Bitüm Modifikasyonunda Stiren-Butadien-Stiren ile Gilsonit’in Birlikte Kullanılmasının Bitümlü Sıcak Karışımların Kalıcı Deformasyon Dayanımına Etkisi

Yıl 2018, Cilt: 22 Sayı: 2, 811 - 822, 15.08.2018

Mehmet Yılmaz , Baha Vural Kök , Özge Erdoğan Yamaç

https://doi.org/10.19113/sdufbed.05611

Cited By: 3

Öz

Çalışmada, stiren-butadien-stiren (SBS) ve Amerikan Gilsoniti'nin (AG) bitüm modifikasyonunda birlikte kullanımının bitümlü sıcak karışımların kalıcı deformasyona karşı dayanımına etkisi araştırılmıştır. Öncelikle sadece SBS ve Amerikan Gilsoniti kullanılarak aynı performans seviyesine (PG 76-16) sahip modifiye bitümler elde edilmiştir. Ardından SBS modifiyeli bitümlerde SBS içeriği azaltılarak yerine farklı oranlarda Amerikan Gilsoniti ilave edilmiştir. Böylece aynı performans seviyesine sahip 3 farklı SBS+Amerikan Gilsoniti içeren modifiye bitüm elde edilmiştir. Saf, 2 tane tek bir katkı içeren (%5 SBS ve %18 AG) ve 3 tane iki farklı katkı içeren (%4 SBS + %6 AG, %3 SBS + %10 AG ve %2 SBS + %13 AG) aynı performans seviyesine sahip bağlayıcılarla karışım numuneleri hazırlanmıştır. Tasarım bitüm içeriklerinde hazırlanan bitümlü sıcak karışım numuneleri üzerinde dinamik sünme deneyi uygulanmıştır. Böylece SBS ve Amerikan Gilsoniti'nin birlikte kullanımının kalıcı deformasyona karşı etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda bütün katkıların, karışımların kalıcı deformasyona karşı dayanımlarını olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Akma sayısı ve sünme modülü değerleri üzerinde en etkin katkıların %18 AG ve %3 SBS + %10 AG olduğu, karışımların elastikiyetini en fazla arttıran katkının %5 SBS olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Bitümlü sıcak karışım, Modifikasyon; Gilsonit; Stiren-butadien-stiren; Kalıcı deformasyon

