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 SICAK ASFALT ÜRETİMİ (TON) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 11.200.000 16.600.000 18.900.000 22.100.000 26.600.000 23.100.000

Asfaltın yeni nesli Asfalt modifikatörü «CRM-300» ve «SMR-400»

Hammadde Modifikatör «CRM 300» ve «SMR 300»: üretimi ve kullanımı Üretim Yöntemi Ürün Uygulamalar Aktif SBR toz Aşınmış Otomobil lastikler Yüksek basinç ve sürtme altinda öğütme Yol üst yapıları KİMYASAL AKTİVE EDİLMİŞ KATKILAR «CRM-300» Evrensel Kauçuk modifikatörü asfalt türleri Hava alanı kaplamaları 4

CRM ve SMR ÜRETİMİ CRM ve SMR genel itibariyle aşınmış araç lastiklerinin yüksek basınç ve sürtünme etkisiyle öğütülmesinden elde edilmektedir

CRM ve SMR malzemesi içine katılan patent başvurusu yapılmış katkılar sayesinde gerek asfalt gerekse agrega karışımı içerisinde homojen olarak dağılabilmektedir. CRM ve SMR ÜRETİMİ

CRM ve SMR ÜRETİMİ NORMAL LASTİK TOZU CRM HOMOJEN OLMAYAN HOMOJEN

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI AGREGALAR Özellik Deney Sonucu Standart Spesifik Gravite, (gr/cm 3 ) 2.610 ASTM C 127 Su Emme, (%) 0.23 ASTM C 127 Bitüm Emme, (%) 0.12 ASTM C 127 Aşınma, (%) 26.4 ASTM C 131 (Na 2 SO 4 ), Dayanımı (%) 4.2 ASTM C 88 Sınırlar - <2.5 - <35 <12 * Kalker tabanlı agrega kullanılmıştır.

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI KGM Teknik Şartnameye göre Aşınma Tabakası Tip II dizaynı uygulanmıştır. 100 80 Numune Şartname alt sınır Şartname üst sınır Geçen, (%) 60 40 20 0 100.000 10.000 1.000 Dane Çapı, (mm) 0.100 0.010

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ASFALT MALZEMESİ Özellikler Penetrasyon, (25 0 C, 1/10 mm) Spesifik Gravite, (gr/cm 3 ) Yumuşama Noktası, ( 0 C) Isıtma Kaybı, (%) Parlama Noktası, ( 0 C) Düktilite, (25 0 C, 5 cm/dk) Deney Sonucu Standart Sınırlar 6.35 ASTM D 5 50-70 1.03 ASTM D 70-47 ASTM D 36 46-54 0.60 ASTM D 6 0.5 267 ASTM D 92 >230 >100 ASTM D 113 - * 50-70 penetrasyonlu asfalt kullanılmıştır.

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI KONTROL NUMUNELERİ Marshall Deney Sonuçları Boşluk Oranı, % 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 y = 0.6737x 2-8.6831x + 28.01 R 2 = 0.9982 0.00 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Pratik Özgül Ağırlığı, kg/m3 2500.00 2450.00 2400.00 2350.00 2300.00 y = -16.679x 2 + 183.64x + 1948.7 R 2 = 0.9897 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Optimum Asfalt Oranı % 4.39 Bitüm Oranı, % Bitüm Oranı, % Bitümle Dolu Boşluk Oranı, % 110.00 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 y = -4.4833x 2 + 59.44x - 96.994 R 2 = 0.999 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Marshall Stabilitesi, kg 2200.00 1700.00 1200.00 700.00 y = -105.84x 2 + 666.05x + 1041 R 2 = 0.9561 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Akma, mm 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 y = 0.2484x 2-1.978x + 6.1671 R 2 = 0.8113 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, %

