FİLLER OLARAK KİREÇ KULLANIMININ MODİFİYE BİTÜMLERLE HAZIRLANAN KARIŞIMLARIN PERFORMANSINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu tez çalışmasında filler olarak %2 oranında kireç kullanımının saf ve modifiye bitümlerle hazırlanan bitümlü sıcak karışımların performansı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmada, bitüm katkı maddesi olarak stiren-butadien-stiren (SBS), İran Gilsoniti (IG) ve Amerika Gilsoniti (AG) kullanılmıştır. Yapılan Superpave bağlayıcı deneyleri sonucunda bitüm ağırlığınca SBS'ten %4.0, Amerika Gilsoniti'nden %11.0 ve İran Gilsoniti'nden %10.0 oranlarında kullanılmasına karar verilmiştir. Kireç içermeyen karışımlar için tasarım bitüm içerikleri Supepave yöntemine göre belirlenmiştir. Kireç içeren karışımlarda bağlayıcı türüne göre kireç içermeyen karışımlar için belirlenen bitüm içerikleri kullanılmıştır. Hacimsel analiz sonucunda hem kireç içeren hem de kireç içermeyen karışımların şartname kriterlerini sağladığı belirlenmiştir. Karışım numuneleri üzerinde Marshall stabilite ve akma, nem hasarına karşı dayanım (kalıcı Marshall stabilitesi ve çekme dayanımı oranı), indirekt çekme rijitlik modülü, tekerlek izi dayanımı ve indirekt çekme yorulma deneyleri uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlardan hem kireç hem de bitüm katkı maddelerinin kullanımı ile karışımların stabilitelerinin, nem hasarına karşı dayanımlarının, rijitliklerinin, kalıcı deformasyona karşı dayanımlarının ve yorulma ömürlerinin arttığı tespit edilmiştir. Filler olarak kireç kullanımının bitüm katkı maddesi olarak SBS, IG ve AG kullanımı kadar etkin olmadığı belirlenmiştir. Nem hasarına karşı dayanım bakımından en etkin katkının SBS olduğu, stabilite, rijitlik, kalıcı deformasyona karşı dayanım ve yorulma açısından ise Amerika Gilsoniti olduğu tespit edilmiştir.

In this thesis study, effects of 2% hydrated-lime usage as filler on the performance of hot mix asphalt prepared with pure and modified binders was examined. In the study, styrene-butadiene-styrene (SBS), Iranian Gilsonite (IG) and American Gilsonite (AG) were used as additives in bitumen. After conducting Superpave binder experiments, 4.0% of SBS, 11.0% of American Gilsonite and 10.0% of Iranian Gilsonite in terms of bitumen weight were decided to be used. For mixtures without hydrated lime, design binder contents were determined according the Superpave method. For mixtures containing hydrated lime, binder contents which are specified for mixtures without hydrated lime regarding to binder type were used. Mixtures with and without hydrated lime were identified to satisfy criteria for specification. Mixture samples were subject to Marshall stability and flow, resistance to moisture-induced damage (retained Marshall stability and tensile strength ratio), indirect tensile stiffness modulus, wheel tracking and indirect tensile fatigue tests. Experiment results suggested that stability, resistance to moisture-induced damage and permanent deformation, stiffness, tensile strength and fatigue life of mixtures increased as hydrated lime and bitumen additives were used in mixtures. Hydrated lime usage as filler was identified not to be as effective as usage of SBS, IG and AG as bitumen additive. SBS additive was found to be the most effective in terms of resistance to moisture-induced damage. American Gilsonite was confirmed to be the most effective additive in terms of stability, stiffness, tensile strength and fatigue.