Ultraviyole yaşlandırma etkisi altında bitümlü bağlayıcıların reolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of rheological properties of bituminous binders under ultraviolet aging effect
Yazar: TUBA YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. CAHİT GÜRER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT VERGİ TACİROĞLU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ulaşım = Transportation
Dizin: Bitüm = Bitumen ; Termoplastik = Thermoplastic ; Ultraviyole tedavisi = Ultraviolet therapy ; Ultraviyole ışınları =   ; Viskoelastik = Viscoelastic ; Yaşlanma = Aging

Özet:
Bitümlü sıcak karışım kaplama tabakalarıyla oluşturulan esnek üstyapılar; sürüş konforu ve rahatlığı, trafik yükü altında kolay bakım ve onarımının yapılabilmesi, kısa sürede trafiğe açılabilmesi ve geri dönüştürülebilir olmasından dolayı günümüzde en çok tercih edilen yol kaplamaları haline gelmiştir. Viskoelastik ve termoplastik özelliğe sahip olarak tanımlanan bitümün; viskoelastik özelliği nedeniyle yüksek yükleme hızlarında elastik davranış gösterirken, termoplastik özelliğinden dolayı ile de sıcaklık etkisiyle kıvamı değişebilmekte, yüksek sıcaklıklarda dayanıklılığı az, düşük sıcaklıklarda ise dayanıklılığı fazla fakat rijit davranış sergileyerek çatlak oluşumuna eğilimli hale gelmektedir. Geleneksel bitüm içeren asfalt kaplamalar dış çevre etkileri ve içerisindeki malzemelerin zamanla bozulması neticesiyle her zaman beklenildiği gibi performans gösterememektedirler. Bitümlü bağlayıcı kaplamaların performansını doğrudan etkileyen en önemli özelliği dayanıklılığı yani durabilitesidir. Bağlayıcının dayanıklılığı sertleşmeye karşı gösterdiği direnç olarak ifade edilmektedir. Bitümün çeşitli nedenlerden dolayı sertleşmesi ve kırılgan hale gelmesi ise "yaşlanma" veya "zamana bağlı yaşlanma" olarak ifade edilmektedir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında bitümlü bağlayıcıların gerçek yaşlanma koşullarını laboratuvarda benzeştiren ve muadili oldukça pahalı olan bir AKÜ Ultraviyole Yaşlanma cihazı (AKÜ UV) test edilmesi amaçlanmış ve yapılan bu cihaz üzerinde, bitüm numuneleri tepsiye 3 mm kalınlığında serilerek, UV yaşlanma etkisine tabi tutulmuş ve reolojik özelliklerde meydana gelen değişiklikler; Yumuşama Noktası, Penetrasyon, Düktilite, Dönel Viskozite, Dinamik Kesme Reometre (DSR), Dönen İnce Film Halinde Yaşlandırma (RTFOT), Basınçlı Yaşlandırma (PAV) gibi bitüm deneyleri ile değerlendirilmiştir. Deneysel çalışma sonuçları AKÜ UV yaşlandırma cihazının özellikle kısa dönem bitüm yaşlanmasını iyi bir şekilde benzeştirdiğini ve laboratuvar koşullarında yaşlanma etkilerinin incelenmesine olanak sağladığı görülmüştür. Bundan sonraki çalışmalarda RTFOT sonrası numuneler üzerinde AKÜ UV cihazının etkisi test edilerek uzun dönem yaşlanma sonuçlarının da benzeştirilebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Flexible pavements are formed with bituminous hot mix pavement layers; Today, it has become the most preferred road pavement due to its driving comfort and convenience, easy maintenance and repair under traffic load, being able to be opened to traffic in a short time, and is recyclable. Bitumen is defined as having viscoelastic and thermoplastic properties; While it shows elastic behavior at high loading rates due to its viscoelastic feature, its consistency can change with the effect of temperature due to its thermoplastic feature, its strength is low at high temperatures, and it exhibits a hight strength at low temperatures but it turns into that prone to crack formation by exhibiting a rigid behavior. Traditional bituminous asphalt pavements don't always perform as expected due to the effects of the external environment and the deterioration of the materials inside over time. The most important feature that directly affects the performance of asphalt pavements is their durability. The durability of the binder is expressed by its resistance to hardening. The hardening and brittleness of bitumen for various reasons are expressed as "aging" or "time-dependent aging". In this master's thesis, it is aimed to test a AKÜ ultraviolet aging device (AKU UV) which simulates the real aging conditions of bituminous binders in the laboratory and is quite expensive. On this device, the samples were prepared by laying the bitumen samples in a thichness of 3 mm on the tray, and the samples were exposed to UV aging and the changes in the rheological properties were determined by standard bitumen tests such as the Softening Point, Penetration, Ductility, Rotational Viscosity, Dynamic Shear Rheometer (DSR), Rolling Thin Film Oven Test (RTFOT), Pressure Aging Vessel Test (PAV). Experimental study results show that the AKÜ UV aging device simulates the short-term aging of bitumen very well and allows the aging effects to be examined under laboratory conditions. In future studies, it is thought that long-term aging results can be simulated by testing the effect of AKU UV device on samples after RTFOT.