karıģımda bulunan toplam agrega yüzey alanına oranlanmasıyla elde edilmiģtir. Soyulma testi karıģımlarda farklı bitüm kullanımı ile elde edilen soyulma dirençleri ve soyulma oranları Çizelge 9.20 de sunulmuģtur. Çizelge Bitümlü karıģımların soyulma dirençleri ve soyulma oranları Bitüm Türü Soyulma Direnci (%) Soyulma Oranı (%) Saf bitüm Melas Modifiyeli Bitüm (%1) Melas Modifiyeli Bitüm (%2) Melas Modifiyeli Bitüm (%3) Melas Modifiyeli Bitüm (%5) Melas Modifiyeli Bitüm (%7,5) Melas Modifiyeli Bitüm (%10) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%1) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%2) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%3) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%5) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%7,5) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%10) 90 10

144 124 Çizelge 9.20 e bakıldığında MEBSA katkı maddesinin oranı %7,5 ve daha büyük olduğunda karıģımda %30 ila %50 oranında soyulma direncinin artıģına sebep olması görünmektedir. Saf bitümün soyulmaya direnci %40 olunca %10 MEBSA katkı maddesi içeren bitüm soyulma direncini %110 artırabilmektedir. Melas ile modifiye edilen bitümler ve saf bitümün kıyaslamasında %1 melas içeren karıģımın %10 soyulmaya karģı direncinin arttığı görünmektedir. Melasın oranı artınca soyulmaya karģı direncin azalması çizelge 9.20 e bakarak anlaģılmaktadır. Soyulma, agrega ve bitüm arasındaki bağ kuvvetinin (yapıģmanın) su tesiriyle kopması olarak tarif edile bilir. Agrega, bitümle kıyaslandığında su ile daha kolay bağlananır. Su, gerek agreganın bitümle kaplanmasında gerekse kaplanmıģ agreganın bitümle arasındaki bağın devam ettirilmesinde sorunlar oluģturur [28]. Agreganın karıģımda kuru, sıcak ve temiz olması agregayla bitüm arasında oluģan bağın artıģına sebep olmaktadır. Aksi taktirde adezyonun düģük olmasına neden olarak agrega ile bitüm arasındaki bağ kuvvetinin azalmasıyla soyulmaya karģı direnç de azalır. Kaplamaların soyulmaya karģı direncini etki eden baģka bir husus agreganın yapısal özellikleridir. Agreganın hidrofobik(suyu emmeyen) ve ya hidrofilik(suyu emen) olması soyulma direncini büyük seviyede etkilemektedir. Bazalt ve kalker hidrofobik agrega oldukları için suya maruz kaldıklarında hidrofilik agregalara nazaran (granit) soyulmaya karģı dirençlerinin daha yüksek olduğu görünmektedir. Nicholson deneyine ait olduğu resimler saf bitümle kıyaslanarak EK-2 de sunulmuģtur Penetrasyon Test Sonuçları Bitüm sınıflandırmasında da kullanılan penetrasyon deneyi bu çalıģmada 25 C da saf bitüm ve tüm oranlarda 2 tür katkı maddeleri içeren bitümlere uygulandı ve değiģimler saf bitümle kıyaslanarak artıģ ve ya azalıģ oranları belirlendi.

145 125 Sonuçlar çizelge 9.21 de sunulmuģtur: Çizelge Katkılı ve saf bitümlerin penetrasyon sonuçlarıyla saf bitüme göre değiģim oranları Bitüm Türü Penetrasyon (25 C,mm) AzalıĢ/ArtıĢ yüzdesi Saf bitüm 67 - (+/-) Melas Modifiyeli Bitüm (%1) 68 %1,5 ArtıĢ (+) Melas Modifiyeli Bitüm (%2) 68,5 %2,2 ArtıĢ (+) Melas Modifiyeli Bitüm (%3) 69 %3 ArtıĢ (+) Melas Modifiyeli Bitüm (%5) 70 %4,7 ArtıĢ (+) Melas Modifiyeli Bitüm (%7,5) 72 %7,5 ArtıĢ (+) Melas Modifiyeli Bitüm (%10) 62 %7,5 AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%1) 65 %3 AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%2) 64 %4,5 AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%3) 63,5 %5,2 AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%5) 61 %9 AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%7,5) 60 %10,5AzalıĢ (-) MEBSA Modifiyeli Bitüm (%10) 57 %15 AzalıĢ (-) Çizelgede de göründüğü gibi melas katkı maddesiyle modifiye edilen bitümlerde penetrasyon miktarı, katkı maddesine bağlı olarak %7,5 oranlara kadar artınca artmaktadır. Viskozite sonuçları da doğruladığı gibi melasın katkı seviyesini %10 yükseltince daha sert, penetrasyonu düģük olan ve viskozitesi yüksek olan bitümelde edilir. Melasın tam tersi etkiyi yaratan MEBSA ile modifiye edilen bitümlerde katkı maddesinin oranı artınca penetrasyon değerlerinde düģüģ görünmektedir. BaĢka bir değiģle MEBSA oranı bitümde artınca daha sert bitüm elde edilir. Melas katkı maddesi orijinal bitümün penetrasyonunu %7,5 kadar azaltırken MEBSA katkı maddesi %15 e kadar düģüģüne sebep olmaktadır.

146 126 Uygulanan testlerin sonuçlarında her bir katkı maddesinin bitüm ve bitümle agrega karıģımında meydana getirdiği değiģimlerle üstyapının performansına etkileri incelendi. Melas ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların farklı oranlarda ilave edilmesiyle meydana gelen değiģimler çizelge 9.22 de ve MEBSA ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların meydana getirdiği değiģimler özet olarak çizelge 9.23 te sunulmuģtur. Çizelge Melas ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların farklı oranlarda ilave edilmesiyle meydana gelen değiģimler Katkı Maddesi Oran% Viskozite YumuĢama Noktası Melas 1% 2%-9,8% 0,1 C azalma azalma Melas 2% 2,7%-25% 0,3 C azalma azalma Melas 3% 3,5%-42% 0,4 C azalma azalma Melas 5% 4,1%-43% 0,6 C azalma azalma Melas 7,5% 5,3%-16% 0,7 C Melas 10% artma 9,5%-28,5% artma artma 1 C artma Düktilite Marshall Stabilitesi artma 0,25% artma artma 0,29% artma artma 0,33% artma artma 0,47% artma artma 10,2% artma artma 0,42% artma Soyulma Direnci 10% artma etkisiz 5% azalma 10% azalma 20% azalma etkisiz Penetrasyon %1,5 artıģ %2,2 artıģ %3 artıģ %4,7 artıģ %7,5 artıģ %7,5 azalma Çizelge MEBSA ile modifiye edilen bitüm ve bitümlü karıģımların farklı oranlarda ilave edilmesiyle meydana gelen değiģimler Katkı Maddesi Oran% Viskozite YumuĢama Noktası MEBSA 1% 1%-13,5% 1,3 C artma artma MEBSA 2% 1%-14,8% 1,5 C artma artma MEBSA 3% 3%-16,6% 1,7 C artma artma MEBSA 5% 4%-19,9% 2 C artma artma MEBSA 7,5% 6,8%-23% 2,2 C MEBSA 10% artma 7,9%-28,5% artma artma 2,5 C artma Düktilite Marshall Stabilitesi 0,4% azalma artma 0,54% azalma artma 0,93% azalma artma 1,3% azalma artma 4% azalma artma 15% azalma artma Soyulma Direnci 5% azalma 7% azalma 9% azalma 5% azalma 30% artma 50% artma Penetrasyon %3 azalma %4,5 azalma %5,2 azalma %9 azalma %10,5 azalma %15 azalma

147 Maliyet Hesabı Bitümlü bağlayıcıların modifikasyonu amacıyla kullanılan malzemelerin tercih edile bilmesi için sağladığı faydalar yanında maliyetinin uygun olması ve aynı zamanda kolay elde edilebilmesi gerekmektedir. TüpraĢ petrol rafineleri fiyat kataloğuna göre 2013 yılında bitümün Kırıkkale rafineri çıkıģ fiyatı KDV dahil 1198 TL / ton olarak belirtilmiģtir. Marshall yöntemiyle bulunan bitümün optimum oranının % 5 olduğuna göre: AC 50/70 bitümü kullanılarak hazırlanan 1 ton karıģım için harcanan miktar hesaplanmak istenirse: 0 0 (9.6) Melas katkılı bitüm için % 7,5 oranında Melas ilave edilmesiyle: Melasın fiyatı 330 TL / ton olduğunu göze alarak 1 ton karıģımın elde edilmesi için harcanan miktar hesaplanmak istenirse: (9.7) (9.8) MEBSA katkılı bitüm için % 7,5 oranında MEBSA ilave edilmesiyle: MEBSA katkı maddesinin hazırlanması için %19,2 boroksit Melasa ilave edilmiģtir, boroksitin fiyatının 3700 TL/ ton olarak göze alındığında karıģım fiyatının hesaplanması için: (9.9) (9.10)

148 128 Aynı bitümün polimer kökenli SBS gibi katkı maddesiyle % 6 oranında modifiye edilmesi (SBS katkı maddesinin 6000 TL/ ton fiyatını göze alarak) hesaplanmak istenirse: (9.11) (9.12) Yapılan çalıģmada %7,5 oranında Melas ve MEBSA katılarak elde edilen katkılı bitümlerin %6 SBS içeren katkılı bitümle kıyaslandığında SBS oranının daha az olmasına rağmen Melasın kullanılmasıyla 2,57 TL/ton ve MEBSA nın kullanılmasıyla 2,33 TL/ ton kazanç sağlanmaktadır. Maliyetlerin karģılaģtırılmasında Melas ve MEBSA ile modifiye edilen bitümlerin maliyetinin daha düģük olduğu görünmektedir. Melasın fiyatının düģük olmasının yanı sıra, karıģımın küçük yüzdesini oluģturan bitüme (%4 -%5) düģük oranlarda katkı maddesi ilave edilmektedir, bu yüzden katkı maddesi karıģımın çok küçük yüzdesini oluģturmaktadır.

