BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARIN ÜRETİMİNDE YENİ BİR KARIŞTIRMA YÖNTEMİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu tez çalışmasında bitümlü sıcak karışımların (BSK) üretiminde yeni bir karıştırma yöntemi olarak iki aşamalı karıştırma sistemi geliştirilmiştir. İki aşamalı karıştırma sisteminin birinci aşamasında kaba agrega, optimum bağlayıcı oranının %20'si ile karıştırılmakta ve 1 saat 135-160 oC'de bekletilmektedir. İkinci aşamada ince agrega ve filler optimum bağlayıcı oranının %80'i ile karıştırılmakta daha sonra bu karışıma kaplanmış kaba agrega da ilave edilerek beraber karıştırılmaktadır. İki aşamalı karıştırma sistemini değerlendirebilmek için gerek bu yeni yöntemle ve gerekse geleneksel yöntemle hazırlanmış Marshall numunelerine Marshall stabilite, indirek çekme mukavemeti ve nem hassasiyeti, rijitlik modülü, sünme rijitliği ve yorulma deneyleri uygulanmıştır. Bu deneysel çalışmada öncelikle, kullanılacak malzemelerin karakteristikleri ve şartnamelere uygunluğu tespit edilmiştir. Deneylerde bağlayıcı olarak AC 100-150, AC 75-100, AC 50-70 penetrasyonlu asfalt çimentoları ve ağırlıkça % 5 styrene butadiene styrene (SBS,Kraton D1011) katkılı AC 75-100 penetrasyonlu asfalt çimentoları kullanılmıştır. Agrega olarak bazalt kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, iki aşamalı karıştırma sistemi ile hazırlanmış numunelerin mekanik özelliklerinin geleneksel yöntemle hazırlanmış numunelerden yüksek ve birinci aşamada kullanılan bağlayıcının karışımın rijitliği üzerinde önemli derecede etkili olduğu tespit edilmiştir. Katkılı asfalt çimentosu ile hazırlanan numunelerin bütün deney yöntemlerinde en iyi sonucu verdiği, katkısız asfaltlar arasında ise en iyi sonuçların AC 75-100 asfalt çimentosu ile hazırlanan numunelerde olduğu tespit edilmiştir. İki aşamalı karıştırma sisteminin etkisinin, SBS ile modifiye edilen bağlayıcıyla hazırlanan karışımlarda normal karışımlara göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca bitümlü sıcak karışımların iki aşamalı karıştırma sistemine uygun olarak üretilebilmesini sağlayacak bir asfalt plenti tasarlanmıştır. Anahtar Kelimeler : Bitümlü sıcak karışım, Karıştırma yöntemi, Mekanik özellikler.

A two-phase mixing method was developed in this thesis as a new mixing method in production of hot mix asphalt (HMA). Course aggregate was mixed with 20 percent of optimum binder content and kept at 135-160 oC for 1 hour in the first phase. Fine aggregate and filler were mixed with 80 percent of optimum binder content and then course aggregate was added to mix and mixed together in the second phase. Marshall stability, indirect tensile strength and moisture susceptibility, stiffness modulus and fatigue tests were applied to Marshall samples prepared with both the new method and traditional method in order to evaluate the two phase mixing method. At first characteristics of the materials and their appropriateness to the specifications were determined in the study. AC 100-150, AC 75-100, AC 60-70 penetration asphalt cements and 5 percent stryrene butadiene stryrene (SBS, Kraton D1011) modified AC 75-100 penetration asphalt cement were used as binder in the experiments. Basalt was used as aggregate. It was determined that the mechanical properties of samples prepared with two-phase mixing system were higher than the ones prepared with traditional method and the binder used in first phase have a significant effect on stiffness of mixtures. It was determined that the specimens prepared with modified asphalt gave the better results at all experiments and among the unmodified binders the best results were obtained with the specimens prepared with AC 75-100. Furthermore it was determined that the effect of two-phase mixing system on mixtures prepared with SBS modified binder was higher than those of the conventional mixtures. Moreover, an asphalt plant was designed to enable producing hot mix asphalt according to two-phase mixing method. Keywords: Hot mix asphalt, Mixing method, Mechanical properties. I