Geri dönüştürülmüş polimer ve atık lastik tozu esaslı Termoplastik Dinamik Vulkanizat (TDV) katkısının bitüm ve bitümlü sıcak karışımlar üzerinde etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of recycled polymer and ground tyre rubber based Thermoplastic Dynamic Vulcanizate (TDV) additive on bitumen and hot mix asphalt
Yazar: SAJJAD HASSANPOUR KASANAGH
Danışman: PROF. DR. PERVİZ AHMEDZADE
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Asfalt karışımlarının termo-mekanik özellikleri bitümlerin özelliklerinden büyük ölçüde etkilenmektedir. Bitümlerin asfalt kaplamalardaki düşük performansı tekerlek izi ve yorulma çatlaması gibi çeşitli bozulmalara yol açabilir. Asfalt kaplama bozulmalarını hafifletmek için yaygın yaklaşımlardan biri, çeşitli modifiyerler veya katkı maddeleri kullanarak bitümleri modifiye etmektir. Bu çalışma, farklı miktarlarda geri dönüştürülmüş malzemelerden sentezlenen termoplastik dinamik vulkanizat (TDV) katkısının iki farklı penetrasyon sınıflarına sahip (B 50/70 ve B 160/220) bitümlerin fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkileri laboratuvar ortamında incelenmiştir. Üstelik, aynı performans sınıflı bitümleri kullanarak, bu modifiyerlerin performansı, birçok bölgede yaygın olarak kullanılan stiren-bütadien-stiren (SBS) ve etilen-vinil-asetat (EVA) modifiyerleri ile karşılaştırılmıştır. Geri dönüştürülmüş malzemelerden elde edilen TDV kullanımı hem çevresel hem de ekonomik faydalar sağlayabilmektedir. Bu kompozit modifiyerin bitümlere eklenmesi üzerine teknik gelişmelerin elde edilmesi beklenmektedir. TDV katkısı, yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), etilen propilen dien monomer (EPDM), atık lastik tozu (GTR) ve bitüm içermektedir. Polimer katkıların bitüm ve bitümlü sıcak karışımların üzerinde etkisi, penetrasyon, yumuşama noktası, viskozite, yüksek sıcaklık ve orta sıcaklık klasik performans sınıfı, farklı frekans (ana eğri), lineer farklı genlik (LAS), çoklu gerilmeli sünme geri dönme (MSCR) ve Marshall dahil olmak üzere çok çeşitli deneyler yapılarak incelenmiştir. Çalışmadan elde edilen bulgular, tüm modifiyerlerin bitümün fiziksel ve reolojik özelliklerini geliştirdiğini göstermiştir. Ayrıca, TDV katkısı asfalt endüstrisinde yaygın olarak kullanılan katkılar ile kıyaslanabilir bir performans sergilediği tespit edilmiştir.

Abstract:
The thermo-mechanical properties of asphalt mixtures are highly influenced by the properties of the asphalt binders. The poor performance of the asphalt binders can lead to several distresses in asphalt pavements such as rutting and fatigue cracking. One of the common approaches to mitigate the asphalt pavement distresses is modifying the asphalt binders, which can happen by using a wide variety of modifiers or additives. In this research, the effects of various amounts of a termoplastic dynamic vulcanizate (TDV) made from recycled materials on the performance of two different penetration grade bitumens (B 50/70 and B 160/220)) were investigated. In addition, using the same base bitumens, the performance of this modifier was compared with that of Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) and Ethylene-Vinyl-Acetate (EVA) which are the most common modifier used in many regions. The use of TDV obtained from recycled materials can provide both environmental and economic benefits. It could also be expected to obtain technical improvements upon the addition of this modifier. The TDV contained High-Density Polyethylene (HDPE), Ethylene Propylene Diene Monomers (EPDM), Ground Tire Rubber (GTR), and bitumen. The performance of the binders was evaluated by conducting a wide range of tests including penetration, softening point, viscosity, conventional performance grading, frequency sweep (master curve), linear amplitude sweep (LAS), multiple stress creep recovery (MSCR), and Marshall. The findings from this research indicated that all modifiers improved the rheological properties of the binders. Moreover, TDV showed a comparabale performance with that of common modifiers.