Atık madeni yağ içeren kapsül kullanımının uzun dönem yaşlandırılmış bitümlü sıcak karışımların kendini onarmasına etkisi
The effect of using capsules containing waste mineral oil on self-repairing of long-term aged bituminous hot mixtures
Yazar: ESMA SARIŞIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET YILMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde ulaşım açısından bitümlü sıcak karışımların önemi oldukça fazladır. Bitümlü sıcak karışımlar zamanla artan trafik yükü ve iklim koşullarına bağlı olarak rijitliğin artmasıyla kırılgan hale gelmektedir. Bu durum üst yapıda çatlaklara ve bozulmalara neden olmaktadır. Bu nedenle bitümlü karışım tabakalarının düzenli olarak gözlenmesi, bakım ve onarım faaliyetlerinin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Ancak ekonomik veya teknik nedenlerden ötürü bu her zaman mümkün olmayabilir. Bu nedenle kendini onarabilen bitümlü sıcak karışım fikri son yıllarda önem kazanmıştır. 
Bitümlü sıcak karışımların kendini onarması üzerine yapılan çalışmalar, üç ana başlık altında toplanmaktadır. Bunlar; indüksiyon ile ısıtma, mikrodalga ile ısıtma ve kapsül kullanımı metodudur. Bu metotlardan en yeni olanı bitümlü sıcak karışıma kapsül ilave edilmesidir. Bu yöntemde, çatlağın kapsülle karşılaşması sonucu kapsülün kırılıp içindeki onarıcı malzemeyi çatlak bölgesine salmasıyla iyileşme oluşturması söz konusudur.
Çalışma kapsamında kapsüllerde onarıcı malzeme olarak araçların bakımları sonrası açığa çıkan atık madeni yağ kullanılmıştır. Optimum şartları sağlayan kapsüller üretilmiştir. Kapsüller, karışımlara dört farklı oranda (agrega ağırlığınca %0,25; %0,50; %0,75 ve %1,00) ilave edilmiştir. Bitümlü sıcak karışımlarına dört farklı kür ( 25°C sıcaklıkta 24 saat; 25°C sıcaklıkta 48 saat; 40°C sıcaklıkta 24 saat; 40°C sıcaklıkta 48 saat ) uygulanmıştır. BSK numunelerine üç noktalı eğilme yorulma deneyi ve FTIR testi uygulanmıştır. Ayrıca kapsül ilavesinin karışımların mekanik özellikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla karışım numunelerinin hacimsel özellikleri belirlenmiştir. Çalışmada kapsül miktarının, kür süresinin ve sıcaklığın karışımlara olan etkisi incelenmiştir. Deneyler sonucunda kapsül miktarının artırılmasının yağ salınımını ve beraberinde iyileşme oranını artırdığı ancak yorulma ömrünü azaltarak mekanik performansı düşürdüğü görülmüştür. Kür süresinin ve sıcaklığın artışı ise iyileşme oranını artırmaktadır.

Abstract:
Nowadays, the importance of hot bituminous mixtures in terms of transportation is quite high. Bituminous hot mixes become brittle with the increase in stiffness due to the increasing traffic load and climatic conditions over time. This situation causes cracks and deterioration in the pavement. Therefor, it is necessary to observe the bituminous mixture layers regularly, and to carry out maintenance and repair activities. However, this may not always be possible for economic or technical reasons. For this reason, the idea of self-healing hot mix with bitumen has gained importance in recent years.
Studies on self-healing of hot bituminous mixtures are grouped under three main headings. These; It is a method of induction heating, microwave heating and capsule use. The newest of these methods is the addition of capsules to the hot bituminous mixture. In this method, as a result of the crack encountering the capsule, the capsule breaks and releases the restorative material to the crack area, resulting in healing.
Within the scope of the study, waste mineral oil, which is released after the maintenance of the vehicles, was used as a reparative material in the capsules. Capsules providing optimum conditions have been produced. Capsules were added to the mixtures in four different ratios (0.25%; 0.50%; 0.75% and 1.00% by weight of aggregate). Four different cures (24 hours at 25°C; 48 hours at 25°C; 24 hours at 40°C; 48 hours at 40°C) were applied to the bituminous hot mixtures. Three-point bending fatigue test and FTIR test were applied to BSK specimens. In addition, the volumetric properties of the mixture samples were determined in order to evaluate the effect of capsule addition on the mechanical properties of the mixtures. In the study, the effect of capsule amount, curing time and temperature on the mixtures was investigated. As a result of the experiments, it has been seen that increasing the amount of capsule increases the oil release and the healing rate, but decreases the mechanical performance by reducing the fatigue life. The increase in curing time and temperature increases the healing rate.