149 SONUÇLARIN DEĞERLENDĠRĠLMESĠ VE ÖNERĠLER Bitümlü kaplamalar değiģik hava koģullarında trafik yüklerine maruz kalmaktadırlar. Kaplamaların performansının uzun süre içinde düģmemesi ve bunun yanı sıra yolun konfor ve güveninin kısa dönem içinde azalmaması her zaman istenmiģtir. Bu özelliklerin elde edilmesi için malzemelerin iyi seçilmesi, karıģımların oranının iyi ayarlanması ve yapım prosedürü mümkün oldukça dikkatle yapılması gerekmektedir. Bu çalıģma kapsamında Ģeker pancarı melas ve melas ve boroksit içeren iki farklı katkı maddesi kullanılmıģ. Katkı maddelerinin bitüm ve agrega ile bitüm karıģım özelliklerinde meydana getirdiği değiģimler viskozite testleri, yumuģama noktası testleri, düktilite testleri, Marshall testleri ve Nicholson soyulma testiyle değerlendirilmiģtir. Melas ile hazırlanmıģ katkı maddelerinin %1-%5 arasında bitüm üzerinde etkisi, yumuģama noktası ve viskoziteyi azaltarak Marshall stabilitesi ve duktiliteyi artırır. %7,5-%10 arasında Melas içeren katkı maddeleri viskozite, yumuģama noktası, düktilite ve marshall stabilitesin saf bitüme göre artıģı görünmektedir. Meydana gelen değiģimlere göre Melas katkı maddesi bitümün daha sünek olmasını sağlamaktadır. DüĢük ısı çatlakların soğuk bölgelerde meydana geldiği için bitümün daha sünek davranıģıyla bu tür çatlakları önleyerek bitümün performansının artmasını sağlamaktadır. Melas ile modifiye edilen bitümlerde Marshall stabilitesinin saf bitüme göre küçük seviyede artıģı görünmektedir. Bitümün daha sünek olması, plent sıcaklığının azalmasına neden olarak bir yandan enerjide tasarruf sağlayarak, diğer yandan bitümün yüksek sıcaklığa maruz kalınca kısa dönem yaģlanmaya yol açan bozulmanın azalmasını sağlar. Melas ile modifiye edilen bitümlerde viskozitenin saf bitüme göre daha düģük olması, daha sünek bitüm elde edilmesi nedeniyle bitümün pompalanabilirlik ve iģlenebilirliğini artırır Melas ile modifiye edilen bitümlerin soyulma direncinin saf bitüme göre karģılaģtırıldığında 1% Melas içeren bitüm dıģında katkı maddesinin negatif etkisi olduğu görünmektedir. Belirtilen hususlara göre Melas katkılı bitümlerin saf bitümle kıyaslandığında daha sünek oldukları için

150 130 soğuk iklimin hakim olduğu bölgelerde kullanımları uygun görünmektedir. Diğer yandan Melas katkılı bitümlerin daha yüksek stabiliteye sahip oldukları için trafiğin yoğun olduğu bölgelerde, kavģak yaklaģım alanlarında ve fazla fren yapıldığı toplu taģıt duraklarında kullanılmaları tavsiye edilmektedir. MEBSA ile modifiye edilen bitümlerin viskozite ve yumuģama noktasında artıģ meydana geldiği halde düktilite de azalma görünmektedir. MEBSA ile modifiye edilen bitümlerin daha sert olduğu için tekerlek izine karģı direncinin artıģı beklenilmektedir. MEBSA katkı maddesi bitümün fiziksel sertliğini artırarak tekerlek izine karģı direncinin artmasının yanı sıra kusma ve lastik deseni oluģumuna karģı direncini artırır. Bu nedenlerle MEBSA ile modifiye edilen bitümlerin daha sıcak iklimin hakim olduğu bölgelerde kullanmasıyla üstyapı performansının artmasına neden olur. MEBSA ile modifiye edilen bitümlerde 5% oranına kadar soyulma direncinde negatif bir etki yaratıp ve katkı maddesini 7,5% dan daha fazla olduğunda soyulma direncinde saf bitüme göre artıģ görünmektedir. Bu nedenle %7,5-%10 MEBSA içeren bitümlerin yağıģlı iklimin hakim olduğu bölgelerde kullanımı tavsiye edilmektedir. Bitümün MEBSA ile modifiye edildiğinde plent sıcaklığının artmasına ve bitümün iģlenebilirliğinin azalması gibi negatif etkilere yol açmaktadır. Belirtilen hususlara göre MEBSA katkılı bitümlerin saf bitümle kıyaslandığında daha sert oldukları için daha sıcak iklimin hakim olduğu bölgelerde kullanımları uygun görünmektedir. MEBSA katkılı bitümlerin saf bitüme göre daha yüksek stabiliteye sahip oldukları için, ağır taģıt otoyollar, trafik ıģığına yakın olduğu bölgeler, toplu taģıt duraklar ve Ģeritlerde kullanılmaları tavsiye edilmektedir. Karayollarında Melas gibi yan ürün ve atık malzeme olarak kullanılması, daha düģük maliyetlerle bitümün modifikasyonu yapılmakta, çevre kirliliğine neden olan atık malzemelerin ortadan kaldırılması sağlanmaktadır. Melas gibi yan ürün olan malzemeler üzerinde yeterince araģtırma yapılmalı ve malzemelerin iyi tanımlanmasıyla özelliklerine göre en avantajlı ve kolay elde edilen malzeme seçilerek, Ģartname değerlerini sağlamak koģuluyla bitümde katkı maddesi olarak kullanılmalıdır. Melas diğer katkı maddeleriyle (özellikle polimer kökenli)

151 131 kıyaslandığında yapılan fiyat analizlerine göre önemli miktarda maliyet düģüģü sağlamasını baģarmıģtır.

152 132 KAYNAKLAR 1. Ilıcalı, M., Tayfur, S., Özen, H., Sönmez, Ġ., ve Eren, K., Asfalt ve Uygulamaları, İstanbul Büyükşehir Belediyesi İstanbul Asfalt Fabrikaları Sanayi ve Ticaret A.Ş., Ġstanbul, 33, 37-50, 53, 56-58, 60-62, 90, 93 (2001). 2. Çubuk,M., Katkı Maddelerile Bitümün Reolojik Özelliklerinin GeliĢtirilmesi ve Esnek Kaplama Malzeme OluĢumunda Problemlerin Giderilmesi, Doktora tezi (2007). 3. Lavin, P.G., Asphalt Pavements, Spon Press, London and New York, (2003) 4. Fakhri, M., ve Kheiry, P., Laboratory Evaluation of Some Available Anti- Stripping Agents in Iran to Increase the Durability of HMA Mixtures, First International Bitumen Confrence (2008). 5. Golestani, B., Physical, mechanical and rheological properties of polymer and nanoclay composites modified bitumens Yüksek Lisans Tezi (2011). 6. Philadelphia. P.A., Annual book of ASTM standards, Road and Paving Materials,4 (3) (2004). 7. Alkonis, John J., Introduction to Polymer Viscoelasticity, Wiley Interscience, (2005) 8. Whiteoak, D., Shell Bitüm El Kitabı, Abdullah Hilmi Lav, M.AyĢen Lav, İstanbul Büyükşehir Belediyesi İstanbul Asfalt Fabrikaları Sanayi ve Ticaret A.Ş., Ġstanbul 28-29, 48-49, 57, 86-88, 92, , 122, , , , 161, (2004). 9. Yağız, F., IĢıksalan, C., Keçeciler, A. F., ve Akkol, G., Bitümlü Malzemeler, İş Matbaacılık ve Ticaret, Ankara, 49-51, 54, 71, 75, 77-82, 302 (1967). 10. Valtorta, D., Poulikakosb, L.D., Partl, M.N., ve Mazza, E., Rheological properties of polymer modified bitumen from long term field tests, (2006). 11. Lu, X., ve Isacsson, U., Chemical and rheological evaluation of ageing properties of SBS polymer modified bitumens, FUEL, (1997). 12. Garcia-Morales, M., Partal, P., Navarro, F.J., Martínez-Boza, F.J., ve Gallegos, C., Processıng, rheology and storage stability of recycled EVA/LDPE modified bitumen, J. Polymer Engineering And Science, vol 47, n 2, (February 2007), p