CRM DENEYSEL ÇALIŞMALARI % 10 KATKILI CRM NUMUNELERİ Marshall Deney Sonuçları Boşluk Oranı, % 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00-1.00 y = 0.4174x 2-6.5367x + 24.85 R 2 = 0.9996 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Pratik Özgül Ağırlığı, kg/m3 2500.00 2450.00 2400.00 2350.00 2300.00 y = -10.426x 2 + 131.7x + 2023.1 R 2 = 0.9987 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Optimum Asfalt Oranı % 4.75 Bitümle Dolu Boşluk Oranı, % 110.00 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 y = -2.23x 2 + 38.594x - 56.545 R 2 = 0.9989 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Marshall Stabilitesi, kg 1700.00 1500.00 1300.00 1100.00 900.00 700.00 y = -103.58x 2 + 791.42x + 114.86 R 2 = 0.9713 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Akma, mm 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 y = 0.3729x 2-3.1484x + 8.3633 R 2 = 0.988 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, %

SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI % 15 KATKILI SMR NUMUNELERİ Marshall Deney Sonuçları Boşluk Oranı, % 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 y = 0.0753x 2-2.8236x + 16.316 R 2 = 0.9956 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Pratik Özgül Ağırlığı, kg/m3 2500.00 2450.00 2400.00 2350.00 2300.00 y = -1.8326x 2 + 38.799x + 2236 R 2 = 0.9729 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Optimum Asfalt Oranı % 5.07 Bitümle Dolu Boşluk Oranı, % 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 y = -0.4764x 2 + 18.679x - 8.9776 R 2 = 0.9975 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Marshall Stabilitesi, kg 1700.00 1500.00 1300.00 1100.00 900.00 700.00 y = -93.305x 2 + 823.87x - 263.36 R 2 = 0.8493 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, % Akma, mm 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 y = 0.0782x 2-0.5579x + 2.8365 R 2 = 0.8868 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Bitüm Oranı, %

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ISI KAYBI DENEY SONUÇLARI SÜRE -ISI KAYBI GRAFİĞİ ISI KAYBI (oc) 160 140 120 100 80 60 40 0 10 20 30 40 50 SÜRE(dk) 50-70 normal asfalt % 10 CMR-300 %15 SMR-400 Isı kaybı değişimi(sade hal)

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ISI KAYBI DENEY SONUÇLARI SÜRE -ISI KAYBI GRAFİĞİ(İÇ) ISI KAYBI(oC) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 SÜRE(dk) 50-70 normal asfalt %10 CRM-300 %15 SMR-400 Isı kaybı değişimi(numune içi).

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ISI KAYBI DENEY SONUÇLARI SÜRE -ISI KAYBI GRAFİĞİ(YÜZEY) ISI KAYBI(oC) 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 SÜRE (dk) 50-70 Normal Asfalt %10 CRM-300 %15 SMR-400 Isı kaybı değişimi(numune yüzeyi)

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI DİNAMİK SÜNME DENEY SONUÇLARI Numuneler için tekrarlı yükler etkisi altında meydana gelen deformasyon miktarları tespit edilmiştir.

DİNAMİK SÜNME DENEY SONUÇLARI Numuneler için tekrarlı yükler etkisi grafiği

CRM DENEYSEL ÇALIŞMALARI DİNAMİK SÜNME DENEY SONUÇLARI Vuruş Sayısı-Deformasyon(+20 oc) Vuruş Sayısı-Deformasyon(-16 oc) Vuruş Sayısı 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1 Vuruş Sayısı 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1 normal CRM-300 normal CRM-300 % 10 CRM için deney sonuçları elde edilmiştir.

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ELASTİK GERİ DÖNME DENEY SONUÇLARI 50-70 normal asfalt CRM %10 SMR %15 Düktilite Cihazında 10 cm uzama sonucu meydana gelen geri dönmeler tespit edilmiştir.

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI ELASTİK GERİ DÖNME DENEY SONUÇLARI Elastik Geri Dönme Sonuçları Elastik Geri Dönme(%) 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Normal %10 CRM-300 %15 SMR-400 Düktilite Cihazında 10 cm uzama sonucu meydana gelen geri dönmeler tespit edilmiştir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemeleri asfalt betonu içinde kuru ve ıslak karışım olarak her iki şekilde kullanılabilir

