Farklı doğal sakız katkılı ılık karışım asfalt performansı üzerine bir laboratuvar araştırması
A laboratory research on the performance of warm mix asphalt added different natural gum
Yazar: RAMAZAN YANİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSLAM GÖKALP
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Asfalt karışımları = Asphalt mixture ; Ağdalar = Waxes ; Marshall stabilitesi = Marshall stability ; Test yöntemleri = Test methods ; Çekme dayanımı = Tensile strength

Özet:
Bitümlü Sıcak karışımın (BSK) ısıtılması, üretilmesi ve sahaya uygulanması sırasında 
içeriğindeki uçucu toksik bileşenler açığa çıkarak çevreye, insana ve diğer canlılara zarar verir. İhtiyaç 
duyulan yüksek ısı enerjisi sadece BSK üretim maliyetini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek 
sıcaklıklarda çalışma ortamı nedeniyle çalışma verimini düşürür. Bu durum araştırmacıları daha çevreci, 
daha sağlıklı çalışma koşulları ve daha az enerji kullanımı sağlamak için ürünler geliştirmeye 
yöneltmiştir. Bu nedenle BSK'den daha avantajlı olan ılık karışım asfalt (IKA) teknolojisi geliştirilmiştir. 
IKA teknolojisinin uygulanması ile çevre ve insan sağlığının korunması, gerekli enerjinin azaltılması, 
dolayısıyla inşaat maliyetinin azaltılması ve BSK'nin performansının artırılması gibi bazı faydalar 
sağlanabilir. Ancak kullanılan IKA katkı maddesi ile modifiye edilmiş bitümlü bağlayıcının özelliklerinde
yüksek yumuşama noktası ve düşük soyulma direnci gibi istenmeyen durumlar meydana gelmiştir. Bu tez 
çalışmasının kapsamı, bahsedilen sorunu ortadan kaldırmak için çeşitli katkı maddelerinin kullanıldığı 
literatüre katkı sağlamak amacıyla oluşturulmuştur. Tez kapsamında 70/100 penetrasyon oranına sahip 
bitüme, yaygın olarak kullanılan IKA doğal katkılarından biri olan Sasobit® (S®) ile bitümün ağırlıkça 
%1, 2 ve 3 oranlarında karıştırılmıştır. Ilık Çam Sakız Ağdası (IÇSA) ise %1 oranında karıştırılmıştır. Ilık 
çam sakızı ağda katkılı Sasobit® modifiye bitümün (ÇSMB) fiziksel ve soyulma direnci özelliklerinin 
yanı sıra reolojik performansı SuperPAVE sınıflandırma sisteminde standart testlerle incelenmiştir. Asfalt 
Enstitüsü tarafından tanımlanan başlangıç optimum bitüm oranı yöntemi ile Taş Mastik Asfalt binder 
tabakası için IKA hazırlanmıştır. IKA numuneleri Marshall yöntemiyle üretilmiş ve Marshall Stabilitesi 
(MS) ve akma testi ile analiz edilmiştir. Ayrıca, IKA numunelerine indirekt çekme mukavemeti (İÇM) 
testi uygulanmıştır. Son olarak, ÇSMB ile üretilebilecek 1 tonluk IKA ve BSK için ekonomik analiz 
yapılmıştır. Sonuçlar, ÇSMB numunelerinin fiziksel ve reolojik özelliklerinde belirli bir iyileşme 
meydana geldiğini ve karıştırma ve sıkıştırma sıcaklığında belirli bir düşüş olduğunu göstermiştir. Ayrıca, 
IKA'nın MS değerinde önemli bir artış ve akma ve ITS değerlerinde ise düşüş gözlenmiştir. Sasobit®
modifiye bitüme %1 IÇSA katkısının eklenmesi yumuşama noktasındaki aşırı artış ve düşük sıyırma 
direnci sorununa çözüm olabileceği vurgulanabilir. Ekonomik analiz ile yaklaşık %15 oranında daha 
düşük maliyetle yol inşaatının IKA ile yapılabileceği ortaya konulmuştur.

Abstract:
During the heating and production of hot mix asphalt (HMA) and its application to the field, the 
volatile toxic components in its contents are released and harm the environment, human and other living 
things. The high heat energy needed not only increases the cost of HMA production, but also reduces the 
working efficiency due to the working environment at high temperatures. This situation has led 
researchers to develop products to provide more environmentally friendly, healthier working conditions 
and less energy use. Therefore, the warm mix asphalt (WMA) technology, which is more advantageous 
than HMA has been developed. There are certain benefits can be occurred including protection of 
environment, and human health, decreasing required energy, therefore saving construction cost as well as 
improving performance of HMA with the application of WMA technology. However, undesired 
conditions have occurred in the properties of the bituminous binder modified with WMA additives such 
as high increase in softening point, low stripping resistance. The scope of this thesis study has been 
created to contribute to the literature, where various additives are used to eliminate the mentioned 
problem. Within the scope of the thesis, bitumen with a penetration rate of 70/100 was mixed with 
Sasobit® (S®), one of the widely used WMA natural additives, at the rate of 1, 2 and 3% by weight of 
bitumen, and 1% with Pine Gum Wax (PGW). The physical and stripping resistance properties as well as 
the rheological performance of warm pine gum added Sasobit® modified bitumen (PGWSMB) were 
demonstrated by standard tests in the SuperPAVE classification system. WMA was prepared for the 
Stone Mastic Asphalt binder layer with the initial optimum bitumen ratio method defined by the Asphalt 
Institute. The WMA samples were produced by the Marshall method and analyzed with Marshall 
Stability (MS) and yield test. Moreover, indirect tensile strength (ITS) test was applied to WMA samples.
Finally, an economic analysis has been made for 1 ton of WMA and HMA that can be produced with 
PGWSMB. The results showed that certain improvement has occurred in the physical and rheological 
properties of the PGWSMB samples, and certain decrease was observed in the mixing and compaction 
temperature. Moreover, significant increase in MS and decrease in yield and ITS value of WMA were 
found. It can be highlighted that including 1% WMP additive to Sasobit® modified can be a solution to 
the problem of excessive increase in softening point and low stripping resistance. Economic analysis 
revealed that the pavement can be constructed with WMA at a lower cost of approximately 15%.