Fiber katkılar ile modifiye edilen atık malzemeli geçirimli asfalt karışımların tasarım parametrelerinin incelenmesi
Investigation of design parameters of permeable asphalt mixtures contai̇ni̇ng waste materi̇als modified with fiber additives
Yazar: GÖKHAN ORAL
Danışman: DOÇ. DR. ALTAN ÇETİN
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Şehirleşmenin yoğun olduğu bölgelerde, yağmur suyu büyük oranda geçirimsiz yüzeylerde toplanmakta, yeraltı suyuna sızması engellenmektedir. Özellikle yerleşim bölgeleri için çevre dostu olarak nitelendirebileceğimiz geçirimli kaplama uygulamaları, yüzey akışını büyük oranda azaltarak, yağmur suyunun temiz kalması ve sızma yoluyla yeraltı suyunun beslemesine olanak sağlamaktadır. Geçirimli Kaplamalar boşluklu yapısı itibariyle, çevresel gürültü kirliliğini azaltmaktadır. Bu faydaları düşünüldüğünde bu kaplamaların kentleri insan doğasına daha uygun hale getirmeye yardımcı olacağı açıktır.  Diğer yandan, boşluklu yapısı itibariyle hizmet ömürleri kısa olan bu kaplamaların, performansının geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. 

Bu bağlamda, geçirimli asfaltın daha yaygınlaştırılmasına katkı sunmak amacıyla, kaplama karışımların hidrolik geçirgenlik düzeyinden ödün vermeden, bazalt elyaf, polipropilen, cam elyaf ve atık lastik kullanılarak performansının iyileştirilmesi düşünülmüştür. Geçirimli asfalt karışım tasarımında, agrega olarak ferrokrom üretim sürecinde açığa çıkan cüruf malzemesi kullanılmıştır. Ferrokrom cürufunun özelliklerine uygun bir alanda geri dönüşümü ile ekonomik ve çevresel açılardan optimum fayda amaçlanmıştır. Çalışmada, Elazığ Ferrokrom Tesisinden temin edilen ferrokrom cürufu ve İstanbul Asfalt Fabrikaları Sanayi ve Ticaret A.Ş.' den temin edilen PMB 76-22 polimer bitümlü bağlayıcı yanında, filler takviyesi olarak F tipi uçucu kül ve bitüm stablizasyonu için selülozik elyaf kullanılmıştır. Çalışmada ferrokrom cürufu agrega için bir karışım tasarımı gerçekleştirilmiştir. En iyi tasarım sonuçlarının elde edildiği %6,0 ve %6,5 bitüm oranlarında, karışım ağırlığının %0,2, %0,4, %0,6, %0,8 ve %1,0 oranlarında polipropilen, bazalt elyaf, cam elyaf ve kırıntı kauçuk ilavesinin karışım performansı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Hazırlanan numunelere hacim analizi, permeabilite, Cantabro aşınma kaybı, dolaylı çekme mukavemeti ve nem hasarına karşı dayanım gibi tasarım deneyleri gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
In areas where urbanization is intense, rainwater is mostly collected on impermeable surfaces and leakage into groundwater is prevented. Permeable coating applications, which can be qualified as environmentally friendly especially for residential areas, greatly reduce the runoff, keep the rainwater clean and allow groundwater to be fed through infiltration. Permeable Coatings reduce environmental noise pollution due to their porous structure. Considering these benefits, it is clear that these coatings will help make cities more suitable for human nature. On the other hand, there is a need to improve the performance of these coatings, which have a short service life due to their porous structure.

In this study, in order to contribute to the more widespread use of permeable asphalt, it was considered to improve the performance of the coating mixtures by using basalt fiber polypropylene, glass fiber and crumb rubber without compromising the hydraulic permeability level. The slag material released during the ferrochrome production process was used as aggregate in the permeable asphalt mixture design. With the recycling of ferrochrome slag in an area suitable for its properties, optimum benefit is aimed in economic and environmental terms. In the study, besides the ferrochrome slag obtained from Elazığ Ferrochrome Plant and polymer bituminous binder (PMB 76-22), F-type fly ash as filler addition and cellulosic fiber for bitumen stabilization were used. In the study, a mixture design was carried out for ferrochrome slag aggregate. The effects of the addition of polypropylene, basalt fiber, glass fiber and crumb rubber at the rates of 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8% and 1,0% of mixture weight on the blend performance at 6.0% and 6.5% bitumen rates where the best design results are achieved has been determined. Design tests such as volume analysis, permeability, Cantabro abrasion loss, indirect tensile strength and resistance to moisture damage were carried out on the prepared samples.