Asfaltın kendini iyileştirme mekanizmasının incelenmesi
The investigation of self healing mechanizm of asphalt
Yazar: HASAN KÖMÜRCÜ
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER YAŞAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Ulaşım kavramı, ülkelerin ve o ülkeyi oluşturan insanların sosyal, ekonomik ve kültürel yapılarında tartışılmaz derecede önemli bir yere sahiptir. Bir ülkenin büyümesinde ve kalkınmasında büyük rol oynayan karayolları, yüksek maliyetlerle inşa edilmekte ve ciddi bir kontrol ve bakım hizmeti ihtiyacı duymaktadır. Karayolu denince de, akla doğal olarak yol esnek üstyapısı yani asfalt kaplamalar gelmektedir. Asfalt kaplamaların hesaplanan hizmet ömrünün verimli olması, hesaplanandan az olmaması ve ihtiyaçlara doğru cevap verebilmesi için altyapı ve üstyapı sisteminin işlevini doğru bir şekilde yerine getirmesi gerekir. Oluşabilecek bozulmaların acil olarak tespit edilip doğru bir şekilde müdahale edilmesi, yoldan beklenen hizmeti karşılamasında çok önemlidir. Türkiye gibi gelişmekte olan bir ülke açısından oldukça maliyetli olan asfalt kaplamaların ilk yapım aşamasına gereken özenin gösterilmesi gerekmektedir. Tasarımı ve yapımı gereğine uygun bir şekilde gerçekleştirilmeyen asfalt kaplamalarda çok kısa sürede bozulmalar oluşmaktadır.
Bu çalışmada bitümün kendini iyileştirme mekanizması incelenerek,  asfaltın ömrünü arttırmaya yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bitümü iyileştirme çalışmalarında, uzun zincir yapısına sahip 3 farklı iyonik sıvı kullanılmıştır. Deneme yapılan 3 ticari iyonik sıvıya ek olarak etanolamin (2-Aminoetanol) ile oleik asit kullanılarak uzun zincirli 2-hidroksi etilamonyum oleat (2-HEAO) iyonik sıvısı sentezlenmiştir. Bitüm ve bitümü iyileştirmede kullanılan iyonik sıvılar  % 1 ve % 5 oranlarında  ; 0,5 litre hacimli, 250 RPM karıştırma hızında, 100-120 ºC sıcaklık aralığında paslanmaz çelik reaktörde karıştırılmıştır. Bitümün yapı analizleri için Elementel Analiz,  Infrared (IR) Spektrometresi,  Molekül Ağırlığı Tayini ölçümleri yapılmıştır. Bitüm ve iyonik sıvıların termal davranışlarını incelemek için DSC ölçümleri yapılmıştır. İyonik sıvıların bitüme olan etkilerini incelemek için de, bitüm ve iyonik sıvı katkılı bitümün Viskozite Ölçümleri, Penetrasyon Ölçümleri ve Soyulma Mukavemeti Denemeleri  yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda iyonik sıvıların bitümün kendini iyileştirme özelliğine olan etkileri incelenmiştir.

Abstract:
The concept of transportation has an indisputably important position on social, economical and cultural structure of countries and people of those countries. The highways which play great role in development and progress of a country are constructed with high costs and are in need of intensive control and care services. When it comes to the terms of highways, the flexible superstructures of roads, in other words asphalt coatings, occur in mind naturally. It is required that infrastructure and superstructure systems complete its functions properly in order to make calculated service life of the asphalt coating efficient, not to have less then the calculated version and meet the requirements in a correct way. It is quite important to detect possible distortions immediately and intervene correctly in terms of meeting the expected road services. It is necessary to elaborate to the first structuring process of the asphalt that is quite high in cost for a developing country like Turkey. On asphalt coatings whose design and construction haven't been realized appropriately, distortions form in short time period.
In this study, the self healing mechanism of bitumen was investigated. The aim of this study is to prolong the asphalt's life. Three ionic liquids that have long chains were used to make the asphalt better. In addition to those 3 ıonic liquids, ethanolamine (2-aminoethanol) and oleic acid were used to synthesize  long-chain 2- hydroxy ethylammonium oleate ıonic liquid.The ionic liquids (1% and 5% weight) were mixed in a 0,5 liter stainless steel reactor with 250 rpm mixing rate and 100-120 ºC temperature. For the structural analysis of bitumen; elemental analysis, Infrared (IR) Spektrometer and Molecular Weight Determination were used. DSC was used to investigate thermal properties of bitumen. Viscosity of bitumen and bitumen modified with ionic liquids were measured for the effects of ionic liquids on bitumen. The effects of ionic liquids on the self healing property of bitumen was investigated.