Koruyucu amaçlı sathi kaplamaların performansına etki eden parametrelerin incelenmesi
Investigation of parameters that effect preventive chip seal performance
Yazar: BEKİR AKTAŞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KARAŞAHİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Performans = Performance ; Regresyon = Regression

Özet:
Bu doktora çalışması, Bitümlü Sıcak Karışım (BSK) kaplamalar üzerine koruyucu ve iyileştirme amacıyla yapılan sathi kaplamalar üzerinedir. Sathi kaplamalar yüzeysel kaplamalar içerisinde, asfalt betonunun ömrünü uzatmada ve özelliklerinin iyileştirilmesinde kullanılan en etkili ve ekonomik yöntemlerden bir tanesidir. Koruyucu ve iyileştirme amacıyla yapılan sathi kaplamaların performansının tahmin edilmesi, performansa etki eden parametrelerin sağlıklı bir şekilde belirlenmesi önemli bir mühendislik problemi olarak karşımıza çıkmaktadır.Bu amaçla Afyonkarahisar ? Sivrihisar istikametindeki D260-03 numaralı BSK kaplamalı bölünmüş devlet yolu üzerine sekiz farklı özellikte koruyucu sathi kaplama yapılmıştır. İmalat esnasında bağlayıcının tatbik sıcaklığı, agrega serilirken ve silindirlenirken yüzeydeki sıcaklıklar belirlenmiş, bitüm ve agrega uygulama miktarları ise yapılan keçe ve tava deneyleriyle tespit edilmiştir. Laboratuvarda, standart agrega ve bitüm deneyleri gerçekleştirilerek bu malzemelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmiş daha sonra agrega-bitüm adezyonuna yönelik testler yapılmıştır. Bitüme bulanmış agregaların adezyon özellikleri de laboratuvarda yapılan yapışma deneyleriyle incelenmiştir. TÜBİTAK 107G081 projesi kapsamında geliştirilen Hızlandırılmış Sathi Kaplama Simulasyon Cihazı (HSKSC) kullanılarak sathi kaplama numuneleri üzerine performans testleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca agrega yüzey ve biçim analizi cihazı ile kullanılan agregaların yüzeysel ve biçimsel özellikleri belirlenmiş ve etkileri araştırılmıştır. Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) ekipleri tarafından imal edilen test kesimleri iki yıl boyunca gözlemlenmiş, makropürüzlülük, kayma direnci ölçümü ve gözlemsel puanlama indeksi ile performansı takip edilmiştir. Mevsim şartlarının ve trafik hacminin koruyucu sathi kaplama performansına olan etkisini de araştırmak amacıyla Meteoroloji Genel Müdürlüğünden alınan test güzergâhına ait iklim verileri ve yol üzerinde bulunan otomatik trafik sayım istasyonundan elde edilen trafik akım bilgileri kullanılmıştır. İmalat esnasında yapılan ölçümler, laboratuvarda yapılan deneyler ve araziden elde edilen gözlemsel ve tahribatsız test sonuçları kullanılarak çoklu lineer ve nonlineer regresyon analizleri yapılmış, koruyucu sathi kaplama performansına etki eden parametreler belirlenerek bir bozulma modeli ortaya çıkarılmıştır. Son olarak literatürde yapılan çalışmaların değerlendirilmiş, bu tez çalışmasında elde edilen bulgular ve analizler yorumlanmış ve KGM'ye koruyucu sathi kaplamalar ile ilgili yeni bir teknik şartname önerisinde bulunulmuştur.

Abstract:
This dissertation focuses on chip seals which applied on the Hot Mix Asphalts (HMA) for preservation and rehabilitation. Chip seals are one of the most efficient and cost effective method among surface treatment techniques to extend and rehabilitation of pavement servis life. To predict the performance of preventive chip seals, determination of the parameters that affect on the performance emerges as an important engineering problem.In this aim, eight preventive chip seals with different characteristics were constructed on the D260-03 section number divided highway which has HMA at the Afyonkarahisar ? Sivrihisar direction. During the construction binder application temperature, surface temperatures while aggregate application and rolling were measured with thermal camera, binder and aggregate application rates were determined with pan and felt tests. In the laboratory, aggregate and bitumen tests were performed and physical and chemical properties of these materials determined. Then tests were carried out for aggregate ? bitumen adhesion. Besides adhesion properties of precoated aggregate were examined. Performance tests were performed with Accelerated Chip Seal Simulation Device which had developed under number of TUBITAK 107G081 project. In addition aggregate surface and shape characteristics were determined using with Aggregate Imaging System (AIMS) and affects of those were investigated Test sections which were constructed by Turkish General Directorate of Highways (KGM) were observed throughout two years and their performance were monitored using macrotexture, skid resistance tests and visual scoring index parameters. In order to investigate climate and traffic conditions on the effect of the chip seal performance, meteorological data set which was taken from General Directorate of Meteorology, traffic flow dataset which was derives from automatic traffic count station on the test road were used. Multiple linear and nonlinear regression analysis were conducted using measurement results during the construction, laboratory experiment results, nondestructive and visual test results that derived from the test sections and affected parameters on chip seal performance were determined. Then a deterioration model was created. Finally literature review was evaluated, results and analyses derived from this thesis were interpreted and consequently a new preventive chip seal specification was recommended to KGM.