Bor kaynaklı çevresel atıkların bitümlü sıcak karışımların performansına etkisi ve modellenmesi

Abstract

Küresel ısınmadan dolayı geri dönüşüm ve sürdürülebilirlik kavramları son zamanlarda diğer alanlarda olduğu gibi kaplama mühendisliğinde de ön plana çıkmıştır. Kaplama mühendisleri, geri dönüşümlü malzemelerle asfalt betonu üretimi konusunda detaylı çalışmalar yürütmekte ve hatta çalışmalarını sahada da uygulamaktadırlar.Bu çalışma, dünyadaki bor rezervlerinin yaklaşık% 70' ini bünyesinde bulunduran Eskişehir ve çevre illerde oluşan bor atıklarının yol yapım endüstrisi hizmetinde kullanmayı amaçlamaktadır. Ayrıca, bu araştırma, agrega ve bitüm modifikasyon teknikleri ile hazırlanan asfalt beton numunelerinin performans özelliklerini ve kullanılabilirliğini incelemektedir. Numuneler, Öğütülmüş Atık Bor (ÖAB), Susuz Boraks (SB) ve Boraks Pentahidrat (BP) gibi atık bor katkı maddeleri ile oluşturulmuştur. Asfalt betonu numunelerine Marshall Dizayn Testleri ve Sünme Testleri uygulanmıştır, test sonuçları bu üç malzeme ile de şartnamelere uygun asfalt üretimi gerçekleştirilebileceğini kanıtlamıştır. Bununla beraber, ÖAB kullanımının dayanım, uzun ömürlülük, ekonomi, çevresel etki ve sürdürülebilirlik açısından daha uygun olduğu söylenmiştir.Ayrıca, elde edilen verilerin değerlendirilmesinde bir yapay sinir ağı (YSA) modeli oluşturulmuştur. Modelin incelenmesi ve istatistiksel analizlerin neticesinde, ÖAB ilavesi yapılan ve yapılmayan asfalt betonu örneklerinin mekanik performansları önceden tahmin edilebilir duruma getirilmiştir. Regresyon analizi sonuçlarına göre; Stabilite bulguları için r2 değerleri eğitim ve test seti için sırasıyla 0.95 ve 0.91 akma bulguları için ise r2 değerleri eğitim ve test seti için 0.91 ve 0.87 olarak bulunmuştur.Sonuç olarak, atık bor katkı maddeleri ile oluşturulacak yol üretimleri, atık depolarının neden olduğu çevre kirliliğini ortadan kaldıracak ve sürdürülebilir yaşam için önemli faydalar sağlayacaktır.

Recycling and sustainability concepts have recently come into prominence in pavement engineering as in other fields due to global warming. Pavement engineers conduct detailed studies on the production of asphalt concrete with recycled materials and apply their studies in work-site environment. This study aims to use boron wastes which formed in Eskişehir and surrounding provinces that hold nearly 70% of the world' s boron reserves to the service of road construction industry. Furthermore, this research examines the performance characteristics and usability of asphalt concrete specimens prepared by aggregate and bitumen modification techniques. Specimens are composed by boron waste additive materials such as Crushed Boron Waste (CBW), Borax pentahydrate (BP) and Borax Anhydrous (BA). Asphalt concrete specimens are applied Marshall Design tests and creep tests. Test results prove that these three materials comply with the specifications. However, usage of CBW is considered to be more suitable in terms of strength, long service life, financial, environmental and sustainability aspects. Besides, an artificial neural network (ANN) model was created for the evaluation of obtained data. Furthermore, examination of modelling and statistical analysis, mechanical performance of asphalt concrete samples with and without CBW addition has been predicted in noticeable manner. As a result of regression analysis, training and test sets r2 values are reached 0.95-0.91 for stability and 0.91-0.87 for flow values. Finally, boron waste additives which used in road constructions by this technique will remove the environmental pollution caused by waste storages and provide significant profit in regard to sustainable life.