Bitümlü karışım değişkenlerinin performans üzerindeki etkilerinin araştırılması ve hizmet ömrü tahmini için bir model kurulması
The Effects of mixture variables on mixture performance and establishing a model to estimate the service life
Yazar: HALİT ÖZEN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ILICALI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bitümlü karışımlar = Bituminous mixtures ; Yorulma = Fatigue ; Üst yapı = Pavement

Özet:
Karayollarına olan talebin sürekli artması, taşıt teknolojisindeki gelişmeler, karayolunun ağır taşıt trafik yüklerine maruz kalması, olumsuz çevre koşullan gibi nedenler yapılan yolların tahmin edilen süreden çok daha önce bozulmalarına neden olmaktadır. Yoldaki bozulmaya çok sayıda faktör sebep olmakla birlikte ülkemizde bugüne kadar yapılan hizmet ömrü tahmin yöntemlerinin de yeniden gözden geçirilmesi yararlı olacaktır. Bu çalışmada, asfalt tabakalarının performanslarının değerlendirilmesinde bazı ülkelerde kullanılan bozulma parametreleri olan; - Yorulma çatlakları, Tekerlek izi veya kalıcı deformasyonlar ayrı ayrı değerlendirilmektedir. Bunun için literatür araştırmasından elde edilen teorik çalışmalardan yararlanılarak, ileriki bölümlerde açıklanan deneyler yapılmaktadır. Sonuç olarak geliştirilen bir yöntemle asfalt karışımların hizmet ömrü tahmininde çok önemli olan bilgiler verilmektedir. Yapılan bu çalışmalara ilişkin bir özet aşağıda verilmektedir. Yapılan laboratuar çalışmalarında geleneksel ve katkılı karışımlara Marshall Dizaynı, Dolaylı Çekme Mukavemeti, Dolaylı Çekme, Statik Sünme, Tekrarlı Sünme gibi deneyler uygulanmıştır. Hizmet ömrünün tesbitinde önemli göstergelerden olan karışım değişkenlerinin karışımın elastisite ve sünme modülü üzerindeki etkisini ortaya koymak, karışım performansını değerlendirmek için örnek bir deneysel çalışma programı hazırlanmıştır. Ayrıca karışımların, hizmet ömrünün hesaplanması için bir Tekerlek İzi Tahmin Modeli kurulmuş ve yorulma performanslarının değerlendirilmesi için kurulmuş olan modellerden ülkemiz koşullarına uygun olanı tesbit edilmiştir. Böylece bu değerlendirmelerle karışımların yorulma ve tekerlek izi performanslarını tahmin etmek mümkün olmaktadır. Günümüzde asfalt, bazı katkı maddeleri ile modifiye edilerek kullanılmakta ve ileride bu şekilde uygulamaların daha yaygınlaşacağı tahmin edilmektedir. Geleneksel bağlayıcı veya karışımlara katkı maddelerinin ilave edilmesi ile hazırlanan modifiye karışımların bu tezde ortaya konan yöntemle değerlendirilmesini sağlamak ve bu konuda bir boşluk oluşturmamak için laboratuarımız imkanları içerisinde hazır bulunan Vestoplast malzemesi ile katkılı asfalt karışımlar da üretilerek model çalışmasına dâhil edilip ilave bir değişken olarak değerlendirilmesi sağlanmıştır. Burada vurgulanması gereken, katkının cinsi değil, asfaltın farklı malzemelerle de karıştırılarak kullanılabileceği durumuna bir örnek teşkil etmesidir. Deneylerden elde edilen sonuçlar yardımıyla bitümlü karışım değişkenlerinin karışımın performansı üzerine olan etkisi değerlendirilmiş ve hizmet ömrü tahminine yönelik olarak bir model kurulmuştur. Bu modele, ileride yapılacak olan yeni çalışmalarla başka değişkenlerin de ilave edilmesi ile anlatılan yönteme göre model geliştirilecek, böylece deney yapmadan daha doğru bir hizmet ömrü tahmin edilmesi sağlanmış olacaktır.

Abstract:
The continuous increase of demand to the highways, developments vehicle technology, the effect of heavy traffic loads and negative impacts of climate conditions damage on the highways before the end of expected service lives. There are numerous factors, that cause damages on the highways so it will be beneficial to check "Service Life Estimated Methods", which have been in our country to date once more. In this study, the rotten parameters (fatigue cracks, rutting or permanent deformation etc.) which are being used in some countries to evaluate the performance of asphalt layers are presented. By using the theatrical knowledge, which was provided by examining the related literature, the experiments which are presented in the following sections are being executed. As a result, such a method was achieved that some very important knowledge is given about the estimation of service lives of the asphalt mixtures. A summary regarding these studies are presented below. Marshall Design, Indirect Tensile Strength Test, Indirect Tensile Test, Static Creep Test and Repeated Creep Test were performed on both conventional and modified mixtures during laboratory studies. A sample experimental studying program was prepared to point out the effects of mixture variables on the elasticity and creep moduli, which serve as an important indicator on the evaluation of service life and evaluate the performance of mixture. Moreover, a rutting estimation model for our country was determined among several fatigue performance evaluation models. In this way, it will be possible to estimate the rutting and fatigue performances of the mixtures. Nowadays asphalt is being modified by some additives and most probably the usage of these additives will be more common in the near future. In order to evaluate the modified mixtures, prepared by using additives in the mixtures or binders, by the model presented in this thesis; Vestoplast additives was used. By using Vestoplast, some modified mixtures were produced and it was made to serve as an addition variable. The remarkable point here is not the type of additive, but the possibility of modifying asphalt by using some different materials. By the results obtained from the experiments, the effects of mixtures variables on mixture performance were evaluated, also a model established to estimate the service life, This model was so prepared that it will be possible to add some more variables as a result of future studies, which will let more precise service life estimations even without any experimental studies.