BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIM AŞINMA TABAKALARININ PERFORMANSLARININ İLERİ DENEYLER İLE BELİRLENMESİ



Benzer belgeler
DİATOMİT İN TAŞ MASTİK ASFALT KARIŞIMINDA KULLANILMASI

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

KGM KAUÇUK ASFALT ÇALIŞMALARI

Asfalt Betonu Kaplamaların Farklı Sıcaklıklarda Dayanımı

Asfalt Betonun Fiziksel Özelliklerinde Darbeli Sıkıştırmanın Etkisi

Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılan Agrega Cinsinin Kaplamanın Fiziksel Özelliklerine Etkisi

Farklı Tasarım Yöntemlerine Göre Hazırlanmış Asfalt Beton Numunelerinin Rijitliği

MODİFİYE EDİLMİŞ POROZ ASFALT KARIŞIMLARIN PERFORMANSI

Sivas Divriği Çelik Cürufunun Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılabilirliliği

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

Bitümlü Karışımlar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

AR-GE DAİRESİ BAŞKANLIĞI VE AR-GE BAŞMÜHENDİSLİKLERİ LABORATUVARLARI

Kuzey Marmara Otoyolu Projesi Kapsamında Taş Mastik Asfalt (TMA) Uygulamaları ve Performanslarının Karşılaştırılması

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI

Granüler Temel Tabakasının Mekanik Davranışına Sıkıştırma Yöntemleri ve Agrega Özelliklerinin Etkisi *

Superpave ve Marshall Yöntemlerinin Deneysel Karşılaştırılması *

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Asfalt Karışımlarının Dönel Presle Sıkıştırılması 1

SHINGLE ATIKLARININ ASFALT BETONU KAPLAMALAR İÇERİSİNDE KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI

Bitümlü karışımların gerilme-şekil değiştirme davranışı

Asfaltitin Bitüm ve Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi *

Uzun Ömürlü Esnek Üstyapıların Tasarımı

DETERMINING THE BITUMEN PERCENT OF BINDER LAYER OF ASPHALTIC CONCRETE WITH STATISTICAL METHOD

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

TÜRKİYE DE SATHİ KAPLAMALARDA KULLANILAN BİTÜMLERİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ

Ereğli Demir Çelik Fabrikası Cürufunun Asfalt Betonunda Agrega Olarak Kullanılması

Asfalt Betonu Aşınma Tabakasının Bitüm Yüzdesi Tayini İçin Tahmin Modeli

BÖLÜM 2. ESNEK ÜSTYAPILAR

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

KAZINMIŞ ASFALT KAPLAMALARIN YENİDEN KULLANIMI KGM UYGULAMALARI

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

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

Ferrokrom Cürufu Kullanımının Bitümlü Sıcak Karışımların Mekanik Özelliklerine Etkisi

Asfalt Betonunda Siyah Karbonun Filler Olarak Kullanımı *

BİTÜMLÜ KAPLAMA AGREGALARI VE KARIŞIMLARI İLE İLGİLİ AVRUPA STANDARDLARI

SOĞUK KARIġIM TASARIMI VE KATKI MALZEMESĠ MĠKTARI-KÜR SÜRESĠ ĠLĠġKĠSĠ

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

Polipropilen Fiberlerin Bitümlü Sıcak Karışımlarda Katkı Malzemesi Olarak Kullanımı

Çizelge 5.1. Çeşitli yapı elemanları için uygun çökme değerleri (TS 802)

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

beton karışım hesabı

Volkan Emre UZ, İslam GÖKALP, S. Ercan EPSİLELİ, Mehtap TEPE

Sıkıştırılmış Asfalt Betonun Bitüm Yüzdesinin Tayini

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

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK BORU YAPI ELEMANLARININ DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI ÖZET

TÜRKİYE BİTÜMLERİNİN PERFORMANS SINIFLARININ BELİRLENMESİ

Sigma Vol./Cilt 25 Issue/Sayı 2 Araştırma Makalesi / Research Article THE EFFECT OF CARBON BLACK ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF ASPHALT MIXTURES

ISIDAÇ 40. yapı kimyasalları. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

TÜRKİYE ASFALT ENDÜSTRİSİ

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

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

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

Bir esnek üstyapı projesi hazırlanırken değerlendirilmesi gereken faktörler: - Trafik hacmi, - Dingil yükü, - Dingil yüklerinin tekrarlanma sayısı -