153 Partal, P., Effect of waste polymer addition on the rheology of modified bitumen. 14. AASHTO provisional standard, American Association of State Highway and Transportation Officials, (1993). 15. Ilıcalı, M., Tayfur,S., Özen, H., ve Sönmez, K., Asfalt ve Uygulamaları, Yıldız Teknik Üniveristesi yayın Merkezi Başkanlığı, Seçil Ofset, 280, (2001). 16. Sağlık, A., ve Güngör, G.A., Karayolları Esnek Üstyapılar Projelendirme Rehberi, Ankara, ġengül, A., Asfalt Kaplamalarda Tekerlek Ġzinde Oturma Ve Su Hasarı Problemlerinin Azalması Ġçin SÖnmüĢ Kireç Kullanımı Yüksek Lisans Tezi (2006). 18. Çelik, O. N., Otomobil lastigi ile modifiye edilmis asfaltın dinamik reolojik analizi, 1. Ulusal Asfalt Sempozyumu, Istanbul, (1996). 19. Partal, P., Rheological characteristics of ground tire rubber-modified bitumen s chemical engineering journal(2002). 20. Partal, P., Thermo-rheological behavior and storage stability of ground tire rubber-modified bitumens, FUEL, (2004). 21. Orhan, F., Arikan Öztürk., Sağlık, A., ve Güngör, G.A., Polimer Modifiye Bitümlerin Superpave Performans Sınıflrının Belirlenmesi, (2009). 22. ġengoz, B., ve Isikyakar G., Morphology and image analysis of polymer modified bitumens, Construction and building materials, (2008). 23. Stangl, K., The Effects of Styrene-Butadien-Styrene Modification on the Characteristics and Performance of Bitumen, Monatshefte for Chemie Chemical Monthly, (2007). 24. Gürü, M., Tekeli, S., Çubuk, M. K., ve Çubuk, M., Recycling of scrap vehicle tyre as elastic surface material, The First Jordanian Internatıonal Conference of Materials Science and Engineering, Jordan, (2005). 25. TC Bayındırlık ve Ġskan Bakanlığı, Karayolları Genel Müdürlüğü, Teknik AraĢtırma Dairesi BaĢkanlığı, Bitümlü Karışımlar Laboratuar El Kitabı, Ankara, (1993). 26. TC Bayındırlık Bakanlığı, Karayolları Genel Müdürlüğü, AraĢtırma Dairesi BaĢkanlığı, Bitümlü Malzemeler Laboratuar El Kitabı, Yayın no 239, (1988).

154 Whiteoak, D., Shell Bitüm El Kitabı, Abdullah Hilmi Lav, M. AyĢen Lav, İstanbul Büyükşehir Belediyesi İstanbul Asfalt Fabrikaları Sanayi ve Ticaret A.Ş., Ġstanbul 28-29, 48-49, 57, 86-88, 92, 113, 122, , , 161, (2004). 28. Arslan, D., Esnek Üstyapıların Performans Özelliklerinin Sentetik Metal ve Polibor Katkı Maddeleriyle GeliĢtirilmesi, Doktora tezi, (2010). 29. Orhan, F., Bitümlü KarıĢımlar Laboratuvarları ÇalıĢmaları, Araştırma Geliştirme Dairesi Bakanlığı Üstyapı Geliştirme Şubesi Müdürlüğü (2012). 30. Tayfur, S., TaĢ Mastik Asfalt (SMA) Kaplamaları Ġçin Uygun KarıĢımın AraĢtırılması ve Bir Hizmet Ömrü Modeli GeliĢtirilmesi Doktora Tezi Y.T.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Ġstanbul, (2001). 31. Pavement Performance Trends, AASHTO Guide for Design of Pavement Structure, Washington D.C., (1986). 32. Saltan, M., ve KaraĢahin, M., Esnek Üstyapıların Değerlendirilmesinde Tahribatsız Test Yöntemlerinin Ġncelenmesi. Ulusal Asfalt Sempozyumu, Ġstanbul, Bildiriler Kitabı : (1996). 33. Bahia, H.U., ve Anderson, D.A., (1994), Binder Rheological Parameters Background and Comparison With Conventional Properties, Strategic Highway Research Program, Washington, D.C. 34. Özen, H., Karayolu Üstyapı Ders Notları, (2004). 35. Umar, F., ve Ağar, E., Yol Üstyapısı, İstanbul Teknik Üniversitesi Matbaası, Ġstanbul, (1985). 36. Rogge, D.F., Leahy, R.B. ve Blair, R., Cold-In-Place (CIP) Recycling with Lime, Transportation Research Instit., OR State Univ., Corvallis, OR, July, (1995). 37. Mohammed, L., ve Abadie, G.P., Mechanistic Evaluation Of Hydrated Lime In HMA Mixtures, TRB, (2000). 38. Taha, R., Al-Rawas, A., Al-Harthy, A., ve Qatan, A., Use Of Cement Bypass Dust As Filler In Asphalt Concrete Mixtures, (2002). 39. Önal, M., Aray, S., ve Orhan, F., Polimer ile Modifiye EdilmiĢ Sıcak KarıĢımların Bitüm Yüzdesi DeğiĢiminin KarıĢımların Laboratuvar KoĢullarındaki Performansına Etkisinin Ġncelenmesi 2. Ulusal Asfalt Sempozyumu, 81-84, Ankara (1998).

155 Wen, G., Zhang, Y., Zhang, Y., Sun, K., ve Chen, Z., Vulcanization characteristics of asphalt/sbs blends in the presence of sulfur, Journal of Applied Polymer Science, 82: (2001). 41. Wen, G., Zhang, Y., Zhang, Y., Sun, K., ve Fan, Y., Improved properties of SBS modified asphalt with dynamic vulcanization, Polymer Eng. And Science, 42 (5): (2002). 42. Stastna, J., Zanzotto, L., ve Vacin, O. J., Vicosity function in polymer-modified asphalts, Journal of Colloid and Interface Science, 259: (2003). 43. Eribol, S., ve Orhan, F., Elostomerlerle modifiye edilmis bitümlerin özellikleri, 4. Ulusal Asfalt Sempozyumu, 80-93, Ankara, (2004). 44. Radenberg, M., Effect of Hydrated Lime Addition on the Deformation of Hot Mix Asphalt in the Wheel Tracking Test, IFTA, Essen, Germany, Paper Presented at Lhoist HMA Symposiom, Dusseldorf, Germany (1998). 45. Verhasselt, A., ve Choquet, F.S., Comparing Field and Laboratory Aging of Bitumens on a Kinetic Basis, Transportation Research Record No. 1391, 30-38, (1993). 46. Vanelstraete, A., ve Verhasselt, A., Effects of Hydrated Lime on the Rheological Properties of Mastics Before and After Aging and on the Behavior and Construction Aging of Mastics, Road Research Center, Brussels, Belgium, Paper Presented at Lhoist HMA Symposium, Dusseldorf, Germany (1998). 47. Xiaohu, L., ve Isacsson, U., Effect of ageing on bitumen chemistry and rheology, Material and Structure, 16: (2002). 48. Görkem, Ç., ve ġengöz, B., Predicting stripping and moisture induced damage of asphalt concrete prepared with polymer modified bitumen and hydrated lime, Construction and Building Materials, 23 (6): (2009). 49. Little, D.N., ve Epps, J., The Benefits Of Hydrated Lime In Hot Mix Asphalt, Report For National Lime Assocation, (2001). 50. Madencilik Özel Ġhtisas Komisyonu Raporu, Endüstriyel Hammadeler Alt Komisyonu Yapı Malzemeleri. Çalışma Raporu. Ankara, (1986). 51. Cimilli,T., Yapı Malzemesi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Basımevi; Trabzon, (1986). 52. Lee, A.R., Adhesion In Relation To Bituminous Road Materials, Journal of The Society of Chemical Industry, 55, 23, (1936).

