Geri dönüşümlü asfalt ilavesi ile modifiye karışımların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of modified mixtures with recycled asphalt addition
Yazar: AYKUT FATİH KORAL
Danışman: PROF. DR. TANER ALATAŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, geri kazanılmış asfalt ile hazırlanmış olan modifiye karışımların mekanik özellikleri araştırılmıştır. 
Çalışmada ilk olarak, geri kazanılmış asfalt kaplama (RAP) malzemesi yaşlanmış bitüm ve agrega olmak üzere ayrıştırılmıştır. Daha sonra, elde edilen yaşlanmış bitüm, Biyorap (%4, %8 ve %12), Hydrolene (%8 ve %10) ve Rapiol (%4, %6 ve %8) olmak üzere üç farklı gençleştirici ile birlikte aynı koşullarda karıştırılmış ve B 50/70 saf bitümü ile aynı fiziksel özelliklere sahip olacak şekilde gençleştirilmeye çalışılmıştır. Gençleştirme işlemine tabi tutulan tüm bağlayıcıların fiziksel özellikleri yumuşama noktası, penetrasyon ve viskozite deneyleri ile belirlenmeye çalışılmış ve her gençleştirici için en uygun oran tespit edilmiştir. Daha sonra, B 50/70 saf bitümü ve yeni agrega kullanılarak Marshall tasarım yöntemine göre sıcak karışım numuneleri hazırlanmış ve optimum bitüm içeriği tespit edilmiştir. Belirlenen bu içerik esas alınarak, gençleştirici ile çeşitli oranlarda RAP (%10, %20, %30 ve %40) kullanılarak sıcak karışım numuneleri hazırlandı. Hazırlanan numuneler üzerinde yaşlanma etkisini belirleyebilmek amacıyla numunelerin bir kısmı, ayrıca laboratuvar ortamında yaşlanma işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen hem yaşlanmamış hem de yaşlanmış sıcak karışım numuneleri Marshall stabilite ve akma, dolaylı çekme mukavemeti (ITS), nem hasarı direnci, indirekt çekme esneklik modülü (ITSM), indirekt çekme yorulma ve dinamik sünme deneylerine tabi tutulmuştur. Karayolları Teknik Şartnamesi'nde binder tabakasında en fazla %25 oranında RAP kullanımına izin verilmesine rağmen bu çalışmada RAP'in aşınma tabakasında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmada kullanılan Biyorap gençleştiricinin adı daha sonra değiştirilerek "Progiline Eco-T recycled asphalt" olmuş ve akademik çalışmalarda ilk kez kullanılmıştır.
Elde edilen bağlayıcı sonuçlarına göre, %12 Biyorap, %10 Hydrolene ve %8 Rapiol gençleştirici bitümler ile hazırlanan bağlayıcıların B 50/70 bitümü ile aynı fiziksel özellikleri gösterdiği belirlenmiştir. Karışım sonuçlarına göre, %10 RAP katkılı karışımların performans özelliklerinin saf bitüm (B 50/70) ile hazırlanan sıcak karışım numunesine kıyasla neredeyse aynı olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, the mechanical properties of modified mixtures prepared with recycled asphalt were investigated. 
In the study, firstly, the recycled asphalt pavement (RAP) material was separated into aged bitumen and aggregate. Then, the obtained aged bitumen was mixed with three different rejuvenators: biorap (4%, 8% and 12%), Hydrolene (8% and 10%) and Rapiol (4%, 6% and 8%) under the same conditions and it has been tried to be rejuvenated so that it has the same physical properties as B 50/70 pure bitumen. The physical properties of all binders subjected to the rejuvenation process were tried to be determined by softening point, penetration and viscosity experiments and the most appropriate ratio was determined for each rejuvenator. Then, using B 50/70 pure bitumen and new aggregate, hot mix samples were prepared according to the Marshall design method and the optimum bitumen content was determined. Based on this determined content, hot mix samples were prepared by using various ratios of RAP (10%, 20%, 30% and 40%) with rejuvenator. In order to determine the aging effect on the prepared samples, some of the samples were also subjected to aging in the laboratory environment.  Both unaged and aged hot mix samples obtained were subjected to Marshall stability and flow, indirect tensile strength (ITS), moisture damage resistance, indirect tensile stiffness modulus (ITSM), indirect tensile fatigue and dynamic creep tests. Although the use of RAP at the maximum rate of 25% in the binder courseis allowed in the Highways Technical Specifications, the usability of RAP in the wearing course was investigated in this study. The name of the Biyorap rejuvenator used in the study was later changed to "Progiline Eco-T recycled asphalt" and was used for the first time in academic studies.
According to the binder results obtained, binders prepared with 12% biorap, 10% Hydrolene and 8% Rapiol rejuvenating bitumen showed the same physical properties as B 50/70 bitumen. According to the mixture results, the performance properties of the mixtures with 10% RAP additives were almost the same compared to the hot mixture sample prepared with pure bitumen (B 50/70).