5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

Beton Asfaltın Farklı Türden Temeller Üzerindeki Serbest Basınç Mukavemet Değerinin Değişimi

Sathi Kaplamalar. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Superpave Sisteminde Bölge Meteorolojik Hava Verileri Kullanılarak Performans Dereceli (PG) bağlayıcı sınıfı seçimi

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

BÖLÜM 3. ESNEK ÜSTYAPILARDA KULLANILAN MALZEMELER

Bitümlü kaplamalarda düşük sıcaklık çatlaklarının incelenmesi

Bitüm Emdirilmiş Atık Mukavva Levhaların Asfalt Betonunda Kullanılabilirliğinin Araştırılması

Karayolu Üstyapıları (Rijit-Esnek) İçin Alternatif Prefabrik Plak Yönteminin Geliştirilmesi

Balıkesir ili yol çalışmalarında kullanılan agregaların özellikleri ve şartnameye uygunluğu

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

Üstyapı Tasarımını Etkileyen Faktörler. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

Endüstriyel atıkların karayolu üstyapısında değerlendirilmesi

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

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 2013 YILI DÖNER SERMAYE FİYAT LİSTESİ İÇİNDEKİLER

Mühendislik Birimleri Laboratuarları 1. İnşaat Mühendisliği Birimi Laboratuarları Yapı Malzemeleri ve Mekanik Laboratuarı

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

Asfalt film kalınlığının bitümlü karışımların yaşlanmasına etkisi

Trafik yükünü taşımak üzere yapılan ve kaplama, temel, alttemel tabakalarını içine alan yol yapısıdır.

Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi

Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

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

TÜRKİYE ASFALT ENDÜSTRİSİ-2006

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI DENEY ADI: AGREGA ELEK ANALİZİ VE GRANÜLOMETRİ EĞRİSİ

Beton Yol Kalınlık Tasarımı. Prof.Dr.Mustafa KARAŞAHİN

ASFALT BETONU BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIM BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIM TİPLERİ

KARAYOLU ESNEK ÜSTYAPISININ PROJELENDĐRĐLMESĐ; D KARAYOLU ÖRNEĞĐ

1. Projeden, malzemeden gerekli veriler alınır

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI

Doç. Dr. Halit YAZICI

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KAYA MEKANİĞİ LABORATUVARI

ÇELİK LİF KULLANIMININ YÜKSEK PERFORMANSLI BETONLARIN SÜNEKLİK ÖZELLİĞİNE ETKİSİ

3.2 Bitümlü Bağlayıcılar

BETON YOL KAPLAMALARINDA VAKUM UYGULAMASI ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Elastisite modülü çerçevesi ve deneyi: σmaks

ÇEVRESEL TEST HİZMETLERİ 2.ENVIRONMENTAL TESTS

ANALİZ LİSTESİ. 150*150*150 ebatlarında 7 veya 28 Günlük Kürü Tamamlanmış Küp Beton Numune

Bitüm Miktarının Asfalt Betonu Dayanımına Etkisinin Bulanık Mantık Yaklaşımıyla Değerlendirilmesi

KÖMÜRCÜOĞLU MERMER FİRMASI TRAVERTEN DOĞALTAŞINA AİT DONA DAYANIM ANALİZ RAPORU

SBS-ELASTOMER KATKILI ASFALT BETONU KARIŞIMLARINDA PLASTİK DEFORMASYON DAVRANIŞI

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

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

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

ATIK LASTİK KATKISININ SICAK ASFALT ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF WASTE TIRE ADDITIVES ON HOT MIX ASPHALT PROPERTIES

Transkript:

BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIM AŞINMA TABAKALARININ PERFORMANSLARININ İLERİ DENEYLER İLE BELİRLENMESİ A.Gürkan GÜNGÖR 1 Fatma ORHAN 1 Serdar KAŞAK 1 ÖZET Karayolları Genel Müdürlüğü nün sorumluluğunda yer alan Bitümlü Sıcak Karışım (BSK) kaplamalı karayollarımızın en üst tabakası olarak inşaa edilen aşınma tabakası karışımlarında, genellikle asfalt betonu aşınma karışımı ile önemli ve ağır trafikli yollarımızda Taş Mastik Asfalt () karışımı kullanılmaktadır. Ayrıca, aşınma tabakasında, yolun yapılacağı yörenin iklim koşulları ve trafiğe uygun bitüm sınıfı seçilmekte, gerekli durumlarda modifiye bitümler kullanılmaktadır. Bilindiği üzere BSK maliyetleri oldukça yüksektir. Bu nedenle, yapılan BSK tabakalarının ömürlerinin uzun, bakım-onarım maliyetlerinin düşük, sürüş konforunun yüksek olması her zaman hedeflenen bir amaçtır. Bu amaca ulaşmak için, trafik ve iklim koşullarına en uygun BSK tabakalarının seçilmesi, imalatların gerektiği gibi yapılması, bakım çalışmalarının zamanında ve doğru uygulanması zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. Amacın bir aşaması olan uygun BSK tipinin belirlenmesi konusunda çalışma yürütülmüştür. Çalışmada; BSK yol üstyapısının en üst tabakası olan aşınma tabakasında kullanılan Asfalt Betonu Aşınma ve Taş Mastik Asfalt karışım tiplerinin dizaynı Marshall ve Superpave yöntemleri ile hazırlanarak, farklı bitümlü bağlayıcı tipleri ile hazırlanan karışımların İndirek Çekme Mukavemeti, Tekerlek İzinde Oturma, Çevrimsel Basınç (cycling compression) ve Yorulma (fatigue) deneyleri yapılarak performansları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca karışımların elastisite modülleri de belirlenmiştir. 1.GENEL BİLGİLER Çalışmanın ilk aşamasında agregalar, karışım gradasyonu ve bitümlü bağlayıcı tipinin seçimi gerçekleştirilmiştir. Agrega cinsi belirlenirken karayollarımızda aşınma tabakasında, ocak durumunun (mesafe ve kalite olarak) uygun olması halinde zorunlu olarak kullanılması Karayolu Teknik Şartnamesinde (KTŞ) de belirtilen mağmatik kayaçlardan üretilmiş agrega olan ve ülkemizde pek çok yolumuzda kullanılan Bazalt agrega seçilmiştir. Ancak agrega karışım gradasyonu sağlamak amacıyla ince agreganın ve filler agreganın bir kısmı kalker agregadan ilave edilmiştir. Her iki tip agregaya ait 1 İnş. Yük. Müh., Karayolları Genel Müdürlüğü, Üstyapı Şb. Md., Ankara

özellikler ile KTŞ Asfalt Betonu (AB) Aşınma ve kaba agrega şartname kriterleri Tablo-1 de verilmiştir. Tablo 1 Agrega Özellikleri Agrega Cinsi Yapracık Alacaatlı KTŞ Özellik Bazalt Kalker AB Los Angeles Aşınma Kaybı, % 11,0 24,0 maks.30 maks.25 Sağlamlık (Na 2 SO 4 ) Kayıp, % 2,0 2,0 maks.10 maks.8 Cilalanma Değeri 53 42 min. 50 Kaba Agrega Su Emme, % 1,2 0,5 maks.2,0 Aşınma tabakasında kullanılacak agrega karışım gradasyonu KTŞ de verilen şartname limitleri esas alınarak yollarımızda yaygın olarak kullanılan gradasyonlara göre belirlenmiştir. Agrega karışım gradasyonları ve KTŞ limitleri Tablo 2 ve Grafik- 1 de verilmiştir. Bitümlü bağlayıcı seçiminde ülkemiz iklim koşullarına göre, diğer sınıflara göre daha yaygın olarak kullanılan B 50/70 bitüm ve polimer modifiye bitüm olarak Tip-3 özelliklerine uygun, SBS ile üretilen bitümlü bağlayıcılar seçilmiştir. Bitümlü bağlayıcıların özellikleri, penetrasyon sınıfı bitüm için TS 1081 EN 12591 standardına, modifiye bitüm için KTŞ de verilen modifiye bitüm teknik şartnamesine göre belirlenmiştir. Ayrıca, klasik metotlar yerine performansa dayalı özelliklerin belirlendiği metotları kullanan Superpave Performance Grade (PG) Standardına göre de bitümlü bağlayıcıların özellikleri belirlenmiştir. Projede kullanılan bitümlerin PG özellikleri Tablo 3 de verilmiştir. Tablo 2 Agrega Karışım Gradasyonları % Geçen Elek Açıklığı AB Aşınma mm Dizayn Şartname Dizayn Şartname 19,1 100 100 100 100 12,7 90,0 83-100 95,2 90-100 9,5 80,0 70-90 62,0 50-75 4,75 45,0 40-55 33,0 25-40 2,00 32,0 25-38 23,7 20-30 0,42 15,0 10-20 15,0 12-22 0,177 8,0 6-15 12,0 9-17 0,075 7,0 4-10 9,0 8-14