156 ASTM D , Standart Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures Using A Rotational Viscometer, American Standard for Testing Materials, West Conshohocken (2002). 54. Ġnternet: EcopaveAustralia ustralia_005.htm 55. Tunç, A., Yol Malzemeleri ve Uygulamaları, Atlas Yayın Dağıtım Ltd. ġti., Ġstanbul, (2001). 56. Corrigan, M., Warm mix asphalt technologies and research. Federal Highway Administration-FHWA; (2008). 57. Hurley, G.C., ve Prowell, B.D., Evaluation of Aspha-min zeolite for use in warm mix asphalt. NCAT report National Center for Asphalt Technology- Auburn University, Auburn, AL: (2005). 58. Silvia, Caro, Diana, P., Beltrán, Allex, E., Alvarez, ve Cindy Estakhri Analysis of moisture damage susceptibility of warm mix asphalt (WMA) mixtures based on Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) testing and a fracture mechanics model, Construction and Building Materials, (2012). 59. Tayfur, S., Özen, H., ve Aksoy, A., Investigation of rutting performance of asphalt mixtures containing polymer modifiers, Construction and Building Materials, 21 (2): (2007). 60. Gonzalez, O., Munoz, M.E., Santamaria, A., Garcia-Morales, M., Navarro, F.J., ve Partal, P., Rheology and stability of bitumen/eva blends, European Polymer Journal, 40 (10): (2004). 61. Galooyak, S.S., Dabir, B., Nazarbeygi, A.E., ve Moeini, A., Rheological properties and storage stability of bitumen/sbs/montmorillonite composites, Construction and Building Materials, 24 (3): (2010).

157 EKLER 137

158 EK-1 Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge 1.1. %1 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 60 60, , , , , , ,508 3, , ,5 493,5 2,421 2,3 929 Ort. 2,428 2,1 935,33 Çizelge 1.2. %2 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 60, , , ,395 1, ,5 61,9 61,7 61, ,392 2, ,508 4,6 15, ,8 61,2 61,2 61,1 1185, , Ort. 2,391 1,95 935,7 138

159 EK-1 (Devam) Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge 1.3. %3 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 60,7 60,9 61, , , ,1 59, ,448 1, ,508 2,31 13, ,8 60, , Ort. 2, Çizelge 1.4. %5 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) , ,372 1, ,9 61,7 61, ,393 1, ,508 4,86 15,49 68, ,5 61,6 61, ,395 1, Ort. 2, ,33 139

160 EK-1 (Devam) Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge 1.5. %7,5 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 62,5 60,9 61,3 61, ,417 1, ,5 60,1 60,2 1195, ,429 1, ,508 3,43 14,21 75, ,5 493,5 2,421 1, Ort. 2,422 1, Çizelge 1.6. %10 melas ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 61 60,5 60,4 60, , , , ,421 2, ,508 3, , ,6 61,2 60, ,43 2,2 927 Ort. 2,428 2,

161 EK-1 (Devam) Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge 1.7. %1 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) , , , , , ,508 4,5 15,28 70, ,396 2,2 934 Ort. 2,395 2,1 937,3 Çizelge 1.8. %2 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) , , , , , ,508 3,03 13, , , Ort. 2,

162 EK-1 (Devam) Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge 1.9. %3 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) ,8 691, ,5 2,397 1, , , ,508 4,8 15,45 68, , ,5 2, Ort. 2,387 1,9 941,6 Çizelge %5 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 61 60, , ,43 1, , , ,508 3, , ,5 59,5 60,3 60,4 1181, ,411 1,9 950 Ort. 2,428 1,

163 EK-1 (Devam) Modifiye bitümler için hazırlanmıģ briketler ve hesaplamaları Çizelge %7,5 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 63 60, ,2 1188,7 697,5 1195, ,387 1, , , ,508 4,3 14,99 71, ,5 60,5 1185,8 704,5 1194, ,42 1,7 996 Ort. 2,4 1,83 970,3 Çizelge %10 MEBSA ile modifiye edilen bitüm için Marshall deney sonuçları Briket no. 501 Bitüm Briket yüksekliği Havadaki Ağırlık Sudaki Ağırlık DYK Hacim Dp Dt BoĢluk VMA Vf Akma DüzeltilmiĢ Stabilite % (mm) (g) (g) (g) (V) (Vh%) % % (kgf) Wa Ort. (A) (C) (B) 60 60, ,2 1184,3 697,5 1195, ,364 1, , ,2 1193, ,373 1, ,508 5,6 16,16 65, , ,366 1, Ort. 2,367 1, ,3 143

164 144 EK-2 Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim 2.1. Saf ve 1% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:1% Melas) Resim 2.2. Saf ve 2% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:2% Melas)

165 145 EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim 2.3. Saf ve 3% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:3% Melas) Resim 2.4. Saf ve 5% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:5% Melas)

166 146 EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim 2.5. Saf ve 7,5% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:7,5% Melas) Resim 2.6. Saf ve 10% Melas katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:10% Melas)

167 147 EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim 2.7. Saf ve 1% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:1% MEBSA) Resim 2.8. Saf ve 2% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:2% MEBSA)

168 148 EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim 2.9. Saf ve 3% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:3% MEBSA) Resim Saf ve 5% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:5% MEBSA)

169 149 EK-2 (Devam) Nicholson deneyine ait sonuçlar Resim Saf ve 7,5% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:7,5% MEBSA) Resim Saf ve 10% MEBSA katkılı nicholson test sonuçları (Sol:Saf, Sağ:10% MEBSA)

170 150 EK-3 Briket yüksekliğine bağlı düzeltme faktörleri Çizelge 3.1. Briket yüksekliğine bağlı düzeltme faktörleri

3.2 Bitümlü Bağlayıcılar

3.2 Bitümlü Bağlayıcılar 3.2 Bitümlü Bağlayıcılar Bitümlü karışımlarda agrega danelerini bir arada tutmak, geçirimsizliği sağlamak, dayanımı artırmak gibi bazı özelliklerin kazandırılması için bitümlü bağlayıcılar kullanılır.

Detaylı

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI Y.Doç.Dr. Murat KARACASU Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Ulaştırma Anabilim Dalı Nisan 2011 TÜRKİYE DE SON 6 YILDA

Detaylı

Asfalt Betonu Kaplamaların Farklı Sıcaklıklarda Dayanımı

Asfalt Betonu Kaplamaların Farklı Sıcaklıklarda Dayanımı Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der. Science and Eng. J of Fırat Univ. 17 (3), 463-469, 2005 17 (3), 463-469, 2005 Asfalt Betonu Kaplamaların Farklı Sıcaklıklarda Dayanımı Erkut SAYIN ve Bekir YILDIRIM Fırat

Detaylı

POLĠETĠLEN TEREFTALAT (PET) ATIKLARININ POLĠMERĠZASYON ĠLE ELDE EDĠLEN ÜRÜNLERĠNĠN ASFALT BETONLARINDA KULLANABĠLĠRLĠĞĠ. Seyyed Ali FARZANIAN

POLĠETĠLEN TEREFTALAT (PET) ATIKLARININ POLĠMERĠZASYON ĠLE ELDE EDĠLEN ÜRÜNLERĠNĠN ASFALT BETONLARINDA KULLANABĠLĠRLĠĞĠ. Seyyed Ali FARZANIAN POLĠETĠLEN TEREFTALAT (PET) ATIKLARININ POLĠMERĠZASYON ĠLE ELDE EDĠLEN ÜRÜNLERĠNĠN ASFALT BETONLARINDA KULLANABĠLĠRLĠĞĠ Seyyed Ali FARZANIAN YÜKSEK LĠSANS TEZĠ ĠNġAAT MÜHENDĠSLĠĞĠ GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ FEN

Detaylı

TÜRKİYE BİTÜMLERİNİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ

TÜRKİYE BİTÜMLERİNİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ TÜRKİYE BİTÜMLERİNİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ A. Gürkan GÜNGÖR 1 Ahmet SAĞLIK 2 ÖZET Daha yüksek performanslı bitümlü kaplamalar geliştirmek amacıyla, Amerika da Stratejik Karayolu Araştırma

Detaylı

POLYESTER REÇİNENİN BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN YÜKSEK SICAKLIK PERFORMANS SEVİYESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ 1. Perviz AHMEDZADE*, Mehmet YILMAZ, Mesude YILMAZ

POLYESTER REÇİNENİN BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN YÜKSEK SICAKLIK PERFORMANS SEVİYESİ ÜZERİNDEKİ ETKİSİ 1. Perviz AHMEDZADE*, Mehmet YILMAZ, Mesude YILMAZ Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24 (1-2) 227-240 (2008) http://fbe.erciyes.edu.tr/ ISSN 1012-2354 POLYESTER REÇİNENİN BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN YÜKSEK SICAKLIK PERFORMANS SEVİYESİ ÜZERİNDEKİ

Detaylı

POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Meltem ÇUBUK a,*, Metin GÜRÜ b, M. Kürşat ÇUBUK c a) Denizcilik Müsteşarlığı, Maltepe, Ankara, meltem.cubuk@denizcilik.gov.tr b) Gazi

Detaylı

SBS TÜRÜ POLİMERLERİN SICAK ASFALT KARIŞIMINDA KATKI OLARAK KULLANILMASI

SBS TÜRÜ POLİMERLERİN SICAK ASFALT KARIŞIMINDA KATKI OLARAK KULLANILMASI SBS TÜRÜ POLİMERLERİN SICAK ASFALT KARIŞIMINDA KATKI OLARAK KULLANILMASI ÖZET : Asfalt karıģımlarının baģarısını etkileyen önemli faktörlerden birisi de kullanılan bitümün niteliğidir. Saf bitüm kullanmakla

Detaylı

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I 16. Bitüml Bitüm hidrokarbon ham petrolün distilasyonu taşkömürünün karbonizasyonu Petrol kökenli olanları asfalt, Kömür kökenli olanları

Detaylı

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ

MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Farklı üretim yöntemleriyle üretilen ürünler uygulama koşullarında üzerlerine uygulanan kuvvetlere farklı yanıt verirler ve uygulanan yükün büyüklüğüne bağlı olarak koparlar,

Detaylı

KGM KAUÇUK ASFALT ÇALIŞMALARI

KGM KAUÇUK ASFALT ÇALIŞMALARI SUNUM ADI HAZIRLAYAN BİRİM ADI KGM KAUÇUK ASFALT ÇALIŞMALARI AHMET SAĞLIK ARAŞTIRMA-GELİŞTİRME DAİRESİ BAŞKANLIĞI ÜSTYAPI GELİŞTİRME ŞUBE MÜDÜRLÜĞÜ ÖMRÜNÜ TAMAMLAMIŞ LASTİKLER Türkiye de 180 000 ton /yıl

Detaylı

Bitümlü sıcak karışımlar; - aşınma - binder - bitümlü temel. tabakalarında kullanılır.

