Atık PVC ile modifiye edilmiş bitümün asfalt karışımların mekanik ve fiziksel özelliklerine etkisi
The effect of waste PVC modified bitumen on the mechanical and physical properties of asphalt mixtures
Yazar: Kayaalp, Bekir Tuna; Aydoğdu, Gaye; Yıldırım, Kader; Artagan, Salih Serkan; Görkem, İsmail Çağrı
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 40 No. 4, 2024
Anahtar kelimeler: Transportation Engineering ; Ulaştırma Mühendisliği ; Construction Materials ; Yapı Malzemeleri ; Hot mix asphalt,waste PVC,modified bitumen,moisture susceptibility ; Sıcak karışım asfalt,atık PVC,modifiye bitüm,neme karşı hassasiyet

Asfalt kaplamalar, karayollarında en yaygın kullanılan kaplama tipi olup, esneklik, stabilite ve dayanıklılık gibi avantajlarıyla tercih edilmektedir. PVC yaygın kullanılan endüstriyel bir malzeme olup geri dönüştürülmesi zor ve zahmetli olduğu için çevre kirliğinin artmasında önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, bitüm ağırlığınca farklı oranlarda (%1, %3 ve %5) atık PVC ile modifiye edilmiş asfalt karışımlarının mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda, malzeme özellikleri belirlenmiş, her bir katkı içeriğine ait karışım tipi için Marshall tasarımı yapılmış, akma ve stabilite değerleri belirlenmiştir. Ayrıca yine her katkı içeriği için indirekt çekme mukavemeti ve neme karşı hassasiyet deneyleri de gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonunda, PVC katkısının bitümün viskozite değerlerini artırdığı ve bu artışa bağlı olarak karıştırma ve sıkıştırma sıcaklıklarının yükseldiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, PVC modifikasyonu bitümün yumuşama noktasını yükseltmiş, asfalt karışımının sıcaklık değişimlerine karşı duyarlılığını da azaltmıştır. %1 ve %3 PVC modifikasyonlu karışımlar, stabilite ve dolaylı çekme dayanımı (ITS) gibi performans parametrelerinde en yüksek değerlere ulaşırken, %3 PVC içeren karışımın nem ve donma-çözülme döngülerine karşı üstün direnç gösterdiği tespit edilmiştir. PVC modifikasyonunun bitümün sıcaklığa karşı duyarlılığını azalttığı ve özellikle %3 PVC modifikasyonunun bitümün iklim değişikliklerine uygunluğunu artırdığı görülmüştür. Çalışma, atık PVC kullanımının asfaltın mekanik performansını iyileştirdiğini ve çevresel açıdan faydalı bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.

Asphalt pavements are the most widely used pavement type on highways due to advantages such as flexibility, stability, and durability. PVC is a commonly used industrial material, and because it is difficult and labor-intensive to recycle, it plays a significant role in increasing environmental pollution. In this study, the mechanical and physical properties of asphalt mixtures modified with different proportions (1%, 3%, and 5% by weight of bitumen) of waste PVC were investigated. Within this scope, basic material properties were determined, Marshall mix design was performed for each modification level, and the flow and stability values were obtained. In addition, indirect tensile strength (ITS) and moisture susceptibility tests were conducted for each mixture type. The results showed that the incorporation of PVC increased the viscosity of the bitumen, leading to higher mixing and compaction temperatures. PVC modification also increased the softening point of the bitumen and reduced the sensitivity of the asphalt mixture to temperature variations. Mixtures modified with 1% and 3% PVC achieved the highest performance values in terms of stability and ITS, while the mixture containing 3% PVC exhibited superior resistance to moisture damage and freeze–thaw cycles. It was observed that PVC modification reduced the temperature susceptibility of the bitumen, and that especially 3% PVC improved its suitability under varying climatic conditions. Overall, the study demonstrates that the use of waste PVC enhances the mechanical performance of asphalt and offers an environmentally beneficial solution.