Grafik 1 AB Aşınma- Gradasyon Eğrileri 100.0 90.0 80.0 0.075 0.177 0.42 2.00 4.75 9.52 12.7 19.1 AB AŞINMA 70.0 60.0 % GEÇEN 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 No.200 No.80 No.40 ELEK AÇIKLIĞI No10 No.4 3/8" 1/2" 3/4" Tablo 3 B 50/70 ve Polimer Modifiye Bitüm Özellikleri (PG) Bitümlü Bağlayıcı B50/70 PMB Orijinal Bitüm RTFOT PAV Penetrasyon, 0,1mm 63 54 Yumuşama Noktası, o C 48,8 67,0 Brookfield Viskozite cp 373 1255 135 o C,20rpm DSR (G*/sinδ>1kPa) Fail Tem. 66,8 71,8 Grade 64 70 Kütle Kaybı % 0,02 0,2 DSR (G*/sinδ >2,2 kpa) DSR (G*sinδ <5000 kpa) Fail Tem. 67,6 74,4 Grade 64 70 Fail Tem. 20,3 23,9 Grade 22 25 BBR S (MPa) m-value S (MPa) m-value Sıcaklık -6 o 67,8 0,326 C 65,4 0,318 (S 300MPa m 0,300) -12-18 o C o C 179 0,302 223 0,263 136 0,338 231 0,268 287 0,278 403 0,213 272 0,274 405 0,216 PG BİTÜM SINIFI 64-22 70-16

2 YÖNTEM VE BULGULAR 2.1. Karışım Dizaynı Seçilen agrega gradasyonları esas alınarak Marshall ve Superpave yöntemlerine göre bitümlü sıcak karışım dizaynları hazırlanmıştır. Marshall dizaynı, Asphalt Institute MS-2, Superpave karışım dizaynı ise Asphalt Institute SP-2 ve AASHTO R35 Superpave Volumetric Design for Hot-Mix Asphalt standardına göre yapılmıştır. Superpave karışım dizaynında, karayollarımızın trafik değerleri yüksek olduğundan ESAL 30 milyon için gerekli olan 125 dönüş sayısı N dizayn olarak kullanılarak karışımlar sıkıştırılmış ve N maks olarak da 205 dönüş sayısında maksimum teorik özgül ağırlığının (Gmm) % 98 kontrolü yapılmıştır. Her iki yöntemle, AB Aşınma ve için hazırlanan dizayn sonucu belirlenen dizayn değerleri Tablo 4 ve Tablo 5 de verilmiştir. Tablo 4 Marshall Karışım Dizaynı Değerleri AB AŞINMA ÖZELLİK Dizayn Şartname Dizayn Şartname Bitüm % (Agreganın) 5,25 4-7 6,5 Hacim Özgül Ağırlığı 2,473 2,458 Maks-Teorik Özgül Ağırlık 2,567 2,548 Hava Boşluğu, % 3,66 3-5 3,53 2-4 VMA, % 14,6 min.14 16,8 min.16 Asfaltla Dolu Boşluk, % 75,0 65-75 79,0 Schellenberger Bitüm Süzülme, % 0,16 maks.0,3 Tablo 5 Superpave Karışım Dizaynı Değerleri ÖZELLİK AB AŞINMA Bitüm % 4,92 6,50 Hacim Özgül Ağırlığı 2,476 2,462 Maks-Teorik Özgül Ağırlık 2,579 2,553 Hava Boşluğu, % 4,0 3,58 VMA, % 14.3 16,6 VFA, % 72,0 78,4 % Gmm @ N ilk =9 86,8 87,2 % Gmm @ N maks =205 97,3 97,5 2.2. İndirekt Çekme Mukavemeti ve Tekerlek İzinde Oturma Tayini AB Aşınma ve karışımlarının sudan kaynaklanan bozulmalara karşı direncini belirlemek amacıyla, AASHTO T-283 ve su hassasiyeti EN 12697-12