Bitümlü sıcak karışımlar; - aşınma - binder - bitümlü temel. tabakalarında kullanılır. BÖLÜM 4. BİTÜMLÜ KARIŞIMLAR Bitümlü sıcak karışımlar hem asfalt bağlayıcının hem de reganın uygun ısıya kadar ısıtılıp uygun oranlarda plentte karışımı ile elde edilmekte ve yüksek standartlı esnek kaplamaların

Detaylı

BİTÜM VE BİTÜMLÜ KARIŞIMLARIN PERFORMANS ÖZELLİKLERİNİN ORGANİK ESASLI ÇİNKOFOSFAT BİLEŞİĞİ İLE GELİŞTİRİLMESİ

BİTÜM VE BİTÜMLÜ KARIŞIMLARIN PERFORMANS ÖZELLİKLERİNİN ORGANİK ESASLI ÇİNKOFOSFAT BİLEŞİĞİ İLE GELİŞTİRİLMESİ Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Cilt 27, No 2, 459-466, 2012 Vol 27, No 2, 459-466, 2012 BİTÜM VE BİTÜMLÜ KARIŞIMLARIN PERFORMANS

Detaylı

T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ T.C. SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ TÜRKĠYE COĞRAFĠ BÖLGELERĠ ĠÇĠN BĠTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN PERFORMANS DERECELERĠNĠN BELĠRLENMESĠ VE SBS KATKILI GÖZLEM YOLU YAPILMASI Mevlüt KAYA DOKTORA TEZĠ

Detaylı

FARKLI PENETRASYON DERECELERİNE SAHİP ASFALT ÇİMENTOLARININ KALICI DEFORMASYONA KARŞI DAYANIMLARININ VE İŞLENEBİLİRLİKLERİNİN İNCELENMESİ

FARKLI PENETRASYON DERECELERİNE SAHİP ASFALT ÇİMENTOLARININ KALICI DEFORMASYONA KARŞI DAYANIMLARININ VE İŞLENEBİLİRLİKLERİNİN İNCELENMESİ FARKLI PENETRASYON DERECELERİNE SAHİP ASFALT ÇİMENTOLARININ KALICI DEFORMASYONA KARŞI DAYANIMLARININ VE İŞLENEBİLİRLİKLERİNİN İNCELENMESİ Necati KULOĞLU Mehmet YILMAZ Baha Vural KÖK Özet: Ülkemizde esnek

Detaylı

SOĞUK KARIġIM TASARIMI VE KATKI MALZEMESĠ MĠKTARI-KÜR SÜRESĠ ĠLĠġKĠSĠ

SOĞUK KARIġIM TASARIMI VE KATKI MALZEMESĠ MĠKTARI-KÜR SÜRESĠ ĠLĠġKĠSĠ SOĞUK KARIġIM TASARIMI VE KATKI MALZEMESĠ MĠKTARI-KÜR SÜRESĠ ĠLĠġKĠSĠ Dr. Süreyya TAYFUR 1 Dr. Halit ÖZEN 2 B. Kadri EREN 3 ABSTRACT In our country, there are big differences between the regions in terms

Detaylı

Bitümlü Karışımlar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Bitümlü Karışımlar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN Bitümlü Karışımlar Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN Bitümlü Sıcak Karışımlar (BSK) Belli orandaki, Bitüm ve aggrega, asfalt plentinde belli bir sıcaklıkta karıştırılarak elde edilir. BSK: - Aşınma tabakası -

Detaylı

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi. Mehmet YILMAZ*, Baha Vural KÖK, Özge ERDOĞAN YAMAÇ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi. Mehmet YILMAZ*, Baha Vural KÖK, Özge ERDOĞAN YAMAÇ Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Sigma 33, 157-165, 2015 Research Article / Araştırma Makalesi DETERMINATION OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF POLYMER AND NATURAL

Detaylı

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI 1.GİRİŞ Mermer üretiminde ülkemiz dünyada önemli bir yere sahiptir. Mermer ocak işletmeciliği ve işleme

Detaylı

POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 26, No 3, 623-630, 2011 Vol 26, No 3, 623-630, 2011 POLİTETRAFLORETİLEN BİLEŞİĞİNİN BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Meltem ÇUBUK

Detaylı

AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI VE AR-GE BAŞMÜHENDİSLİKLERİ LABORATUVARLARI

AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI VE AR-GE BAŞMÜHENDİSLİKLERİ LABORATUVARLARI AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI VE AR-GE BAŞMÜHENDİSLİKLERİ LABORATUVARLARI AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI LABORATUVARLARI BETON LABORATUVARI MEKANİK LABORATUVARI FİZİK LABORATUVARI KİMYA LABORATUVARI

Detaylı

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR: BURULMA DENEYİ 1. DENEYİN AMACI: Burulma deneyi, malzemelerin kayma modülü (G) ve kayma akma gerilmesi ( A ) gibi özelliklerinin belirlenmesi amacıyla uygulanır. 2. TANIMLAMALAR: Kayma modülü: Kayma gerilmesi-kayma

Detaylı

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Sigma Vol./Cilt 25 Issue/Sayı 4 Araştırma Makalesi / Research Article APPROPRIATE BINDER SELECTION TO APPLICATION REGION

Detaylı

Geometriden kaynaklanan etkileri en aza indirmek için yük ve uzama, sırasıyla mühendislik gerilmesi ve mühendislik birim şekil değişimi parametreleri elde etmek üzere normalize edilir. Mühendislik gerilmesi

Detaylı

ĠNġAAT VE YIKINTI ATIKLARINDAN GERĠ KAZANILAN MALZEMELERĠN ASFALT VE YOL DOLGU MALZEMESĠ ÜRETĠMĠNDE KULLANIM KRĠTERLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ

ĠNġAAT VE YIKINTI ATIKLARINDAN GERĠ KAZANILAN MALZEMELERĠN ASFALT VE YOL DOLGU MALZEMESĠ ÜRETĠMĠNDE KULLANIM KRĠTERLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ ĠNġAAT VE YIKINTI ATIKLARINDAN GERĠ KAZANILAN MALZEMELERĠN ASFALT VE YOL DOLGU MALZEMESĠ ÜRETĠMĠNDE KULLANIM KRĠTERLERĠNĠN BELĠRLENMESĠ KARAYOLU YAPISI ĠNġAAT ATIKLARININ KULLANIMI ĠnĢaat ve Yıkıntı Atıklarının

Detaylı

Meltem ÇUBUK DOKTORA TEZİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARALIK 2007 ANKARA

Meltem ÇUBUK DOKTORA TEZİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ARALIK 2007 ANKARA KATKI MADDELERİ İLE BİTÜMÜN REOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE ESNEK KAPLAMA MALZEME OLUŞUMUNDA PROBLEMLERİN GİDERİLMESİ Meltem ÇUBUK DOKTORA TEZİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ

Detaylı

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı 1. Basma Deneyinin Amacı Mühendislik malzemelerinin çoğu, uygulanan gerilmeler altında biçimlerini kalıcı olarak değiştirirler, yani plastik şekil değişimine uğrarlar. Bu malzemelerin hangi koşullar altında

Detaylı

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin

Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin BURMA DENEYİ Burma deneyinin çekme deneyi kadar geniş bir kullanım alanı yoktur ve çekme deneyi kadar standartlaştırılmamış bir deneydir. Uygulamada malzemelerin genel mekanik özelliklerinin saptanmasında

Detaylı

PLASTİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

PLASTİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER PLASTİKLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Mekanik Özellikler -Çekme dayanımı - Elastiklik modülü -Uzama değeri -Basma dayanımı -Sürünme dayanımı - Darbe dayanımı -Eğme dayanımı - Burulma dayanımı - Özgül ağırlık

Detaylı

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ Prof. Dr. Metin OLGUN Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü HAFTA KONU 1 Giriş, yapı malzemelerinin önemi 2 Yapı malzemelerinin genel özellikleri,

