Köpük bitüm ile yerinde ve soğuk geri kazanılmış bitümlü sıcak karışımların karayolunda kullanılabilirliği ve performansının araştırılması
Investigation of the usage and performance of hot mixtures which cold in-place recycling with foam bitumen
Yazar: KEMAL MUHAMMET ERTEN
Danışman: PROF. DR. SERDAL TERZİ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çeşitli nedenlerle ömrünü tamamlamış üstyapılar atık değil, yıpranmışlık durumuna göre belli oranlarda kullanıma değer malzemelerdir. Üstyapılarda farklı geri dönüşüm teknikleri uygulanabilmektedir. Ülkemizde henüz köpük bitümle geri kazanıma yönelik bir şartname olmaması nedeniyle oldukça avantajlı olan bu yöntem uygulanamamaktadır. Son yıllarda yol ağımızdaki büyümenin özellikle önümüzdeki yıllarda üstyapılarda ciddi miktarlarda yenilenme ihtiyacı doğuracağı açıktır. Bu nedenle, malzemenin tamamının kullanılabilme ihtimaliyle köpük bitümle yerinde geri kazanım yöntemi diğer geri kazanım yöntemlerine göre oldukça avantajlıdır. Özellikle malzemenin kazındıktan sonra taşınması ve depo sahalarına bırakılmasının önüne geçilmesiyle ekonomik ve çevresel olarak büyük kazanç sağlanmaktadır. Bu yönüyle tüm dünyanın gündeminde olan sürdürülebilir ulaştırma hedefiyle de örtüşen bir yöntemdir. 
Çalışmada; mevcut bir üstyapıdan malzeme alınmış ve köpük bitümle soğuk geri kazanım yöntemi uygulanarak eski üstyapıların bu yöntemle kullanımının uygunluğu deneysel olarak araştırılmıştır. 
Öncelikle 50/70, 70/100, 100/150, 160/220 bitüm sınıfları köpürtülerek elde edilen, genleşme oranı ve yarılanma süresi parametreleri için her bitümün optimum su ve optimum köpürme ısısı gibi ideal köpürme şartları belirlenmiştir. Daha sonra bu ideal şartlara göre; çimento, kireç ve uçucu kül olmak üzere 3 farklı aktif filler tipi ve temsili yol şartları için farklı gradasyonlar denenerek tüm bitüm sınıfları için üretimler yapılmış ve bu üretimlerden dolaylı çekme mukavemeti (İÇM) değerlerine göre optimum bitüm miktarları belirlenmiştir. 
Sonraki aşamada, optimum bitüm ve uygun filler tipi için üretimler tekrarlanmış ve üretimlerin esneklik modülü değerleri belirlenmiştir. Esneklik modülü değerlerine göre de her üretimin izafi mukavemet katsayısı hesaplanmıştır. Böylece Köpük bitümle stabilize malzemenin üstyapıda hangi görevi üstleneceği belirlenmeye çalışılmıştır. Ayrıca deneysel sonuçlara göre köpük bitümle stabilize malzemeler için şartname sınırları da önerilmiştir. 
Elde edilen sonuçlar, köpük bitümle stabilize malzemenin PMT (Plent miks temel) ve bitümlü temel arasında bir yapısal sağlamlığa sahip olduğunu göstermiştir. Bu nedenle köpük bitümle stabilize temel olarak isimlendirilmesi uygun görünmektedir. 
Deneysel sonuçlar ışığında, köpük bitümle stabilize temel uygulamasının teknik, çevresel ve ekonomik olarak oldukça avantajlı ve uygulanabilir bir geri kazanım yöntemi olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
For various reasons expired pavements are not waste but materials in the old pavements that are worthy of use in certain proportions depending on the wear condition. Different recycling techniques can be applied in pavements. This method, which is very advantageous, cannot be applied since there is no specification for foam bitumen recovery in our country yet. It is clear that the growth in our road network in recent years will cause serious renewal in pavements especially in the coming years. Therefore, the in situ recovery method with foam bitumen is highly advantageous over other recovery methods in case all of the material can be used. Especially provides great economic and environmental benefits for the material to be transported and stored in the storage area after the excavation.
In this respect, it is a method that coincides with the sustainable transportation target which is on the agenda of the whole world.
In this study; materials were taken from an existing pavement and the suitability of using old pavements with this method was investigated experimentally by applying cold recycling method with foam bitumen. 
Firstly, the ideal foaming conditions such as optimum water and optimum foaming temperature of each bitumen were determined for the expansion ratio and half time parameters obtained by foaming 50/70, 70/100, 100/150, 160/220 bitumen classes. Then according to these ideal conditions; 3 different active filler types as cement, lime and fly ash, and different aggregate gradations for representative road conditions were tested. Productions were made for all bitumen classes and optimum bitumen quantities were determined according to indirect tensile strength (ITS) values.
In the next stage, productions were repeated for optimum bitumen and suitable filler type and resilient modulus values of the productions were found. The relative strength coefficient of each production was calculated according to the resilient modulus values. Thus, it has been tried to determine which task of foam bitumen stabilized material will assume in pavement. Also, according to experimental results, specification limits for foam bitumen stabilized materials have been proposed.
The results showed that the foam bitumen stabilized material had a structural strength between PMT (Plant mix base) and bituminous base. Therefore, it seems appropriate to name that foam bitumen stabilized base.
In the light of the experimental results, it has been concluded that the application of foam bitumen stabilized base is a technically, environmentally and economically very advantageous and applicable recycling method.