standartlarına göre deneyler yapılmıştır. Belirlenen dizayn değerlerinde B 50/70 ve polimer modifiye bitüm (PMB) kullanılarak AB Aşınma ve karışımlarından 10 ar adet toplam 40 adet briket hazırlanarak koşulsuz ve -18 0 C derin dondurucuda koşullandırarak İndirekt Çekme Mukavemeti (İÇM) deneyleri yapılmıştır. Yapılan deneylerin sonuçları Grafik 2 de verilmiştir. Ayrıca, AB Aşınma ve karışımlarının Fransız Trafik Similatör Cihazı kullanılarak tekerlek izinde oturma (TİO) deneyleri yapılmıştır. TS EN 12697-22 deney standardı büyük cihaz (LCPC rut tester ) kullanılarak 50/70 ve PMB bitümlü bağlayıcılar ile hazırlanan numuneler üzerinde 50000 devire kadar TİO testleri yapılmış olup sonuçlar Grafik 3 de verilmiştir. Grafik 2 İÇM Değerleri İÇM, kg/cm 2 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 8.43 7.36 7.14 6.82 6.12 6.24 5.47 5.47 AB Aşınma İÇM Normal 50/70 İÇM Koşullu 50/70 İÇM Normal PMB İÇM Koşullu PMB Grafik 3 Tekerlek İzinde Oturma Değerleri 18 16.73 16 15.44 14 12 AB 50/70 AB PMB TİO DERİNLİĞİ,% 9.37 10 50/70 PMB 8 6.01 5.69 6.15 6 4.29 3.87 3.58 2.93 3.02 3.23 4 2.08 2.29 1.72 2.112.29 2.65 2 3.35 0 3.01 1.48 1.862.11 2.38 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 DEVİR SAYISI

2.3. Yorulma ve Kalıcı Deformasyon Deneyleri Çalışılan dört farklı karışım tipi üzerinde yorulma (fatigue) ve çevrimsel basınç metodu ile kalıcı deformasyon deneyleri yapılmıştır. Ayrıca karışımların esneklik modülleri belirlenmiştir. Yorulma deneyleri TS EN 12697-24 standardına göre, prizmatik şekilli numune üzerinde dört-nokta eğme yöntemi ile yapılmıştır. İstenilen özelliklerde hazırlanan sıcak karışımlar plaka sıkıştırıcı ile 300x400x50 mm boyutlarında sıkıştırılıp, karışım soğuduktan sonra 400x50x50 mm boyutlarında, kenara gelen kısımlar atılarak, kiriş şeklinde deney numuneleri kesilmiştir. Deneyler standartta belirtilen koşullarda, iklimlendirme kabininde 20 0 C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Deneylerde üç farklı birim deformasyon (strain) seviyesinde çalışılmış ve yorulma ömrü 10 4 2x10 6 döngü (cycles) olacak şekilde seviyeler seçilmiştir. Toplam 75 kiriş numune üzerinde yapılan deneylerin, uygun olmayanları elimine edilerek, sonuçlar değerlendirilmiştir. Yorulma deneyi sonuçları Tablo-6 da, verilmiştir. Grafik- 4, 5 ve 6 da karışım tiplerine uygulanan fatigue (yorulma) deneyleri sonucunda elde edilen değerlendirme grafikleri verilmiştir. Tablo - 6 Yorulma Deneylerine Ait Ortalama Değerler Numune %5.25 Normal Bitüm Aşınma %5.25 PMB Aşınma %6.50 Normal Bitüm %6.50 PMB Uygulanan Strain Başlangıç Stiffness (Mpa) Deney Sonu Stiffness (Mpa) Stiffness %'si Değişimi Harcanan Toplam Enerji (MJ/m^3) Deney Sonu Yük Tekrar Sayısı 500 4227 2116 50,0 20,3 65.174 300 4909 2454 50,0 26,6 265.995 200 5258 2989 56,7 78,8 1.714.456 500 5373 2689 50,0 23,0 99.536 300 5810 2904 50,0 53,7 546.374 200 6097 4053 68,0 76,0 1.883.482 500 3668 1832 50,0 11,8 42.170 300 4182 2081 50,0 47,9 471.097 200 4139 2412 60,0 84,4 1.919.253 500 3683 1840 50,0 21,2 90.162 300 4123 2178 52,8 110,1 1.133.696 200 4174 2989 71,6 85,1 2.000.000

Grafik 4 Karışımların Başlangıç Stiffness Değerleri Başlangıç Stiffness, MPa RİJİTLİK (MPa) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Aşınma 50/70 Aşınma PMB 50/70 PMB 0 500 300 200 STRAIN Grafik 5 Karışımların Strain Değişimine Göre Yorulma Dayanımları YÜK TEKRAR SAYISI 2000000 1750000 1500000 1250000 1000000 750000 500000 250000 0 AŞINMA (50/70) AŞINMA (PMB) (50/70) (PMB) 500 STRAIN 300 200 Grafik 6 Karışımların Strain Değişimine Göre Deney Sonu Stiffness % si 100 deney sonu stiffness % 90 80 70 60 50 40 30 20 500 AŞINMA (50/70) AŞINMA (PMB) (50/70) (PMB) 300 STRAIN 200