Detaylı

Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılan Agrega Cinsinin Kaplamanın Fiziksel Özelliklerine Etkisi

Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılan Agrega Cinsinin Kaplamanın Fiziksel Özelliklerine Etkisi Fırat Üniv. Fen ve Müh. il. Der. Science and Eng. J of Fırat Univ. 18 (1), 81-89, 2006 18 (1), 81-89, 2006 itümlü Sıcak arışımlarda ullanılan Agrega Cinsinin aplamanın Fiziksel Özelliklerine Etkisi Taner

Detaylı

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ

BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ BARTIN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ METALURJĠ VE MALZEME MÜHENDĠSLĠĞĠ MALZEME LABORATUARI I DERSĠ BURULMA DENEY FÖYÜ BURULMA DENEYĠ Metalik malzemelerin burma deneyi, iki ucundan sıkıştırılırmış

Detaylı

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ BURSA - 2016 1. GİRİŞ Eğilme deneyi malzemenin mukavemeti hakkında tasarım

Detaylı

taze beton işlenebilirlik

taze beton işlenebilirlik 8 taze beton işlenebilirlik Paki Turgut Kaynaklar 1) Hewlett PC, Cement Admixture: uses and applications, Cement Admixture Association 2) Domone P, Illston J, Construction Materials, 4th Edition 3) Mindess

Detaylı

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI YORULMA P r o f. D r. İ r f a n K A Y M A Z P r o f. D r. A k g ü n A L S A R A N A r ş. G ör. İ l y a s H A C I S A L İ HOĞ LU Aloha Havayolları Uçuş 243: Hilo dan Honolulu

Detaylı

5.NEWTONIAN VE NEWTONIAN OLMAYAN AKIŞKANLARIN VİSKOZİTESİNİN BELİRLENMESİ (ROTASYONEL REOMETRE)

5.NEWTONIAN VE NEWTONIAN OLMAYAN AKIŞKANLARIN VİSKOZİTESİNİN BELİRLENMESİ (ROTASYONEL REOMETRE) 5.NEWTONIAN VE NEWTONIAN OLMAYAN AKIŞKANLARIN VİSKOZİTESİNİN BELİRLENMESİ (ROTASYONEL REOMETRE) Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1 1. Amaç Yapılacak olan deneyin temel amacı, akışkanların

Detaylı

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır. Önsöz Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, İNŞ 2023 Yapı Malzemesi I (3+0) dersinde kullanılmak üzere hazırlanan bu kitap, İNŞ 2024 Yapı Malzemesi II dersinde kullanılan

Detaylı

Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ

Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ PROJENİN ADI: POLİMER KATKILI ASFALT ÜRETİMİNİN ARAŞTIRILMASI Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ ( Kimya Bilim Danışmanlığı Çalıştayı Çalışması 29 Ağustos-9 Eylül 2007) Danışman: Doç.Dr. İsmet KAYA 1 PROJENİN

Detaylı

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması.

Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması. 1 Deneyin Adı Çekme Deneyi Deneyin Amacı Çekme deneyinin incelenmesi ve metalik bir malzemeye ait çekme deneyinin yapılması. Teorik Bilgi Malzemelerin statik (darbesiz) yük altındaki mukavemet özelliklerini

Detaylı

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI a) Kullanış yeri ve amacına göre gruplandırma: 1) Taşıyıcı malzemeler: İnşaat mühendisliğinde kullanılan taşıyıcı malzemeler, genellikle betonarme, çelik, ahşap ve zemindir. Beton, çelik ve ahşap malzemeler

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net

MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net MALZEME BİLGİSİ DERS 8 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net BÖLÜM IV METALLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ GERİLME VE BİRİM ŞEKİL DEĞİŞİMİ ANELASTİKLİK MALZEMELERİN ELASTİK ÖZELLİKLERİ ÇEKME ÖZELLİKLERİ

Detaylı

TÜRKİYE DE SATHİ KAPLAMALARDA KULLANILAN BİTÜMLERİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ

TÜRKİYE DE SATHİ KAPLAMALARDA KULLANILAN BİTÜMLERİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Cilt 29, No 4, 689698, 2014 Vol 29, No 4, 689698, 2014 TÜRKİYE DE SATHİ KAPLAMALARDA KULLANILAN

Detaylı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Deney Laboratuvarı Adresi : Şerifali Çiftliği Hendem cad. No:58 Kat:1 Yukarıdudullu Ümraniye 34775 İSTANBUL / TÜRKİYE Tel : 0 216 420 47 52 Faks : 0 216 466 31

Detaylı

Farklı Tasarım Yöntemlerine Göre Hazırlanmış Asfalt Beton Numunelerinin Rijitliği

Farklı Tasarım Yöntemlerine Göre Hazırlanmış Asfalt Beton Numunelerinin Rijitliği Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der. Science and Eng. J of Fırat Univ. 18 (2), 235-241, 2006 18 (2), 235-241, 2006 Farklı Tasarım Yöntemlerine Göre Hazırlanmış Asfalt Beton lerinin Rijitliği Remzi NAMLI ve

Detaylı

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KOMPOZĠT VE SERAMĠK MALZEMELER ĠÇĠN ÜÇ NOKTA EĞME DENEYĠ FÖYÜ BURSA - 2016 1. GĠRĠġ Eğilme deneyi

Detaylı

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ 3 NOKTA EĞME DENEY FÖYÜ ÖĞRETİM ÜYESİ YRD.DOÇ.DR.ÖMER KADİR

Detaylı

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR: BURULMA DENEYİ 1. DENEYİN AMACI: Burulma deneyi, malzemelerin kayma modülü (G) ve kayma akma gerilmesi ( A ) gibi özelliklerinin belirlenmesi amacıyla uygulanır. 2. TANIMLAMALAR: Kayma modülü: Kayma gerilmesi-kayma

Detaylı

SAF VE SBS MODİFİYELİ BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN KISA DÖNEM YAŞLANMADAN SONRAKİ ÖZELLİKLERİNİN İKİ FARKLI YAŞLANDIRMA YÖNTEMİ KULLANILARAK İNCELENMESİ

SAF VE SBS MODİFİYELİ BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN KISA DÖNEM YAŞLANMADAN SONRAKİ ÖZELLİKLERİNİN İKİ FARKLI YAŞLANDIRMA YÖNTEMİ KULLANILARAK İNCELENMESİ Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 23, No 3, 569-575, 2008 Vol 23, No 3, 569-575, 2008 SAF VE SBS MODİFİYELİ BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN KISA DÖNEM YAŞLANMADAN SONRAKİ ÖZELLİKLERİNİN

Detaylı

Cilt 23, No 4, , 2008 Vol 23, No 4, , 2008

Cilt 23, No 4, , 2008 Vol 23, No 4, , 2008 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ. Cilt 23, No 4, 811-819, 2008 Vol 23, No 4, 811-819, 2008 STİREN-BUTADİEN-STİREN MODİFİYELİ BİTÜMLÜ BAĞLAYICILARIN SUPERPAVE SİSTEMİNE GÖRE YÜKSEK

Detaylı

Bitüm Emdirilmiş Atık Mukavva Levhaların Asfalt Betonunda Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Bitüm Emdirilmiş Atık Mukavva Levhaların Asfalt Betonunda Kullanılabilirliğinin Araştırılması Bitüm Emdirilmiş Atık Mukavva Levhaların Asfalt Betonunda Kullanılabilirliğinin Araştırılması * 1 Metin İPEK, 2 Kemalettin YILMAZ, 3 Barış GÖKÇEK, 2 Hüseyin ULUGÖL, 1 Kutalmış Recep AKÇA 1 Sakarya Üniversitesi,

Detaylı

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

MUKAVEMET DERSİ. (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ MUKAVEMET DERSİ (Temel Kavramlar) Prof. Dr. Berna KENDİRLİ Ders Planı HAFTA KONU 1 Giriş, Mukavemetin tanımı ve genel ilkeleri 2 Mukavemetin temel kavramları 3-4 Normal kuvvet 5-6 Gerilme analizi 7 Şekil

Detaylı

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2014 Yılı DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2014 Yılı DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ Kullanılıyor Mesai içi 1. AGREGA DENEYLERİ 1.1. Elek analizleri 150 1.2. Agrega özgül ağırlığının bulunması 130 1.3. Agrega su muhtevasının bulunması 130 1.4. Los Angeles deneyi ile aşınma kaybının bulunması

Detaylı

TÜRKİYE DE ÜRETİLEN RAFİNERİ BİTÜMLERİNİN KARAYOLU ÜSTYAPILARINDA KULLANIMI İÇİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ.

