Bitümlü sıcak karışımların kırılma ve viskoelastik özelliklerinin değerlendirilmesi
Investigation of fracture and viscoelastik properties of hot mix asphalt
Yazar: SIYAB HOUSHMANDI KHANGHAHI
Danışman: PROF. DR. AHMET TORTUM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, asfalt performansını iyileştirmek için Modifiye maddeler kullanılmıştır. Gilsonit bitümün performansını arttırmak için ve cam elyafı agreganın dokusunu iyileştirmek için kullanılmıştır. İlk aşamada, her agrega için Marshall testini kullanarak optimum bitüm içeriği elde edildi. Gilsonitin optimum değerini belirlemek için marshall testi kullanıldı ve bu değer 12,5 mm nominal maksimum parçacık boyutu için %15 olarak tespit edildi. Devamında, Gilsonitin farklı yüzdeleri (%6, %12, %18) ve belirli miktarlarda cam elyafı (%0.1, %0.2, %0.3), sünme ve kırılma testleri gerçekleştirildi. Ayrıca deneylerde hava yüzdesi, agrega çapı, test sıcaklığı ve cam elyaf uzunluğu gibi parametreler araştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, asfalt performansının iyileştirildiğini ve farklı parametrelerle sünme ve kırılma testleri için Taguchi yöntemi kullanılarak optimum miktarlar elde edildiğini göstermektedir.Genel olarak sünme deneyinde, tüm parametreler için optimum değer, deney sıcaklığı (Ɵ)=37.8°C, nominal maksimum parçacık boyutu 12.5 mm, hava boşluğu içeriği %4, Gilsonit içeriği %18, cam elyafı ağırlığı %0.1, cam elyafı uzunluğu 8 mm olarak tespit edilmiştir. Kırılma deneyinde ise, tüm parametreler için optimum değer, kırılma açısı (α)=45°, nominal maksimum agrega boyutu 9.5 mm, hava boşluğu içeriği %4, Gilsonit içeriği %6, cam elyafı ağırlığı %0.3, cam elyafı uzunluğu 12 mm ve deney sıcaklığı (Ɵ)=-15ºC tespit edilmiştir. Kırılma deneyinde Gilsonit (bağlayıcı ağırlığının %6'sı) ve cam elyafı 12 mm'lik (agrega ağırlığının %0.3'ü kadar) bitümlü sıcak karışıma ilave edilmesi, düşük sıcaklıklarda, karışık Mod I / III kırığına maruz kalmış asfalt betonu performansını artırır. Sünme ve kırılma deneylerinde Modellemede, sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğunu göstermektedir. Ayrıca sünme deneyinde olduğu gibi Power-Model de, R2 düzeltme, Modifiye içeren numunelere iyi bir karşılık tespit edilmektedir.

Abstract:
In this study, Modified materials were used to improve asphalt performance.Gilsonite is used to improve bitumen performance and glass fıber to improve the texture of hot mix asphalt. In the first stage, the optimum bitumen content was obtained using the Marshall Test for each naminal maximum aggregate size. The Marshall Test was used to determine the optimum value of Gilsonite and this value was determined to be 15% for the nominal maximum particle size of 12.5 mm. Next, creep and fracture tests were performed on different percentages of Gilsonite (6%, 12%, 18%) and glass fibers (0.1%, 0.2%, 0.3%) in certain amounts. In addition, parameters such as air percentage, aggregate diameter, test temperature and glass fiber length were investigated in experiments. Experimental results show that the asphalt performance is improved and optimum quantities are obtained using the Taguchi method for creep and fracture tests with different parameters. In general, in the creep test, the optimum value for all parameters was determined as: test temperature (Ɵ)=37.8°C, nominal maximum particle size 12.5 mm, air void content 4%, Gilsonite content 18%, glass fiber weight 0.1%, glass fiber length 8 mm It was. In the fracture test, the optimum value for all parameters is as follows: the angle of fracture (α)=45°, nominal maximum aggregate size 9.5 mm, air void content 4%, Gilsonite content 6%, glass fiber weight 0.3%, glass fiber length 12 mm temperature (Ɵ) = -15°C. Adding bituminous hot blend of Gilsonite (6% of binder weight) and glass fiber 12 mm (up to 0.3% of aggregate weight) in the fracture test increases the performance of asphalt concrete exposed to mixed Mode I / III , at low temperatures. In the Modeling of creep and fracture experiments, it shows that there is a good fit between the results. Also, as in the creep test, the Power-Model corresponds well to the samples containing the R2 correction Modification.