Çevrimsel basınç basınç deneyi TS EN 12697-25 standardı method B, üç eksenli çevrimsel basınç deneyi (Triaxial Cyclic Compression) yöntemine göre yapılmıştır. Deneylerde UTM100 aleti kullanılmıştır. Literatürde bu deneye tekrarlı yük kalıcı deformasyon testi de denilmektedir. Deneyin geliştirilmesi kısaca şu şekildedir: Sıcak karışımın kalıcı deformasyon karakteristiklerini belirlemek amacıyla, tekrarlı dinamik yük binlerce kez uygulanır ve döngü sayısının fonksiyonu olarak kümülatif kalıcı deformasyon kaydedilir. Bu yaklaşım ilk kez 1970 lerin ortasında ortaya çıkmıştır. Strategic Highway Research Program (SHRP) kapsamında, sıcak karışım üzerinde tekrarlı yük kalıcı deformasyon deneyleri yapabilecek alet geliştirilmiştir. Toplam kümülatif plastik birim deformasyon ile yük döngü sayısı arasındaki ilişki şu şekilde açıklanmaktadır: kümülatif kalıcı birim deformasyon eğrisinde genellikle üç bölge (birinci, ikinci, üçüncü) oluşmaktadır. Birinci bölgede kalıcı deformasyon çok hızlı oluşur, kalıcı deformasyonun artışı azalarak, sabit bir seviyeye ikinci bölgede ulaşır. Sonuçta, kalıcı deformasyon artışı yükselir ve hızlı bir kalıcı deformasyon üçüncü bölgede oluşur. Deneyler için numuneler 100 mm çapında, yoğurmalı kompaktör ile sıkıştırılıp alt ve üst kısımları kesilmiştir. Üç eksenli hücre içerisine yerleştirilen numuneye, iklimlendirme kabininde 50 0 C sıcaklıkta 300 kpa haversinusoidal basınç altında, hücre gerilmesi 150 kpa uygulanarak 15000 döngüye kadar deney devam etmiştir. Her farklı karışım için en az dört adet numunenin sonucu değerlendirilmiştir, deneyler sonucunda; yük tekrar sayısına karşılık, toplam kalıcı birim deformasyon (%), deformasyon (mm), minimum birim deformasyon değeri (µε/cycle), minimum birim deformasyondaki toplam birim deformasyon, minimum birim deformasyonun oluştuğu döngü değerleri hesaplanmaktadır. Tablo-7 ve Grafik-7, 8 de deney sonuçlarını içeren değerler verilmiştir. Tablo-7 Çevrimsel Basınç Deneyi Sonuçlarının Ortalamaları Karışım Tipi Aşınma %5.25 50/70 Aşınma %5.25 PMB %6.50 50/70 %6.50 PMB Yük Tekrar Sayısı (cycles) Total Permanent Strain % Deformas yon, mm minimum strain rate, µε/cycle Strain @ min. strain % Cycles @ min. strain rate 15000 0,869 1,209 0,100 0,820 11120 15000 0,550 0,767 0,024 0,533 9728 15000 1,7775 2,658 0,165 1,637 11402 15000 1,309 1,937 0,122 1,297 13910 Çalışılan dört farklı karışımın esneklik modülleri NCHRP Project 1-28A metodu ile belirlenmiştir. Yoğurmalı kompaktör ile 15cm çapında hazırlanan numuneler kullanılarak yanal yükleme ile düşey ve yatay deformasyonlar numune üzerinden ölçülerek esneklik modülleri hesaplanmıştır. Esneklik modülleri Grafik-9 da verilmiştir.

