Uçucu kül içeren asfalt betonunun kendini iyileştirme performansının değerlendirilmesi

Abstract

Karayolu kapıdan kapıya ulaşım sağladığı için yeri doldurulamaz bir ulaşım türüdür. Karayolu inşasında genellikle asfalt kaplama tercih edilmektedir. Bir karayolu trafiğe açıldıktan sonra, trafik yükleri, bitümün yaşlanması, iklim koşulları gibi sebeplerle asfalt kaplamada zamanla bozulmalar başlamaktadır. Bu bozulmalar sonucu hem yüksek maliyetli bakım ihtiyacı doğmakta hem de bozulmalar yol güvenliğini tehlikeye sokmaktadır. Bu sorunlara çözüm olması için, bu tez çalışmasında kendini iyileştirebilen asfalt betonu üzerine çalışılmıştır. Çalışmada asfalt betonunda filler olarak uçucu kül kullanılarak, asfalt betonundaki çatlakların mikrodalga ısıtması yöntemi ile kendini iyileştirme performansı incelenmiştir. Bu amaçla birinci aşamada uçucu kül ve kontrol numunelerinin mikrodalga ısınma hızları termal kamera kullanılarak tespit edilmiştir. İkinci aşamada ise numunelere üç noktalı eğilme deneyi ile hasar verilmiş ve numunelerde oluşan hasarlar mikrodalga ısıtması ile iyileştirilmiştir. Daha sonra iyileşen numuneler tekrar eğilme deneyine tabi tutularak iyileşme performansları belirlenmiştir. Numunelerin iyileştirme öncesi ve sonrası çatlak genişlikleri ise çatlak mikroskobu ile ölçülmüştür. Sonuç olarak mikrodalga ısıtma sıcaklığının ve ilk hasar boyutlarının iyileşme performansında belirleyici faktörler olduğu görülmüştür. Asfalt betonunda filler olarak uçucu kül kullanımının mikrodalga ısınma hızını artırdığı ve optimum iyileşme sıcaklığının 75-100 °C olduğu görülmüştür. İyileşme performansında uçucu kül kullanımının etkileri sınırlı kalsa da uçucu külün farklı karışım ve yükleme koşullarında iyileşme performansını artırabileceği öngörülmektedir.

Since the highway provides door-to-door transport, it is an irreplaceable transportation mode. Asphalt pavements are usually preferred in highway constructions. After a highway is opened to traffic, deteriorations occur in the course of time due to traffic loads, ageing and weather conditions in asphalt pavement. As a result of these deteriorations both costly maintenance necessity arises, and deteriorations put in danger the road safety. In order to solve this problem, self-healing of asphalt concrete was studied in this thesis. In the study, self-healing performance of cracks in asphalt concrete was examined via microwave heating method, by using fly ash as filler in asphalt concrete. For this purpose, at the first step microwave heating rates of fly ash and control specimens were determined by using thermal imaging camera. At the second step, specimens were damaged via three-point bending test and the damage which emerged in specimens were healed by microwave heating. Then, healing performance of healed specimens were determined by tested them again with three-point bending test. Crack size of the specimens were measured with the help of crack microscope before and after healing process. As a result, it was observed that initial damage size and microwave heating temperature are indicative factors for healing performance. It was observed that using fly ash as filler in asphalt concrete increased microwave heating rate and it was monitored that optimum healing temperature is between 75-100 °C. Although the effect of using fly ash to healing performance was limited, it is estimated that fly ash may improve healing performance in different loading case and different mixes.