Stiren-butadien-stiren ve uçucu külün birlikte kullanılmasının bitümlü sıcak karışımların mekanik özelliklerine etkisi
The effects of using sbs and fly ash together on the mechanical properties of hot mix asphalt
Yazar: MUSTAFA ETHEM KİZİRGİL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TANER ALATAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Asfalt = Asphalt ; Bitümlü sıcak karışım = Bituminous hot mixture ; Modifikasyon = Modification ; Stiren bütadien kopolimer = Styrene butadiene copolymer ; Uçucu kül = Fly ash

Özet:
Bu tez çalışmasında, bitüm modifikasyonunda Strien-Butadien-Strien (SBS) polimeri ve karışım modifikasyonunda uçucu kül birlikte kullanılarak, bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir.Çalışmada, agrega olarak Elazığ Karayazı Bölgesi'nden temin edilen kalker, bitüm olarak da Batman Tüpraş rafinerisinden temin edilen saf bitüm (B 160/220) kullanılmıştır. Bitüm modifikasyonunda Shell firması tarafından üretilen SBS (Kraton D1101) ve karışım modifikasyonunda ise Tunçbilek Termik Santrali'nden temin edilen F tipi uçucu kül bitümlü sıcak karışım numunelerinde katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Çalışmada bitüm ağırlığının üç farklı yüzdesinde SBS (%0, %3 ve %6) ve agrega ağırlığının dört farklı yüzdesinde filler yerine uçucu kül (%0, %2, %4 ve %6) kullanılarak 12 farklı karışım değerlendirilmiştir. Karışımlar üzerinde Marshall stabilite ve akma, indirekt çekme rijitlik modülü, nem hasarına karşı dayanım, indirekt çekme yorulma ve dinamik sünme deneyleri uygulanmıştır.Karışımların Marshall metodu ile belirlenen optimum bitüm içeriğinin, uçucu kül kullanımı ile azaldığı, SBS kullanımı ile ise arttığı tespit edilmiştir. Marshall oranı (MQ) değerlerinden SBS ve uçucu kül kullanımı ile MQ değerlerinin genel olarak arttığı belirlenmiştir. Bütün deneyler göz önünde bulundurulduğunda, hem SBS hem de uçucu kül kullanımı ile karışımların stabilitelerinin, normal sıcaklıklardaki rijitliklerinin, nem hasarına karşı dayanımlarının, yorulma ömürlerinin ve kalıcı deformasyona karşı dayanımlarının arttığı belirlenmiştir. Ayrıca sadece bitüm modifikasyonunda %3 SBS kullanımı ve sadece filler olarak %6 uçucu kül kullanımının benzer sonuçlara sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu katkıların birlikte kullanımı ile de olumlu etkilerinin artacağı belirlenmiştir. Katkılar ayrı ayrı değerlendirildiğinde SBS'in uçucu küle göre daha etkin olduğu belirlenmiştir. Ayrıca karışımdaki SBS içeriği arttıkça uçucu külün etkinliğinin azaldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the effects of the using of both Strien-Butadiene-Strien (SBS) polymer in bitumen modification and with fly ash mixture modification on the mechanical properties of hot mix asfhalt were researched.In this study, limestone obtained from the Karayazi Region of Elazig used as aggregates and pure bitumen (B 160/220) provided from refinery Batman TUPRAS used as bitumen. SBS (Kraton D 1101) manufactured by Shell company used in bitumen modification and fly ash provided from Tunçbilek Thermal Power Plant were used in bitumen hot mixtures as additive materials. Three different SBS percentages (0%, 3% and 6%) of bitumen weight and instead of filler four different fly ash percentages (0%, 2%, 4% and 6%) of aggregate weight were used to evaluate 12 different mixtures. Marshall stability and flow, indirect tensile stiffness modulus, resistance against moisture-induced damage, indirect tensile fatigue and finally dynamic creep tests were carried out on the mixture specimens.It is seen that, the optimum bitumen content of mixtures determined by Marshall method decreased with the using fly ash and increased with using SBS. Generally Marshall ratio (MQ) values increased with using SBS and fly ash. In consideration of all the experiments, both using SBS and fly ash increased the stability of mixtures, stiffness at of normal temperatures, resistance to moisture demage, fatigue life and durability against to permanent deformation. Morever, only using 3% SBS in bitümen modification and only using 6% fly ash as filler resulted in similar effects. It was determined that, positive effects of these additives increased when using them together. SBS were more effective than fly ash when these additives considered separately. In addition, increasing of SBS content in the mixture decreases the effect of fly ash.