Grafik 7 Karışımların Çevrimsel Basınç Deneyi Sonu Toplam Kalıcı Strain Değerleri 1,8 1,6 Total Permanent Strain (%) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Aşınma 50/70 Aşınma PMB 50/70 PMB 0 15000 Cycles Grafik 8 Karışımların MİNİMUM Çevrimsel BİRİM Basınç DEFORMASYON Deneyi Sonu DEĞERLERİ Minimum Strain Değerleri 0,180 Ninimum Strain Rate µ /cycle 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 15000 Aşınma 50/70 Aşınma PMB 50/70 PMB Cycles

Grafik 9 Karışımların Esneklik Modülleri ESNEKLİK MODÜLÜ 5000 4500 4338 4767 3976 4313 4000 MPa 3500 3000 2500 2000 AŞINMA 50/70 AŞINMA PMB 50/70 PMB 4. SONUÇ Yapılan çalışmalardan varılan sonuçlar aşağıda açıklanmaktadır. Marshall ve Superpave karışım dizaynları karşılaştırıldığında aynı hava boşluğu esas alınarak değerlendirme yapılır ise; optimum bitüm miktarı Superpave yönteminde bir miktar daha düşük çıkmaktadır. Karışımların sudan kaynaklanan bozulmalara karşı dayanımının göstergesi olan İndirekt Çekme Mukavemeti deneyi sonucunda hesaplanan İÇM oranının tüm karışımlarda %80 inin üzerinde olduğu görülmüştür. Ancak AB aşınma karışımlarının İÇM değerleri karışımlarından daha yüksektir. Plastik deformasyonlara karşı dayanım açısından iyi bir gösterge kabul edilen, tekerlek izinde oturma deneyi sonucunda, polimer modifiye bitümlü karışımların daha iyi olduğu ancak, normal bitümlü, AB Aşınma karışımının değerlerinin karışımına göre çok yüksek olduğu görülmüştür. Karışımların, yorulmaya karşı dayanımını ve kaplamanın yapısal davranışını tahmin etmekte veri sağlayan, yorulma deneyi sonuçlarına göre; yorulma dayanımı yönünden PMB li karışımı diğer karışımlara göre çok daha fazla sayıda tekrarlı yüke karşı koymaktadır. Aşınma tipi karışımlar sahip oldukları stiffness değerinin % 50 sini karışımlara göre daha kısa sürede kaybetmektedir. Ancak aşınma tipi karışımların stiffness değerlerinin karışımlara göre bir miktar daha yüksek olduğu görülmüştür. ve AB Aşınma tipi karışımların farklı strain gruplarındaki sönümledikleri enerji miktarı kıyaslandığında, karışımlarının, çok daha fazla enerjiyi üzerinde sönümleyebildiği görülmüştür. Başka bir deyişle karışımlar stiffness değerinin %50 sini aşınma tipi karışımlara göre daha büyük enerji sönümleyerek kaybetmektedir. Yorulma deneyi sonuçlarına göre modifiye bitümlü karışımların en uygun değerlere sahip olduğu görülmüştür.

Çevrimsel basınç deneyi sonuçlarına göre, karışımlarının kalıcı deformasyonlarının ve sünme oranlarının AB aşınma karışımlarına göre daha fazla olduğu görülmüştür. Ancak, bilindiği üzere her tip performans deneyi her tip karışımın gerçek davranışının yansıtmayabilmektedir. Örneğin; karışımlarının Marshall Stabilite değerleri düşük olmakla beraber yolda stabilite düşüklüğü ile ilgili bir problem oluşmamakta ve Avrupa Standardlarında için Stabilite kriteri yer almamaktadır. Aynı şekilde, EN 13108-1 asfalt betonu şartnamesinde EN 12697-25 e göre kalıcı deformasyon kriteri verilmekte ancak, EN 13108-5 Taş Mastik Asfalt şartnamesinde verilmemektedir. Çalışmada kalıcı deformasyonlara karşı en dayanıklı karışım tipinin modifiye bitümlü AB aşınma karışımı olduğu görülmüştür.(standart) Deneysel çalışmalarını yaptığımız dört tip karışım tipi ülkemiz karayollarında uygulanmaktadır. Temel olarak trafik, yolun yapılacağı bölgenin iklim koşullarına bağlı olarak karışım ve bitümlü bağlayıcı tipinin seçilmesi söz konusudur. Sıcak bölgeler ile, sıcaklık farkları fazla ve ağır taşıt trafiğinin yüksek olduğu yerlerde en uygun karışım PMB li, yaz sıcaklığı çok yüksek ve kış sıcaklığı çok düşük olmayan bölgeler için normal bitümlü, hafif trafiği olan ve yaz kış sıcaklıkları yüksek, sıcaklık farkları fazla olan bölgelerde PMB li AB Aşınma, yaz ve kış sıcaklığı çok yüksek olmayan hafif trafikli yollarımızda ise normal bitümlü AB Aşınma tabakası kullanılabilecektir. Maliyet yönünden değerlendirme yapıldığında, aşınma tabakasının ömrünün uzamasının, ülke ekonomimize kazandıracağı faydalar aşağıda kısaca açıklanmıştı. 1 km uzunluğunda 12 m genişliğinde bir yolun alt ve üstyapı maliyeti 2008 yılı fiyatları ile yaklaşık 1.828.339-TL. aşınma tabakası maliyeti ise 150.093-TL. olmakta ve bu maliyet toplam maliyetin %8,2 sine denk gelmektedir. Bir yolun toplam ömrünü 40 yıl alarak, ömür döngü maliyeti (life cycle cost) hesaplanmak istendiğinde, aşınma tabakası 40 yıl içinde yaklaşık 7 yılda bir yenilenir ise toplam 6 kez aşınma imalatı yapılacaktır. 6x150.093=900.558-TL. Uygun karışımlar kullanımı ile, aşınma tabakasının ömrünün 2-3 yıl artacağı öngörülerek, 10 yılda bir yenileme olacağı düşünülürse; maliyeti; 4x150.093=600.372-TL. olacaktır. Bu durumda, aşınma maliyetinde %33 bir azalma olacaktır. Ayrıca, hesaplara mevcut bozulan aşınma tabakalarının kazınması ve taşıt işletme gideri maliyetleri eklenmediğinde, maliyet azaltmasının daha fazla olması söz konusudur. 5. TEŞEKKÜR Çalışma, 1007 kodlu TÜBİTAK Kamu Kurumları Araştırma ve Geliştirme Projeleri Destekleme Programı kapsamında desteklenmiş ve proje Üstyapı Şube Müdürlüğü nden Fatma ORHAN tarafından yürütülmüştür. Projeye 2006 yılında başlanmış ve sonuç raporu 2008 yılında TÜBİTAK tarafından kabul edilmiştir. Yazarlar, desteklerinden dolayı TÜBİTAK a teşekkür eder.

