Katkı maddesi olarak diatomit'in bitümlü sıcak karışımların davranışları üzerindeki etkileri
The effect of an additive which is called diatomite on the behavior of asfaltic mixtures
Yazar: MUSTAFA KÜRŞAT ÇUBUK
Danışman: PROF. DR. EMİNE AĞAR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1998
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bitümlü sıcak karışım = Bituminous hot mixture ; Diatomit = Diatomite

Özet:
Ülkemizde, trafik hacmi ile beraber yüklerin de artması ve iklim koşullarının olumsuz etkileri, esnek üstyapı kaplamalarında, tekerlek izi oluşumu, yığılma ve ondülasyon gibi kalıcı deformasyonlann oluşmasına sebep olmaktadır. Bu tür sorunların çözümünde, esnek üstyapının performansını artırmak en uygun yöntem olarak görülmektedir. Bitümlü bağlayıcıların modifiye edilmesiyle, asfalt betonu karışımlarının rijitliğini artırmak, yüksek sıcaklıklardaki ve ağır trafik yükü altodaki kalıcı deformasyonlan azaltmak ve yol üstyapısının yorulma ömrünü uzatmak mümkün olmuştur. Bu çalışmada, diatomit ile modifiye edilmiş olan asfalt betonu karışımlarının, marshall stabilitesi ve elastik modülü incelenmiştir. On bölüm halinde sunulan çalışmanın birinci bölüm olan giriş kısmında, esnek üstyapının performansını artırmak ve asfalt kaplamanın servis ömrünü uzatmak için yapılan çalışmalardan ve modifiye edilmiş karışımların avantajlarından bahsedilmiştir.İkinci bölüm kaynak araştırmasına ayrılmış ve esnek üst yapılardaki bozulma türleri ve sebepleri açıklanmıştır. Bu bozulmaları önlemek için ne türde çalışmalar yapıldığı da bu bölüm içerisinde ele alınmıştır. Bölüm içerisinde de görüleceği üzere, üstyapı kaplamalarında görülen bozulma sebepleri arasında, kaplama tabakasındaki bitümlü sıcak karışımla ilgili yetersizliklerin çok önemli bir yeri vardır. Üçüncü bölümde, ikinci bölüm içerisinde ele alman sıcak karışımlarla ilgili yetersizliklerden dolayı meydana gelen bozulmaları önleyeceği düşünülen ve bitümlü bağlayıcıların özelliklerini olumlu yönde değiştiren katkılardan bahsedilmiş ve katkılar ile modifîye edilmiş olan karışımların özellikleri açıklanmıştır. Bu katkılardan bazıları ise sülfür, kauçuk, termoplastik polimerler, termoplastik kauçuklar, doğal asfaltlardır. Bu tür katkılar, deformasyonlara karşı direncin ve karışım sertliğinin artırılması, karışımın işlenebilirliğinin geliştirilmesi, sıcaklığa karşı duyarlılığın düşürülmesi, ve geçirimsizliliğin artırılması, kayma direncini ve yorulmaya karşı mukavemetin iyileştirilmesi gibi özellikleri taşımaktadırlar. Yine bu bölüm içerisinde, bitümlü sıcak karışım içerisinde ilk defa kullanılan diatomit'in, genel yapısı (fiziksel ve kimyasal özellikleri) ve kullanım imkanları da irdelenmiştir. Dördüncü bölümde, bitümlü karışımların eperformansım test eden deney yöntemlerinden bahsedilmiştir. Bu bölümde Marshall yöntemi incelemiş, deney numunelerinin hazırlanması, deney yöntemi ve deney sonuçlarının değerlendirilmesi gibi işlem basamakları anlatılmıştır. Beşinci bölümde, indirekt çekme test'i standart deney metod'undan bahsedilmiş, kullanılacak deney yöntemleri, esneklik modülünün önemi ve kullanımı, testle ilgili cihazlar, testlerin uygulanışı ve hesaplamalar bu bölüm içerisinde yer almıştır. İndirekt çekme modülü testi altmcı bölüm içerisinde ele alınmıştır. Bu bölümde, numune kullanım prosedürü, tipik işlem basamakları, ve daraların hesaplanması gibi konular açıklanmıştır.Yedinci bölüm başlığı olan indirekt çekme yorulma (Fatigue) deneyi içerisinde ise, deney kullanım parametreleri, tipik işlem basamakları ve dataların hesaplanması hakkında bilgiler verilmiştir. Sekizinci