TÜRKİYE DE ÜRETİLEN RAFİNERİ BİTÜMLERİNİN KARAYOLU ÜSTYAPILARINDA KULLANIMI İÇİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ. TÜRKİYE DE ÜRETİLEN RAFİNERİ BİTÜMLERİNİN KARAYOLU ÜSTYAPILARINDA KULLANIMI İÇİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ Ahmet SAĞLIK YÜKSEK LİSANS TEZİ TRAFİK PLANLAMASI VE UYGULAMASI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN

Detaylı

BÖLÜM 6. ASFALT BETONU KAPLAMALARDA MEYDANA GELEN BOZULMALAR, NEDENLERİ VE İYİLEŞTİRİLMELERİ 6.1. Giriş Her çeşit kaplamada; -trafik etkisi -iklim

BÖLÜM 6. ASFALT BETONU KAPLAMALARDA MEYDANA GELEN BOZULMALAR, NEDENLERİ VE İYİLEŞTİRİLMELERİ 6.1. Giriş Her çeşit kaplamada; -trafik etkisi -iklim BÖLÜM 6. ASFALT BETONU KAPLAMALARDA MEYDANA GELEN BOZULMALAR, NEDENLERİ VE İYİLEŞTİRİLMELERİ 6.1. Giriş Her çeşit kaplamada; -trafik etkisi -iklim şartları - don etkisi - yol inşaatının uygun olmayan mevsimde

Detaylı

MEKANİK TEST LABORATUVARI

MEKANİK TEST LABORATUVARI MEKANİK TEST LABORATUVARI Darbe Mukavemeti Cihazı (Impact Resistency) Termoplastik malzemelerin darbeye karşı olan rezilyans değerlerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Testler; 0.5-50J aralığında değişim

Detaylı

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Kompozit Malzemeler ve Mekaniği Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Bölüm 3 Laminanın Mikromekanik Analizi Kaynak: Kompozit Malzeme Mekaniği, Autar K. Kaw, Çevirenler: B. Okutan Baba, R. Karakuzu. 3 Laminanın Mikromekanik

Detaylı

BÖLÜM 3. ESNEK ÜSTYAPILARDA KULLANILAN MALZEMELER

BÖLÜM 3. ESNEK ÜSTYAPILARDA KULLANILAN MALZEMELER BÖLÜM 3. ESNEK ÜSTYAPILARDA KULLANILAN MALZEMELER Esnek üstyapıda kullanılan malzemeleri - agregalar - bitümlü bağlayıcılar olmak üzere iki kısma ayırmak mümkündür. Bu bölümde iki ana malzeme grubunun

Detaylı

Plastik Parçanın Performansı Etkilenir:

Plastik Parçanın Performansı Etkilenir: Mekanik Özellikler -Çekme dayanımı - Darbe dayanımı -Uzama - Elastiklik modülü -Basma dayanımı - Özgül ağırlık -Sürünme - Su absorbsiyonu -Kesme dayanımı - Sürtünme katsayısı -Makaslama dayanımı - Modül

Detaylı

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5.

MALZEME BİLİMİ. Mekanik Özellikler ve Davranışlar. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR. (DERS NOTLARı) Bölüm 5. MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARı) Bölüm 5. Mekanik Özellikler ve Davranışlar Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR ÇEKME TESTİ: Gerilim-Gerinim/Deformasyon Diyagramı Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn

Detaylı

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Agregalar, beton, harç ve benzeri yapımında çimento ve su ile birlikte kullanılan, kum, çakıl, kırma taş gibi taneli farklı mineral yapıya sahip inorganik

Detaylı

Makine Elemanları I. Yorulma Analizi. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

Makine Elemanları I. Yorulma Analizi. Prof. Dr. İrfan KAYMAZ. Erzurum Teknik Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Makine Elemanları I Prof. Dr. İrfan KAYMAZ Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Yorulma hasarı Aloha Havayolları Uçuş 243: Hilo dan Honolulu (Havai) Uçuşu Tarih: 28 Nisan 1988 Makine elemanlarının

Detaylı

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ DÖNER SERMAYE GELİR GETİRİCİ FAALİYET CETVELİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ DÖNER SERMAYE GELİR GETİRİCİ FAALİYET CETVELİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ DÖNER SERMAYE GELİR GETİRİCİ FAALİYET CETVELİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ S.N Bilim Dalı İşin Adı Mesai İçi Mesai Dışı Mahalinde Fiyat (TL) Fiyat (TL) Fiyat (TL) Analiz Süresi

Detaylı

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması

2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması 1. Deney Adı: ÇEKME TESTİ 2. Amaç: Çekme testi yapılarak malzemenin elastiklik modülünün bulunması Mühendislik tasarımlarının en önemli özelliklerinin başında öngörülebilir olmaları gelmektedir. Öngörülebilirliğin

Detaylı

7. Yapılar ile ilgili projelerin ve uygulamalarının tekrarlı olması durumunda, her bir tekrar için ücret, belirtilen miktarın % 25 si kadardır.

7. Yapılar ile ilgili projelerin ve uygulamalarının tekrarlı olması durumunda, her bir tekrar için ücret, belirtilen miktarın % 25 si kadardır. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPI MALZEMESİ LABORATUVARINDA DÖNER SERMAYE ÇERÇEVESİNDE YAPILACAK DENEY, ÖLÇME VE MUAYENELERİN 2017 YILI BİRİM FİYAT LİSTESİ 1. Uludağ

Detaylı

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ

MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ MALZEME SEÇİMİ ve PRENSİPLERİ 1 MEKANİK ÖZELLİKLER Bu başlıkta limit değeri girilebilecek özellikler şunlardır: Young modülü (Young s modulus), Akma mukavemeti (Yield strength), Çekme mukavemeti (Tensile

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. www.fatihay.net fatihay@fatihay.net MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KRİSTAL KAFES NOKTALARI KRİSTAL KAFES DOĞRULTULARI KRİSTAL KAFES DÜZLEMLERİ DOĞRUSAL VE DÜZLEMSEL YOĞUNLUK KRİSTAL VE

Detaylı

DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ

DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ DERS-3 -REOLOJİ- VİSKOZİTE VE AKIŞ TİPLERİ Reoloji Yunanca da rheos akış demektir. Yunan filozofu Heraclitus reolojiyi panta rei akan herşey olarak tanımlamıştır. Bir maddenin bir zorlayıcı kuvvet karşısında

Detaylı

SAYBOLT VĐSKOZĐTE DENEYĐ

SAYBOLT VĐSKOZĐTE DENEYĐ ONDOKUZ MAYIS ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ SAYBOLT VĐSKOZĐTE DENEYĐ Hazırlayan: YRD. DOÇ. DR HAKAN ÖZCAN ŞUBAT 2011 DENEY NO: 1 DENEY ADI: SAYBOLT VĐSKOZĐTE DENEYĐ AMAÇ:

Detaylı

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır.

PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Plastik Şekil Vermenin Temelleri: Başlangıç iş parçasının şekline bağlı olarak PŞV iki gruba ayrılır. PLASTİK ŞEKİL VERME (PŞV) Metallerin katı halde kalıp olarak adlandırılan takımlar yardımıyla akma dayanımlarını aşan gerilmelere maruz bırakılarak plastik deformasyonla şeklinin kalıcı olarak değiştirilmesidir

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ GİRİŞ Yapılan herhangi bir mekanik tasarımda kullanılacak malzemelerin belirlenmesi

Detaylı

KTU MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MADEN ĠġLETME LABORATUVARI ArĢ. Gör. ġener ALĠYAZICIOĞLU AGREGA DARBE DAYANIMI DENEYİ

KTU MADEN MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ MADEN ĠġLETME LABORATUVARI ArĢ. Gör. ġener ALĠYAZICIOĞLU AGREGA DARBE DAYANIMI DENEYİ AGREGA DARBE DAYANIMI DENEYİ Tanım: Darbe dayanımı, standart boyutlardaki kayaçların belirli bir doğrultuda darbelere karģı gösterdiği dirençtir. Kayacın kullanım alanlarının belirlenmesinde darbe dayanımının

Detaylı

Sivas Divriği Çelik Cürufunun Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılabilirliliği

Sivas Divriği Çelik Cürufunun Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılabilirliliği C.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi (2009)Cilt 30 Sayı 1 Sivas Divriği Çelik Cürufunun Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılabilirliliği Baha Vural KÖK, Mehmet YILMAZ*, Mesude YILMAZ Fırat

Detaylı

MECHANICS OF MATERIALS

MECHANICS OF MATERIALS T E CHAPTER 2 Eksenel MECHANICS OF MATERIALS Ferdinand P. Beer E. Russell Johnston, Jr. John T. DeWolf Yükleme Fatih Alibeyoğlu Eksenel Yükleme Bir önceki bölümde, uygulanan yükler neticesinde ortaya çıkan

Detaylı

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1)

Beton sınıfına göre tanımlanan hedef (amaç) basınç dayanımları (TS EN 206-1) BETON TASARIMI (Beton Karışım Hesabı) İstenen kıvamda İşlenebilir İstenen dayanımda Dayanıklı Hacim sabitliğinde Ekonomik bir beton elde edebilmek amacıyla gerekli: Agrega Çimento Su Hava Katkı Maddesi:

Detaylı

Asfaltitin Bitüm ve Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi *

Asfaltitin Bitüm ve Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi * İMO Teknik Dergi, 2012 5813-5826, Yazı 371 Asfaltitin Bitüm ve Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi * Baha Vural KÖK* Mehmet YILMAZ** Necati KULOĞLU*** ÖZ Bu çalışmada Şırnak (Silopi)

