Asfaltitin bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of asphaltite on the mechanical properties of hot mix asphalt
Yazar: MEHMET YILMAZ
Danışman: PROF. DR. NECATİ KULOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Asfaltit = Asphaltite ; Bitümlü sıcak karışım = Bituminous hot mixture ; Kırılma mekaniği = Fracture mechanics ; Superpave = Superpave ; Sünme = Creep ; Yorulma = Fatigue

Özet:
Bu tez çalışmasında Silopi asfaltitinin bitümlü sıcak karışımlarda filler olarak kullanımının etkisi araştırılmıştır. Silopi asfaltiti %1?5 aralığında 5 farklı oranda kullanılmıştır. Saf ve asfaltit içeren karışımların tasarımı Superpave yöntemine göre yapılmıştır. Deneyler kısa dönem yaşlandırılmış karışımların yanı sıra uzun dönem yaşlandırılmış karışımlar üzerinde de uygulanmıştır.Marshall deneyleri sonucunda asfaltit içeriği arttıkça stabilite, Marshall oranı (MQ) ve kalıcı Marshall stabilitesi (RMS) değerlerinin arttığı belirlenmiştir. Çekme dayanımı oranı deneyleri sonucunda asfaltit içeriği arttıkça karışımların çekme dayanımı ve çekme dayanımı oranı (TSR) değerlerinin arttığı belirlenmiştir. İndirekt çekme rijitlik modülü deneyleri sonucunda asfaltit oranı arttıkça karışımların rijitliğinin arttığı tespit edilmiştir. İndirekt çekme yorulma deneyleri sonucunda asfaltit içeriği arttıkça yorulma ömrünün arttığı belirlenmiştir. Ayrıca deformasyonun azalması nedeniyle daha gevrek bir kırılmanın meydana geldiği tespit edilmiştir. Tekrarlı sünme deneyi sonucunda asfaltit içeriği arttıkça rezilyans modülü, sünme modülü ve akma sayısı değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Kırılma tokluğu deneyleri sonucunda %3 asfaltit içeriğine kadar KIC değerlerinin benzer olduğu, %4 ve %5 asfaltit içeriklerinde bu değerin azaldığı belirlenmiştir. Jc değerlerinden asfaltit içeriği arttıkça karışımların çatlak ilerleyişine karşı dayanımlarının arttığı tespit edilmiştir. Çalışmada Jc deneylerinin görüntüleri alınarak sayısal görüntü işleme prosedürüne tabi tutularak zamanla çatlak ilerleyişi tespit edilmiştir. Ayrıca doğrusal regresyon analizi ile değişkenler arasındaki ilişki modellenerek birinci derece denklem haline getirilmiştir.Deney sonuçları göz önünde bulundurulduğunda asfaltit içeriği arttıkça karışımların kalıcı deformasyona, yorulma çatlaklarına, nem hasarına ve çatlak ilerleyişine karşı dayanımının ve rijitliğinin arttığı fakat karışımlarda daha gevrek kırılmanın görüleceği belirlenmiştir. Hacimsel tasarım göz önünde bulundurulduğunda en uygun asfaltit içeriğinin %3 olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this dissertation study, the effects of using Silopi asphaltite in hot mix asphalt as a filler material were investigated. Silopi asphaltite was added into the mixtures at 5 different proportions from 1% to 5%. Designs of both the pure and asphaltite containing mixtures were carried out in accordance with the Superpave method. The tests were applied on short-term aged mixtures as well as long-term aged mixtures.It was found out that the stability, Marshall Quotient (MQ) and Retained Marshall Stability (RMQ) values increased in parallel with asphaltite content. The tensile strength ratio tests demonstrated that higher asphaltite contents enhanced the tensile strength and the tensile strength ratios (TSR). As a result of the indirect tensile stiffness modulus tests, the positive influence of higher asphaltite content on stiffness of the mixtures was also determined. The indirect tensile fatigue test showed that the fatigue life increased with asphaltite content, in addition to resulting in a more brittle type of cracking due to the reduction in deformation. As a result of the repeated creep tests, it was found that the resilient modulus, creep modulus and flow numbers increased with rising asphaltite content. It was determined from the fracture toughness tests that KIC values were similar in pure and modified mixtures up to 3% of asphaltite content, but decreased at 4% and 5% asphaltite. Jc values displayed that the mixtures possessed higher resistances against crack propagation at higher asphaltite content. In the study, images of the Jc tests were taken and subjected to digital image processing procedure to evaluate crack propagation with time. Finally, the relationships between the variables were modeled by linear regression analysis and stated in first order equations.In consideration of the test results, it was determined that as the asphaltite content increased, the stiffness and resistance of the mixtures against plastic deformation, fatigue cracks, moisture damage and crack propagation improved, although eventuating in a more brittle cracking in the mixtures. Taking volumetric design into account, it was concluded that the most appropriate asphaltite content in hot bituminous mixtures would be 3%.