bölümde, tekrarlı tek eksenli asfalt sünme (creep) yükleme test'i incelenmiş ve tipik işlem basamakları, data hesaplaması, test kullanım parametreleri gibi genel bilgiler de bu bölüm içerisinde ele alınmıştır. Dokuzuncu bölüm içerisinde, diatomit katkılı ve katkısız bitümlü karışımlar üzerinde uygulanan indirekt çekme modülü ve marshall stabilitesi deneylerinin sonuçlan değerlendirilmiştir. Bu amaçla, %6,5, %7,0, %7,5, %8,0, %8,5, %9,0 asfalt oranlan içerisinde kullanılan %1,0, %1,5, %2,0, %2,5, %3,0 oranlarında ki diatomit ile katkılı standart marshall numunelerinin hazırlandığı ve elastik modül değerleri bulunurken, 25°C sıcaklık ve 3000 N yük'ün sabit seçildiği ve kabul edilen 0.40 poisson oranında 3000 ms'lik test vuruş periyodunda deneylerin yapıldığı vurgulanmıştır. Diatomit ve asfalt oranlan, diatomit veya asfalt miktarlarının, toplam agrega + diatomit miktarına (llOOgr), bölümü ile elde edilmiştir, örneğin, %6,5 asfalt yüzdesi, 1100 gr (agrega + diatomit) içerisindeki asfalt miktan olup toplam asfalt ağırlığı 76,5 gr olmaktadır, %2'lik diatomit ise, 1100 gr (agrega + diatomit) içerisindeki diatomit miktan olup (1100*%2)22grdır. Sonuç ve öneriler kısmında, çalışmanın sonuçlan açıklanmış, diatomit miktannın ve asfalt yüzdesinin artımıyla, %2,0'lik diatomit katkısı ve %7,5 asfalt yüzdesi kullanımına kadar (ki bu oranlar optimum değerlerdir) marshall stabilitesi ve elastik modül değerlerinin arttığı, bu değerlerden sonra elastik modül ve marshall stabilitesi değerlerinde düşmelerin görüldüğü vurgulanmıştır. Bu durumun daha iyi irdelenmesi ve sonuçların sağlıklı bir zemin üzerinde oturtulması gereği düşünüldüğünde, deney numune sayısmm artırılarak daha farklı (önerilen 5, 40, 60°C) sıcaklıklarda ve farklı yükdurumlarında aynı deneylerin tekrarlanması ve sonuçların, mümkünse bir deneme yolu yapılarak birebir görülerek incelenmesi de öneriler kısmında yer almaktadır. Bilim kodu : 624. 04. 01

Abstract:
In this study, the affects of an additive which is called Diatomite is searched on the Marshall stability and Elastic Modulus values of asfaltic mixtures. For this purpose, Marshall and Indirect Tensile tests are applied on the approximately 400 specimens prepared in accordance with the Marshall test standarts both with and without addition of diatomit in specified asphalt and additive percentages. The results achieved from these tests are presented with respect to the specified asphalt and additive percentages. In the evaluation of the results, using diatomite as an additive in the asphaltic mixtures caused a considerable increase in both the Marshall stability and Indirect Tensile Strength values. The best results in the Marshall stability and Indirect Tensile Strength values are obtained in 7,5 % asphalt and 2 % additive percentages.In Turkey, rutting is the Frequently appearing problem on the flexible pavements. Remedial studies for this problem have been being performed in the related divisions of the Turkish Highway Department (K.G.M) One of these studies is on usage of Stone Mastic Asphalt (SMA) mixtures. The open graded aggregates with high percentage of coarse aggregates and filler are proposed for such mixtures. In the case of a decision on applying such a mixture in Turkey's roads, it may be faced with a problem of shortage in producing high percentage of filler. In such a case, due to the rich resources of diatomite in Turkey, the using the diatomite as filler material in SMA mixture will be an important alternatif together with its stability increasing characteristic. Science code : 624 04 0 1