Esnek üstyapı kaplamalarında bitümle birlikte bağlayıcı olarak granüler sülfür kullanımının kalıcı deformasyona etkisi
The usage of granular sulfur with bitumen as a binder and its effect on the permanent deformations
Yazar: MEHMET TAHİR DENİZ
Danışman: PROF. DR. ABDULLAH HİLMİ LAV
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Asfalt = Asphalt ; Bitüm = Bitumen ; Bitümlü sıcak karışım = Bituminous hot mixture ; Kükürt = Sulfur ; Modifiye = Modified

Özet:
Başta tekerlek izi olmak üzere kalıcı deformasyonlar, asfalt kaplamalarının servis ömrünü azaltan temel bozulmalardan biridir. Kaliteli asfalt karışımlarının kullanılması ve bağlayıcının modifiye edilmesi, asfalt kaplamaları direncinin kalıcı deformasyonlara karşı güçlendirilmesinde etkin yöntemlerdir. Son yıllarda bu problemin araştırılması ve çözümlenmesi amacıyla, çok değişik modifiye edici katkı maddesi kullanılmıştır. Söz konusu katkı maddelerinden biri de sülfürdür.Bu çalışmada, bitümle birlikte bağlayıcı olarak kullanılan Granüler Sülfür (GSF)'ün sıcak karışım üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Silindirik Marshall numuneleri hazırlanmadan önce, özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, bağlayıcı ve agregaya standart testler uygulanmıştır. Bitümlü sıcak karışım (BSK)'ın optimum bağlayıcı miktarını belirlemek için Marshall tasarım yöntemi kullanılmıştır. Laboratuar ortamında, geleneksel karışımın yanı sıra, karışıma bitüm yerine %10, %20, %30, %40 ve %50 GSF malzemesi ilave edilerek Marshall ve LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) numuneleri hazırlanmıştır.Marshall stabilitesi, Performans testleri ve Tekerlek İzi deneyleri, sırasıyla Marshall cihazı, Universal Testing Machine (UTM) ve LCPC test cihazı kullanılarak yapılmıştır. Geleneksel karışımla sülfürlü asfalt karışımlarına ait deney sonuçları karşılaştırılarak incelenmiştir. Deney sonuçları, %40 ve %50 GSF ilave edilen karışımların statik ve dinamik gerilmelere karşı olduğu gibi, tekerlek izi oluşumuna karşı da geleneksel karışımlara göre daha dirençli olduğunu göstermiştir.GSF ilave edilen karışımlarla geleneksel karışım arasındaki maliyet farkını belirlemek amacıyla bir maliyet analizi yapılmıştır.SPSS regresyon programı kullanılarak bir model geliştirilmiştir. Sonuçlar, SPSS esaslı modelin kaplamada servis ömrü boyunca oluşabilecek tekerlek izi potansiyelini hesaplayabileceğini göstermiştir.Asfalt karışım değişkenleri ile ilgili Laboratuar test sonuçları tezin ?Sonuçlar ve Öneriler? bölümünde verilmektedir.

Abstract:
Permanent deformations, primarily in the form of ruts, are one of the basic asphalt pavement damages impairing its service properties. Application of appropriate asphalt mixtures and binder modification are effective methods for improving asphalt courses resistance. Many kinds of modifiers, in recent years, have been used for dealing and solving this problem. One of these modified materials is sulfur.In this study, the effects of Granular Sulfur Asphalt (GSF) which used as a binder in place of bituminous binders, on the mix were investigated. Standard tests were applied to binder and aggregate to define their properties before producing of cylindrical samples. Marshall design was used to evaluate the optimum binder in the Hot Mix Asphalt (HMA). Marshall and LCPC (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) samples were prepared in the laboratory by adding of 10%, 20%, 30% 40% and 50% GSF replacing with penetration grade B 50/70 bitumen to the mix.Marshall Stability, Performance tests and rutting test, were carried out using Marshall equipments, Universal Testing Machine (UTM) and LCPC test machine accordingly. Comparisons were made between the conventional and GSF mixes test results. The results of both static and repeated load tests as well as the rutting test indicate that the deformations and strains of the conventional mixes are greater than those of the %50 GSF.A cost analysis has been applied to define the difference between the mix with and without GSF. The cost provident was obtained for the conventional mix, 40% and 50% content of GSF mix.A regression analysis program, SPSS, is used in this study to improve a modeling system. The results show that the SPSS-based model can be used effectively to evaluate the rutting potential of in-service pavement.The laboratory tests results carried on the asphalt concrete samples and mix variables are presented in the ?Conclusions? section of the thesis.