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR sahip oldukları yapıları sebebiyle gerek asfalt, gerekse agrega karışımı içerisinde kümelenme olmaksızın homojen dağılabilmektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR deney numunelerinin üretilmesinde normal Marshall Deney numunesi üretiminden herhangi bir farkı yoktur. Normal asfalt şantiyelerinde de kullanılan asfalt plentleri hiçbir değişiklik yapılmaksızın aynen kullanılabilmektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR agrega daneleri arasında donatı etkisi oluşturmakta ve asfalt betonunda meydana gelen çatlamaları önlemektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR ağır taşıtlar etkisi altında meydana gelen deformasyonları, asfalt betonuna kazandırdığı esneklik sayesinde önlemektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER Creep Stiffness(CRM-300) Creep Stiffness(Mpa) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 pulse count %10 CRM-300 numunesi normal numune CRM ile dökülen asfalt betonlarının sünme rijitliği performansı daha yüksektir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER Accumulated strain(crm-300) Accumulated strain(µ ) 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 pulse count %10 CRM-300 numunesi normal numune CRM ile dökülen asfalt betonları aynı deformasyonu daha yüksek vuruş sayılarında göstermektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER Accumulated strain(crm-smr) 100000 Accumulated strain(µɛ) 80000 60000 40000 20000 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 pulse count 160 derecede sıkıştırma 130 derecede sıkıştırma CRM ve SMR ile dökülen asfalt betonlarında 130 derece de yapılan sıkıştırmalarda daha iyi performans göstermektedir. Bu da önemli bir enerji tasarrufu sağlamaktadır.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemeleri içine katıldıkları asfalt betonunun ısısını geç kaybetmesinden dolayı kaplama üzerinde buzlanmayı azaltmaktadır.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemeleri içine katıldıkları asfalt betonunu üzerinde oluşan buzlanmayı oluşturduğu esnek yapı sayesinde önlemektedir.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemeleri içine içine katıldıkları asfalt betonunun ısısını geç kaybetmesinden dolayı, özellikle ısı kaybının önemli olduğu asfalt betonu bakım ve onarım çalışmalarında büyük fayda sağlamaktadır.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemeleri içine içine katıldığı asfalt betonunun ısısını geç kaybetmesinden dolayı, asfalt şantiyelerinden daha uzun mesafede taşıma yapılması sağlamaktadır. Ayrıca daha düşük ısı değerlerinde sıkışma sağlayabildiğinden, enerji tasarrufu söz konusudur.

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemelerinin kullanımı ile önemli bir çevresel atık malzemesi kullanılarak, çevresel ve görsel kirlilik önlenmektedir. ILIK ASFALT(120 oc)

SONUÇ VE DEĞERLENDİRMELER CRM ve SMR malzemelerinin %100 e yakını yerli, Türk mühendis ve bilim adamlarının buluşudur.

KGM SONUÇLARI CRM ve SMR katkı maddeleri için KGM asfalt laboratuvarında deneyler gerçekleştirilmiştir.

KGM SONUÇLARI CRM ve SMR katkı maddeleri için KGM asfalt laboratuvarında deneyler gerçekleştirilmiştir.

İSFALT SONUÇLARI CRM ve SMR katkı maddeleri için ayrıca İSFALT asfalt laboratuvarında deneyler gerçekleştirilmiştir.

ANKARA BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ SONUÇLARI ANKARA BAŞKENT ÜNİVERSİTESİNDE YAPTIRILAN ANALİZ SONUÇLARI Özgül ağırlık test sonuçları Numune Özgül ağırlık 1 Özgül ağırlık 2 Ortalama özgül ağırlık 1 1,039 1,028 1,034 Piknometre 2 1,025 1,028 1,027 Yöntemi ile 3 1,034 1,032 1,033 5 1,018 1,022 1,020 Penetrasyon test sonuçları Numune Penetrasyon (1/10 mm.) 1 43 2 53 3 34 4 43 5 60 TS 118 CRM ve SMR katkı maddeleri için ayrıca ANKARA BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ laboratuvarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Yumuşama Noktası test sonuçları Numune Yumuşama noktası ( o C) 1 55,4 2 55,6 3 64,9 4 56,9 5 49,4 Düktilite test sonuçları Numune Düktilite (cm.) 1 16,0 2 23,5 3 10,3 4 21,0 5 >100,0 TS 119 TS 120 Soyulma Deneyi Numune Soyulma Direnci (%) 1 90-95 2 100 3 90-95 4 90-95 5 80 Nicholson Metodu ile

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI Y.Doç.Dr. Murat KARACASU Dinlediğiniz İçin Teşekkürler Nisan 2011