KAYNAKÇA 1 EN 12697-24, Bituminous mixtures-test methods for mix asphalt Part 24: Resistance to fatigue, CEN, November 2003. 2 EN 12697-25, Bituminous mixtures-test methods for mix asphalt Part 25: Cyclic compression test, CEN, April 2005. 3 EN 13108-1, Bituminous mixtures-material specifications Part 1: Asphalt Concrete, CEN, May 2006. 4 EN 13108-5, Bituminous mixtures-material specifications Part 5: Stone Mastic Asphalt, CEN, May 2006. 5 EN 12697-31, Bituminous mixtures-test methods for hot mix asphalt Part 31: Specimen preparation by gyratory compactor, CEN, July 2004. 6 Douglas I.H, Evaluation of Servopac Superpave Gyratory Compactor, TSL Services & Equipment Wellborn,TX,October 12,1998 7 Elseifi Mostafa, Al Qadi Imad, Effectiveness of Steel Reinforcing Nettings in Combating Fatigue Cracking in New Flexible Pavement System Journal of Transportation Engineering ASCE, January 2005 8 FHWA-LTPP Techical Support Services Contractor, Protocol P07, Test Method For Determining The Creep Compliance, Resilint Modulus And Strength Of Asphalt Material Using The İndirect Tensile Test Device, Version1.1, August 2001 9 Li Yongei, Metcalf John Fatigue Characteristics of Asphat Concrete from Asphalt Slab Tests Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, July/August 2004 10 Performance Grade Asphalt, Binder Specification and Testing, Superpave Series No.1 (SP-1), Asphalt Institute, Lexington KY,2003. 11 Superpave Mix Design, Superpave Series No.2(SP-2), Asphalt Institute, Lexington Ky, 2003 12 Standart Specifications For Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part 1A: Specifications M 6-M 262, 27th Edition 2007 13 Standart Specifications For Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part 1B: Specifications M 264-R 44, 27th Edition 2007 14 Standart Specifications For Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part 2A: Tests T2-T 215, 27th Edition 2007 15 Standart Specifications For Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing, Part 2B: Tests T216-T 333, 27th Edition 2007 16 2007 AASHTO Provisional Standarts 17 Witczak M.W., Bonaquist R., Quintus H., Kloush K., Specimen Geometry and Aggregate Size Effects in Uniaxial Compression and Constant Height Shear Tests, Arizona State University, Tempe, AZ 18 Witczak M.W., Kloush K.,Pellinen T., Basyouny M., Quintus H.NCHRP Report 465, Simple Performance Test For Superpave Mix Design, National Academy Press, Washington D.C., 2002