Influence of foaming water content and mixing temperature on foam asphalt mixtures

Abstract

Yüksek hava boşluğu içeriği ve kaba agrega parçacıklarının yetersiz kaplanması, köpük asfalt teknolojisi kullanılan ılık karışım asfalt uygulamalarında zorluklara neden olmaktadır. Agrega parçacıklarının bitümle yeteri kadar kaplanmaması, köpük asfalt karışımında hava boşlukları içeriği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve karışımdaki köpük bitümünün hacmi ve üretim sıcaklığı ile doğrudan ilişkilidir. Bu, köpüren su içeriği miktarının üretilen köpük bitümü hacmini belirlediği köpük asfalt karışımları için özellikle önemlidir. Bu nedenle, köpüklü su içeriği, köpük asfalt karışımlarının üretimi ve performansında önemli bir karışım tasarım parametresidir.Bu çalışmanın amacı, köpüklendirme su içeriğinin köpük asfalt karışımları üzerindeki etkisini araştırmak ve köpük bitüm ile mineral agrega etkileşiminde köpüklendirme su içeriğinin karıştırma sıcaklığı ve köpük asfalt karışım performansı ile ilgili temel bir anlayış geliştirmektir. Bu amaçla, farklı seviyelerde karıştırma sıcaklıklarında (120, 100 ve 80santigrat derece) köpüklendirme su içeriğinin (2, 4, 6 ve 8yüzde) etkisini araştırmak için Marshall Stabilitesi ve Dolaylı Çekme Mukavemeti testleri uygulanmıştır.Elde edilen sonuçlar;köpüklendirme su içeriğindeki artışın,karışımın hava boşluğu içeriğini arttırırken, Marshall Stabilitesi ve yoğunluğunun azalmasına neden olduğunu göstermektedir. Sonuçlaraynı zamanda, karıştırma sıcaklığının düşmesi ile(80 santigrat derece) köpük asfalt karışımlarının hava boşluğu içeriğinin arttığını, yoğunluk ve stabilitesinin olumsuz etkilendiğini ortaya koymaktadır. Köpük asfaltın daha yüksek sıcaklıklarda (120 santigrat derece) karıştırılması ilekarışımınhava boşluğu içeriği etkili bir şekilde azaltılarak yoğunluğu artar ve böylece daha yüksekMarshall stabilite değerleri elde edilebilmektedir.

High air void content and inadequate coating of coarse aggregate particles are major challenges in the application of warm mix asphalt (WMA) using foam asphalt technology. Aggregate particle coating has significant influence on air voids content in foam asphalt mixture and is directly dependent on the volume of foam bitumen in the mixture and production temperature as well. This is especially significant to the foam asphalt mixture where the amount of foaming water content dictates the resulting volumes of foam bitumen produced. Therefore, foaming water content is an important mix design parameter in the production and performance of foam asphalt mixtures.The objectives of this study are to investigate the influence of foaming water content on foam asphalt mixtures, and develop a fundamental understanding about the significance of foaming water content together with mixing temperature in the interaction of foam bitumen and mineral aggregates and performance of foam asphalt mixtures. For this purpose, Marshall Stability and Indirect Tensile Strength tests were applied to investigate the influence of foaming water content (2, 4, 6 and 8 percent) at varying level of mixing temperatures (120, 100 and 80degrees Celsius). The obtained results show that the increase in foaming water content resulted in reduction of Marshall Stabilities and densities while the air voids content increased. Fundamentally, the results have also revealed that the reduction inmixing temperature (80degree Celsius) has adversely affected the air voids content, densities and stabilities of the foam asphalt mixtures. The mixing of foam asphalt at high temperatures (120 degree Celsius) reduces the content of air voids, while enhancing Marshall stability and density.