Detaylı

ISIDAÇ 40. karo. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

ISIDAÇ 40. karo. Özel ürünleriniz için özel bir çimento! karo Özel ürünleriniz için özel bir çimento! Çimsa Kalsiyum Alüminat Karo Uygulamaları www.cimsa.com.tr, 10 yılı aşkın süredir Çimsa tarafından, TS EN 14647 standardına uygun olarak üretilen Kalsiyum Alüminat

Detaylı

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9B - BURULMA DENEYİ GİRİŞ Mekanik tasarım yaparken öncelikli olarak tasarımda kullanılması düşünülen malzemelerin

Detaylı

SHINGLE ATIKLARININ ASFALT BETONU KAPLAMALAR İÇERİSİNDE KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI

SHINGLE ATIKLARININ ASFALT BETONU KAPLAMALAR İÇERİSİNDE KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI ISSN:1306-3111 e-journal of New World Sciences Academy 2011, Volume: 6, Number: 4, Article Number: 1A0241 Bekir Aktaş 1 Mustafa Karaşahin 2 Ercan Akkoç 3 Cahit Gürer 4 Volkan Emre Uz 5 ENGINEERING SCIENCES

Detaylı

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI

PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI PERDELĠ BETONARME YAPILAR ĠÇĠN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALĠZ METOTLARI Nonlinear Analysis Methods For Reinforced Concrete Buildings With Shearwalls Yasin M. FAHJAN, KürĢat BAġAK Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,

Detaylı

BİTÜMLÜ BAĞLAYICILAR (ASFALT ÇİMENTOSU)

BİTÜMLÜ BAĞLAYICILAR (ASFALT ÇİMENTOSU) BİTÜMLÜ MALZEMELER-TANIMLAR BİTÜMLÜ BAĞLAYICILAR (ASFALT ÇİMENTOSU) Bitüm kelimesinin orijini BITUMEN? Fransızca da BITUMEN ÖZELLİKLERİ & DENEYLERİ İngilizce ye de aynı kelime geçmiştir. BİTÜMLÜ BAĞLAYICILAR

Detaylı

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2

DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü M={(1- )/[(1+ )(1-2 DALGA YAYILMASI Sonsuz Uzun Bir Çubuktaki Boyuna Dalgalar SıkıĢma modülü = M={(1- )/[(1+ )(1-2 )]}E E= Elastisite modülü = poisson oranı = yoğunluk V p Dalga yayılma hızının sadece çubuk malzemesinin özelliklerine

Detaylı

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ

REOLOJĐ. GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ REOLOJĐ GERĐLME, ŞEKĐL DEĞĐŞĐMĐ ve ZAMAN ĐLĐŞKĐLERĐ 36 REOLOJĐ VE VĐSKOELASTĐSĐTE Reoloji cisimlerin gerilme altında zamana bağlı şekil değişimini (deformasyon) inceleyen bilim dalıdır. Genel olarak katıların

Detaylı

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN SUNUM İÇERİĞİ Çimentolu Sistemler / Beton Betonun Yapısı ve Özellikleri Agrega Özellikleri Beton Özelliklerine

Detaylı

Abdullah TAŞCI YÜKSEK LİSANS TEZİ

Abdullah TAŞCI YÜKSEK LİSANS TEZİ T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ PİROLİZ EDİLMİŞ ATIK ARAÇ LASTİKLERİNDEN ELDE EDİLEN ATIK YAĞ VE KARBON SİYAHI İLE MODİFİYE EDİLMİŞ BİTÜMLÜ BAĞLAYICININ REOLOJİK ÖZELLİKLERİ Abdullah TAŞCI

Detaylı

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi Sigma 28, 26-34, 2010 Research Article / Araştırma Makalesi INVESTIGATION OF PENETRATION AND PENETRATION INDEX IN BITUMEN

Detaylı

Sathi Kaplamalar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Sathi Kaplamalar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN Sathi Kaplamalar Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN Sathi Kaplama Mevcut BSK kaplama üzerine veya granüler temel tabaka üzerine astar tabakası ve yapıştırma tabakası seriminden sonra, uygun oranda kübik şekle yakın

Detaylı

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi:

MALZEME ANA BİLİM DALI Malzeme Laboratuvarı Deney Föyü. Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi. Deneyin Tarihi: Deneyin Adı: Malzemelerde Sertlik Deneyi Deneyin Tarihi:13.03.2014 Deneyin Amacı: Malzemelerin sertliğinin ölçülmesi ve mukavemetleri hakkında bilgi edinilmesi. Teorik Bilgi Sertlik, malzemelerin plastik

Detaylı

FİZİK LABORATUVARI HİZMETLERİ

FİZİK LABORATUVARI HİZMETLERİ FİZİK LABORATUVARI HİZMETLERİ İŞİN ADI Cam Kürecik Deneyleri Görünüş Kusurlu cam küreciklerin ağırlıklı yüzdesi Tane Büyüklüğü Dağılımı Kırılma İndisi Tanelerin ve yabancı taneciklerin ağırlıklı yüzdesi

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin amacı, fizik mühendisliği öğrencilerine,

Detaylı

BÖLÜM 2. ESNEK ÜSTYAPILAR

BÖLÜM 2. ESNEK ÜSTYAPILAR BÖLÜM 2. ESNEK ÜSTYAPILAR Esnek üstyapılar, taşıtlar için gerekli performansı (sürüş konforu ve emniyeti sağlayabilme özelliğine) sağlayan ve taşıtların neden olduğu gerilmelere karşı yeterince stabiliteye

Detaylı

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS)

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM VE ANALİZ (ANSYS) MALZEME ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Bir tasarım yaparken öncelikle uygun bir malzemenin seçilmesi ve bu malzemenin tasarım yüklerini karşılayacak sağlamlıkta

Detaylı

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi

MMU 402 FINAL PROJESİ. 2014/2015 Bahar Dönemi MMU 402 FNAL PROJESİ 2014/2015 Bahar Dönemi Bir Yarı eliptik yüzey çatlağının Ansys Workbench ortamında modellenmesi Giriş Makine mühendisliğinde mekanik parçaların tasarımı yapılırken temel olarak parça

Detaylı

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi:

5/8/2018. Windsor Probe Penetrasyon Deneyi: BETON DAYANIMINI BELİRLEME YÖNTEMLERİ Mevcut betonarme yapılarda beton dayanımının belirlenme nedenleri: Beton dökümü sırasında kalite denetiminin yapılmamış olması. Taze betondan alınan standart numune

Detaylı

DİATOMİT İN TAŞ MASTİK ASFALT KARIŞIMINDA KULLANILMASI

DİATOMİT İN TAŞ MASTİK ASFALT KARIŞIMINDA KULLANILMASI DİATOMİT İN TAŞ MASTİK ASFALT KARIŞIMINDA KULLANILMASI A.Gürkan GÜNGÖR 1, Fatma ORHAN 1, Serdar KAŞAK 1, M.Kürşat ÇUBUK 2 ÖZET Ülkemizde yolcu taşımacılığının % 95 i ve yük taşımacılığının yaklaşık % 90

Detaylı

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ

TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ TAHRİBATLI MALZEME MUAYENESİ DENEYİ MAK-LAB15 1. Giriş ve Deneyin Amacı Bilindiği gibi malzeme seçiminde mekanik özellikler esas alınır. Malzemelerin mekanik özellikleri de iç yapılarına bağlıdır. Malzemelerin

Detaylı

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN ÇEKME TESTLERİ A- DENEYİN ÖNEMİ ve AMACI Malzemelerin mekanik davranışlarını incelemek ve yapılarıyla özellikleri arasındaki

Detaylı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Akreditasyon Kapsamı Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/6) Deney Adresi : Site Mahallesi, Özgürlük Bulvarı No:152 - P.K.15 72100 BATMAN/TÜRKİYE Tel : 0 488 217 22 68 Faks : 0 488 217 26 81 E-Posta : mehmet.sakin@tupras.com.tr

Detaylı

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI AKSLAR VE MİLLER P r o f. D r. İ r f a n K A Y M A Z P r o f. D r. A k g ü n A L S A R A N A r ş. G ör. İ l y a s H A C I S A L İ HOĞ LU Dönen parça veya elemanlar taşıyan

Detaylı

Doç. Dr. Mustafa ÖZDEN Arş. Gör. Gülden AKDAĞ Arş. Gör. Esra AÇIKGÜL

Doç. Dr. Mustafa ÖZDEN Arş. Gör. Gülden AKDAĞ Arş. Gör. Esra AÇIKGÜL Doç. Dr. Mustafa ÖZDEN Arş. Gör. Gülden AKDAĞ Arş. Gör. Esra AÇIKGÜL 11.07.2011 Adıyaman Üniversitesi Eğitim Fakültesi İlköğretim Bölümü Fen Bilgisi Öğretmenliği A.B.D GĠRĠġ Fen bilimleri derslerinde anlamlı

Detaylı