Sentetik hibrit liflerle güçlendirilen silindirle sıkıştırılan beton yol kaplamanın performans özellikleri
Performance characteristics of synthetic hybrid fiber-reinforced roller-compacted concrete pavements
Yazar: ABDULBASIT ALMOAMAR
Danışman: PROF. DR. ALTAN ÇETİN
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) yol kaplamaları, ekonomiklik, mekanik performans, üretim ve yapım avantajları ile bitümlü sıcak karışımlara alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. SSB kaplamalarda, maruz kaldığı ağır trafik yükleri ve çevresel etkilere bağlı olarak çekme çatlakları ve aşınmalar meydana gelmektedir. Kaplamada erken dönemde oluşan çekme çatlakları ve aşınmalar hızlı bir şekilde artarak, bakım-onarım masraflarını arttırmakta ve kaplamadan beklenen hizmet kalitesini ve ömrünü azaltmaktadır. Bu çalışmada, performans özelliklerinin iyileştirilerek daha uzun sürelerde hizmet verebilecek SSB kaplama karışım tasarımlarının geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda sentetik makro ve mikro liflerin hibrit kullanım konsantrasyonlarının SSB karışımların performans özelliklerine etkileri laboratuvar ortamında araştırılmıştır. 
Deneysel çalışmada, tek tip agrega ve çimento bağlayıcısı kullanılmıştır. Çimento dozajı tüm karışım gruplarında 350 kg/m3 olarak sabit tutulmuştur. Makro lif uzunluğu 60 mm olarak seçilmiş ve karışım hacminin %0, %0,20, %0,40, %0,60 ve %0,80 oranlarında karışıma ilave edilmiştir. Öncelikle, en iyi sonucun elde edildiği makro lif oranı belirlenmiş ve hibrit karışımlar bu karışım oranında hazırlanmıştır. Hibrit karışımlar, hacimce %0,05, %0,10 ve %0,20 oranlarında polipropilen mikro lif ilavesiyle üretilmiştir. Karışımların optimum su içeriği TS EN 13286-4'e göre belirlenmiştir. Titreşimli kompaktör ile hazırlanan numuneler üzerinde basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı ve aşınma direnci testleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçları, makro sentetik lif katkılı SSB karışımların mekanik özelliklerin iyileştirdiğini göstermiştir. Basınç ve dolaylı çekme deneylerinde en iyi dayanım sonuçları %0,60 makro sentetik lif ilavesinde elde edilmiştir. Katkı oranı arttıkça aşınma direncinin de iyileştiği gözlemlenmiştir. %0,60 makro lif oranında yapılan hibrit lif denemelerinde optimum mikro lif oranının %0.10 olduğu belirlenmiştir. Hibrit lif kullanımının SSB karışımların dolaylı çekme dayanımı, aşınma dayanımı ve hidrolik geçirgenlik özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir.

Abstract:
Roller-Compacted Concrete (RCC) pavement, with advantages in cost-effectiveness, mechanical performance, production, and construction, stands out as an alternative to hot-mix asphalt. In RCC pavements, tensile cracks and wear occur due to exposure to heavy traffic loads and environmental effects. The tensile cracks and wear that develop in the early stages of the pavement accelerate rapidly, leading to increased maintenance costs and reducing the expected service quality and lifespan of the pavement. This study aims to develop RCC pavement designs that can provide longer service life by enhancing performance characteristics. To achieve this objective, the effects of hybrid usage concentrations of synthetic macro and microfibers on the performance properties of RCC mixtures were investigated in a laboratory setting.
In the experimental study, a single type of aggregate and cement binder was used, with the cement dosage set at 350 kg/m³ across all mix groups. Macro fiber length was chosen as 60 mm, and it was added to the mixture at volume ratios of 0%, 0.20%, 0.40%, 0.60%, and 0.80%. Initially, the optimal macro fiber content yielding the best results was identified, and hybrid mixtures were prepared at this mix ratio. Hybrid mixtures were produced with polypropylene microfiber additions at 0.05%, 0.10%, and 0.20% by volume. The optimum water content of the mixtures was determined according to TS EN 13286-4. Compressive strength, indirect tensile strength, and abrasion resistance tests were conducted on samples prepared with a vibrating compactor. The experimental results showed that RCC mixtures with macro synthetic fiber reinforcement improved mechanical properties. The best strength results in compressive and indirect tensile tests were obtained with the addition of 0.60% macro synthetic fiber. It was observed that abrasion resistance also improved as the fiber content increased. In hybrid fiber tests conducted at a 0.60% macro fiber ratio, the optimal microfiber content was determined to be 0.10%. The use of hybrid fibers was found to improve the indirect tensile strength, abrasion resistance, and hydraulic permeability characteristics of RCC mixtures.