ATIK YAĞ İÇEREN BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARIN YORULMA ÇATLAKLARINA KARŞI KENDİNİ ONARABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Günümüzde ulaşım açısından bitümlü sıcak karışımların önemi oldukça fazladır. Bitümlü sıcak karışımlar zamanla artan trafik yükü ve iklim koşullarına bağlı olarak rijitliğin artmasıyla kırılgan hale gelmektedir. Bu durum üst yapıda çatlaklara ve bozulmalara neden olmaktadır. Bu nedenle bitümlü karışım tabakalarının düzenli olarak gözlenmesi, bakım ve onarım faaliyetlerinin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Ancak ekonomik veya teknik nedenlerden ötürü bu her zaman mümkün olmayabilir. Bu nedenle kendini onarabilen bitümlü sıcak karışım fikri son yıllarda önem kazanmıştır. Asfaltın kendini iyileştirmesi üzerine çalışmalar, indüksiyon ile ısıtma, mikrodalga ile ısıtma ve kapsül kullanımı olmak üzere üç ana başlık altında toplanmıştır. Çalışmada tercih edilen metot, kapsül kullanımı metodudur. Tez çalışmasında, gençleştirici malzeme olarak atık bitkisel yağ ve atık madeni yağ kullanılmıştır. Ülkemizde her yıl tonlarca atık yağ açığa çıkmakta ve bunlar suyun, toprağın ve havanın kirlenmesine neden olmaktadır. Bu atıkların yönetimi için en uygun yöntem çevreye zarar vermeyecek ve ticari değeri olan farklı bir kullanım alanı oluşturmak olacaktır. Bu alanlardan biri de atık yağların çevresel olarak uygun oranlarda BSK'larda gençleştirici malzeme olarak kullanılmasıdır. Atık madeni ve bitkisel yağlar ile üretilen kapsüller, agrega ağırlığınca 4 farklı oranda bitümlü sıcak karışım numunelerine ilave edilmiştir. Daha sonra bu numuneler uzun dönem yaşlandırmaya maruz bırakıldıktan sonra 4 noktalı eğilme yorulma deneyine tabi tutulmuştur. Çalışmada, numunelerin içerisindeki kapsüllerin çatlaklar üzerindeki iyileştirme etkisi ve kaplamada bozulmalar meydana gelmesi durumda yorulma ömrüne etkisi değerlendirilmiştir. Ayrıca kiriş numunelerine farklı sıcaklık ve farklı sürelerde dinlenme kürü uygulanarak iyileşmenin sıcaklık ve zamanla olan ilişkisi de incelenmiştir. Kapsül kullanımı ile BSK'ların mekanik özellikleri olumsuz etkilenmekle birlikte, deney sonuçları Karayolları Teknik Şartnamesi'nin sınır değerleri içinde kalmıştır. 4 noktalı eğilme yorulma deney sonuçları dikkate alındığında, kapsül kullanımının çatlakların iyileşmesine ve bozulma olan numunelerde yorulma ömrünün uzamasına olumlu etki ettiği belirlenmiş ve atık madeni yağ içeren kapsüllerin atık bitkisel yağ içeren kapsüllerden daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Ayrıca kür sıcaklığı ve kür sürelerinin artması ile iyileşmenin doğru orantılı olarak arttığı tespit edilmiştir Anahtar Kelimeler: Bitümlü sıcak karışım, Kendini iyileştirme, Kapsül, Atık bitkisel yağ, Atık madeni yağ, Mekanik özellikler, Gençleştirici, YorulmaNowadays, the importance of hot bituminous mixtures in terms of transportation is quite high. Bituminous hot mixes become brittle with the increase in stiffness due to the increasing traffic load and climatic conditions over time. This situation causes cracks and deterioration in the superstructure. For this reason, it is necessary to observe the bituminous mixture layers regularly, and to carry out maintenance and repair activities. However, this may not always be possible for economic or technical reasons. For this reason, the idea of self-healing hot mix with bitumen has gained importance in recent years. Studies on self-healing of asphalt are grouped under three main headings: induction heating, microwave heating, and the use of capsules. It is the preferred method of using capsules in the study. In the thesis study, waste vegetable oil and waste mineral oil were used as rejuvenating materials. In our country, tons of waste oil is released every year and these cause pollution of water, soil and air. The most appropriate method for the management of these wastes will be to create a different usage area that will not harm the environment and have commercial value. One of these areas is the use of waste oils as rejuvenating material in BSKs at environmentally appropriate proportions. Capsules produced with waste mineral and vegetable oils were added to the bituminous hot mix samples at 4 different rates by aggregate weight. After that, these samples were subjected to long-term aging and then 4-point bending fatigue test was applied. The healing effect of the capsules in the samples on the cracks and the effect on the fatigue life in case of deterioration in the coating were evaluated. In addition, the relationship of the healing with temperature and time was investigated by applying the rest cure at different temperatures and at different times to the beam samples. Although the mechanical properties of BSKs were adversely affected by the use of capsules, the test results remained within the limit values of the Highways Technical Specification. Considering the 4- point bending fatigue test results, it was determined that the use of capsules had a positive effect on the healing of cracks and prolonging the fatigue life of samples with deterioration, and it was observed that capsules containing waste mineral oil gave better results than capsules containing waste vegetable oil. In addition, it was determined that the improvement increased in direct proportion with the increase of curing temperature and curing times. Keywords: Bituminous hot mixture, Self healing, Capsule, Waste vegetable oil, Waste mineral oil, Mechanical properties, Rejuvenating, Fatigue