Yüksek yoğunluklu polietilen ve astragalus ile modifiye asfalt betonlarının bazı mekanik özelliklerinin araştırılması

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN ve ASTRAGALUS İLE MODİFİYE ASFALT BETONLARININ BAZI MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI Hatice Nur ARAŞ Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Sinan HINISLIOĞLU Türkiye karayol ağında artan trafik hacmi ve yetersiz bakım nedeniyle beklenen dizayn ömründen daha önce çeşitli bozulmalar görülmektedir. Son yıllarda; esnek üst yapılarda meydana gelen tekerlek izini minimuma indirmek ve yorulma çatlaklarına karşı direnci artırmak için polimer modifiye asfalt beton karışımlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada; yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve Astragalus (AS) ile modifiye asfalt betonunun sünme davranışı, Marshall stabilitesi, akması ve Marshall katsayısı (Marshall quatient) incelenmiştir. Bitüm ağırlığınca % 1-2-3-4-5 HDPE ve AS Î85°C de yarım saat boyunca yüksek kesme kuvveti uygulayan karıştırıcı ile karıştırılmıştır. HDPE ile modifiye asfaltın penetrasyon, düktilite ve yumuşama noktası gibi reolojik özellikleri incelenmiştir. Sünme deneyinde laboratuvarda hazırlanan Marshall numuneleri sabit sıcaklıkta (40°C) ve sabit yük altında (100 kPa) test edilmiştir. Katkı oranları değişen numunelere sabit yük altında, sabit yükleme ve dinlenme zamanları uygulanmıştır. Her deneyin sonunda 15 dakika süre ile geri dönen deformasyonlar beklenmiştir. Birçok araştırmacı tarafından önerilen çeşitli sünme modellerinin laboratuvar deneylerinin sonuçlarına uygunluğu araştırılmıştır. Bağlayıcı deneyleri göstermiştirki HDPE oranı arttıkça yumuşama noktası yükselmekte, penetrasyon ve düktilite düşmektedir. HDPE ve AS katkılı asfalt beton numunelerin stabilite ve MQ değerlerinin katkısız numunelere göre daha fazla, akma değerlerinin ise daha az olduğu görülmüştür. Sünme deney sonuçlarının değerlendirilmesinden, %2 HDPE kullanımının kalıcı deformasyonları ortalama %34, %2 AS kullanımının yaklaşık %53 azalttığı görülmüştür. Aynı zamanda sünme rijitliklerinin %2 AS oranında %54, %2 HDPE oranında %34 arttığı gözlemlenmiştir. Katkılı asfalt betonlarında kontrol karışımına göre daha fazla deformasyonun geri döndüğü gözlenmiştir. Sonuç olarak HDPE ve AS ile modifiye bitümlerin, sıcak bölgelerdeki kalıcı deformasyonları azaltmak için kullanılabilirliği düşünülmüştür. 2003, 81 sayfa Anahtar kelimeler: Asfalt betonu, polimer, sünme, stabilite, Marshall katsayısı

ABSTRACT Master Thesis INVESTIGATION OF THE SOME MECHANICAL PROPERTIES OF THE ASPHALT CONCRETE MODIFIED WITH HIGH DENSITY POLYETHYLENE and ASTRAGALUS Hatice Nur ARAŞ Atatürk University Graduate School of Engineering Faculty Department of Civil Engineering Supervisor: Asst. Prof.Dr. Sinan HINISLIO?LU Due to constantly increasing traffic loading and volumes, and often inadequate maintenance, road network is shoving severe deterioration before the end of its anticipated design life. In recent years, polymer modified asphalt concrete mixtures have been widely used to minimize rutting failures and increased to resistance to fattigue cracking of flexible pavements. High density polyethylene (HDPE) and Astragalus (AS) contents used for bitumen modification and effect of additive content on the creep behavior, Marshall stability, flow and Marshall Quotient of the mixtures were evaluated. Bitumen was mixed with 1-2-3-4 and 5 percent the HDPE and AS (by weight of bitumen) at 185°C in duration of 60 minutes using a high shear mixer. It was also investigated the effect of HDPE on some rheological properties such as penetration, softening point and ductility. Creep test were performed at the temperature of (40°C), and constant repeated load (100 kPa) with constant loading time and rest period with different additive contents. After each test deformation recovery is measured for 15 minutes. Various models suggested by several researchers are tried to fit to the laboratory creep curves. Binder tests demonstrated that penetration and ductility decreases with increasing HDPE while softening point increases. A stability and MQ values were found to be higher than control mixtures and the flow values lower than control mixtures. By the evaluation of the results, it was observed that the use of 2% HDPE decrased the permanent strain by 34% and 2% AS decrased the permanent strain by 53%. At the same time creep stiffness increased 34% with %2 HDPE and 54% with %2AS. The creep recovery values of the asphalt concrete with HDPE and AS after 15 minutes were found to be higher than control mixtures. As a result, HDPE and AS modified bituminous binders are considered to be very useful in mitigating permanent deformations in hot climate regions. 2003, 81 pages Keywords: Asphalt concrete, polymer, creep, stability, Marshall quatient