Bitümlü malzemelerin mekanik özelliklerinin parametrik incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, analitik üstyapı tasarımında kullanılan asfalt-agrega karışımının mekanik özelliklerinin incelenmesinde kullanılabilecek tekrarlı yükleme indirekt çekme deney aleti geliştirilmiştir. Deney aleti tamamen bilgisayar kontrollü olup, Türkiye olanakları ile geliştirilmiştir. Program menüsü Türkçe olduğundan, İngilizce bilmeyen kişiler de kullanabilecektir. Ayrıca, deney aleti ithal fiyatının onda biri gibi bir düşük fiyata imal edildiğinden, Türkiye ekonomisine katkıda bulunmuştur. Deney aletinin kontrol yazılımı, çalışmada gerçekleştiğinden, deney aleti değişik deney düzeneklerine de uyarlanabilecek şekildedir. Deney programı sayesinde kullanıcı yönlendirilmekte ve programın deney ile ilgili istediği veriler girildikten sonra deney program tarafından yapılmaktadır. Deney sırasında program tarafından, gerekli kontroller yapılmakta ve istenen veriler kaydedilmektedir. Numunenin kırılması ya da istenmeyen bir durumun oluşması halinde deney program tarafından sona erdirilmektedir Bu çalışmada geliştirilen deney aleti ile dış ülkelere olan teknolojik bağımlılığımız bir miktar da olsa azaltılmıştır. İthal deney aletlerinde ortaya çıkan teknik servis ihtiyacı ortadan kaldırılmıştır. Geliştirilen deney aleti, deney yükleme çerçevesi, pnömatik yükleme sistemi, elektronik ara birim ve sensörler olmak üzere üç ana kısımdan oluşmaktadır. Deney aleti günümüz teknolojisinden tam olarak yararlanmaktadır. Deneyler tamamen bilgisayar kontrollüdür. Analitik üstyapı tasarımında kriter olarak kullanılan iki tür bozulma vardır: Plastik deformasyon ve yorulma. Yorulma bozulması, tekrarlı trafik yüklerinden asfalt tabakası altında oluşan çekme gerilmelerinden oluşmaktadır. Plastik deformasyon ise tekrarlı yüklemeler sonucunda oluşan kalıcı deformasyonların birikerek toplam plastik deformasyonların belli bir kritik değeri aşmasıdır. Plastik deformasyonun artması ile birlikte yolda tekerlek izi oluşumu da artmaktadır. Asfalt-agrega karışımların plastik deformasyon hassasiyetleri ve yorulma davranışları bilinirse, analitik yol üstyapı tasarımı yapılabilmektedir. Bu amaçla, karışım özellikleri bilinen asfalt-agrega karışımlarının yükleme-yorulma ömrü ilişkileri ve yükleme sayısı-düşey plastik şekil değiştirme ilişkileri araştırılmıştır. Çalışmada, yorulma deney sonuçlarından yararlanarak yeni yorulma ömrü bağıntısı geliştirilmiştir. Geliştirilen yeni yorulma ömrü bağıntısı ile analitik üstyapı tasarımı yapılabilmesi için bir çalışma da yapılmıştır. Plastik deformasyon ölçütü ise ilgili kaynaklardan alınmıştır. Yapılan çalışmada, Türkiye'de analitik üstyapı tasarımının kullanılabileceği gösterilmiştir.

In this study, a repeated load indirect tensile test equipment was developed to determine the mechanical properties of asphalt-aggregate mixes for analytical pavement design. With this test equipment, plastic deformation tests and fatigue tests of asphalt- aggregate mixes have been carried out. There are two distress mode for analytical design method for asphalt-aggregate mixes: sensitivity to plastic deformation and fatigue behaviour. Repeated traffic loading causes the tensile stress which is main factor of fatigue distress underneath each the asphalt layer. Plastic deformation which is unrecoverable is caused by repeated traffic loading. While the amount plastic deformation increase, at the same time rutting will increase. If sensitivity to plastic deformation and fatigue behaviour of asphalt-aggregate mixes are known, the analytical design of pavement will be used. For this reason, sensitivity to plastic deformation and fatigue behaviour for asphalt-aggregate mixes characteristics were tested. The results of tests were analysed to determine the loading- fatigue life and number of loading-plastic deformation (strain) behaviour. Effects of mix variables were analysed. The testing equipment may be divided three components: testing frame, pneumatic loading system, electronic interface and transducers. The system is fully controlled by computer. At the beginning of test, the program asks for variables of test and information of mix. When the input of knowledge finished, the program automatically starts the test. While the test is running, the program controls whether the sample is broken and if there is a problem and collect the data for determine the mechanical properties. If the sample is broken then the program finishes the test. Developing the test equipment has several advantages: -Cost of test equipment is about 1/10 of cost of import price. -There is no need for technical services. -The testing equipment may be configured to different testing devices. With the obtained mechanical properties from tests, the analytical pavement design method studied.