Kaynakça

• [1] Yılmaz, M., Kök, B.V. 2008. The Effect of Using Ferrochromium Slag on Mechanical Properties of Hot Mix Asphalt. Süleyman Demirel University Journal of Natural and Applied Sciences, 12 (3), 186-194.
• [2] Verstraeten, J. 1995. Bituminous Materials with a High Resistance to Flow Rutting. PIARC Technical Committee on Flexible Roads, Belgium.
• [3] Karahancer, S., Erişkin, E., Çapalı, B., Saltan, M., Terzi, S. 2016. Investigation of Using Waste Welded Tuff Material as Mineral Filler in Asphalt Concrete. Süleyman Demirel University Journal of Natural and Applied Sciences, 20 (3), 399-404.
• [4] Topal, A. 2010. Evaluation of the Properties and Microstructure of Plastomeric Polymer Modified Bitumens. Fuel Processing Technology, 91, 45-51.
• [5] Morova, N., Terzi, S. 2015. Evaluation of Colemanite Waste as Aggregate Hot Mix Asphalt Concrete. Süleyman Demirel University Journal of Natural and Applied Sciences, 19 (2), 8-15.
• [6] Lav, A. H. ve Lav, M. A. 2004. Shell Bitüm El Kitabı. İsfalt Bilimsel Yayınları, No:3, İstanbul, 334s.
• [7] Yalçın, E. 2014. Filler olarak kireç kullanımının modifiye bitümlerle hazırlanan karışımların performansına etkisinin incelenmesi. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.
• [8] Çeloğlu, M. E. 2014. Farklı doğal asfaltların bitüm ve bitümlü sıcak karışımların özelliklerine etkileri. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ.
• [9] Lu, X., Isacsson, U. 1997. Rheological Characterization of Styrene-Butadiene-Styrene Copolymer Modified Bitumens. Construction and Building Materials, 11(1), 23-32.
• [10] Kumar, P., Chandra, S., Bose, S. 2006. Strength Characteristics of Polymer Modified Mixes. The International Journal of Pavement Engineering, 7(1), 63-71.
• [11] Tayfur, S., Ozen, H., Aksoy, A. 2007. Investigation of Rutting Performance of Asphalt Mixtures Containing Polymer Modifiers. Construction and Building Materials, 21, 328-37.
• [12] Kok, B. V., Yilmaz, M. 2009. The Effects of Using Lime and Styrene–Butadiene–Styrene on Moisture Sensitivity Resistance of Hot Mix Asphalt. Construction and Building Materials, 23, 1999-2006.
• [13] Gorkem, C., Sengoz, B. 2009. Predicting Stripping and Moisture Induced Damage of Asphalt Concrete Prepared with Polymer Modified Bitumen and Hydrated Lime. Construction and Building Materials, 23, 2227-2236.
• [14] Hamidi, H. 1998. Stiffness Modulus and Permanent Deformation Characteristics of Asphalt Mix Containing Gilsonite. PhD Thesis, Bandung Technology Institute, India.
• [15] Liu, J., Li, P. 2008. Experimental Study on Gilsonite-Modified Asphalt. Proceeding of the 2008 Airfield and Highway Pavement Specialty Conference, Washington, 222-228.
• [16] Asia Gilsonite. http://www.asiagilsonite.com/?page=gilsonite (Erişim Tarihi: 27 Ocak 2017).
• [17] Widyatmoko, I., Elliott, R. 2008. Characteristics of Elastomeric and Plastomeric Binders in Contact with Natural Asphalts. Construction and Building Materials, 22, 239–249.
• [18] Babagoli, R., Hasaninia, M., Namazi, N. M. 2015. Laboratory Evaluation of The Effect of Gilsonite on the Performance of Stone Matrix Asphalt Mixture. Road Materials and Pavement Design, 16(4), 889-906.
• [19] Wen, G., Zhang, Y., Zhang, Y., Sun, K., Fan, Y. 2002. Rheological Characterization of Storage-Stable SBS-Modified Asphalts. Polymer Testing, 21, 295-302.
• [20] Sun, D., Lu, W. 2003. Investigation and Improvement of Storage Stability of Sbs Modified Asphalt. Petroleum Science and Technology, 21(5-6), 901-910.
• [21] Davis, N., Tooman, C. E. 1989. New Laboratory Tests Evaluate the Effectiveness of Gilsonite Resin as a Borehole Stabilizer. SPE Drilling Engineering, 4(1), 47-56.
• [22] Kök, B.V, Yılmaz, M., Akpolat, M. 2014. Evaluation of the Conventional and Rheological Properties of SBS + Sasobit Modified Binder. Construction and Building Materials, 63, 174-179.
• [23] Carcer, I. A., Masegosa, R. M., Vinas, M. T., Salom, C., Prolongo, M. G., Contreras, V., Barcelo, F., Paez, A. 2014. Storage Stability of SBS/Sulfur Modified Bitumens at High Temperature: Influence of Bitumen Composition and Structure. Construction and Building Materials, 52, 245-52.
• [24] Pamplona, T. F., Amoni, B. C., Alencar, A. E. V., Lima, A. P. D., Ricardo, N. M., Soares, J. B., Soares, S. A. 2012. Asphalt Binders Modified by SBS and SBS/Nanoclays: Effect on Rheological Properties. Journal of the Brazilian Chemical Society, 23(4), 639-647.
• [25] Peng, Y., Ruibo, R., Lizhi, W., Xiaoning, Z. 2012. Characteristic Behavior of Asphalt with SBS and PE. Sustainable Construction Materials, 421-429.
• [26] Yılmaz, M., Kök, B. V., Çeloğlu, M. E., Yalçın, E., Erdoğan Yamaç, Ö., Akpolat, M. 2015. Stiren-Butadien-Stiren ve Gilsonit'in Birlikte Kullanımının Modifiye Bitümlerin Depolama Stabilitesi Üzerindeki Etkisinin Araştırılması. Fırat Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (FÜBAP), Performans Projesi, Proje No: MF.14.22. Elazığ.
• [27] Kök, B.V., Yılmaz, M., Güler, M. 2011. Evaluation of High Temperature Performance of SBS + Gilsonite Modified Binder. Fuel, 90, 3093-3099.
• [28] Yılmaz, M., Erdoğan Yamaç, Ö. 2017. Evaluation of Gilsonite and Styrene-Butadiene-Styrene Composite Usage in Bitumen Modification on the Mechanical Properties of Hot Mix Asphalts. Journal of Materials in Civil Engineering, 29(9), 2017.
• [29] Khodaii, A., Mehrara, A. 2009. Evaluation of Permanent Deformation of Unmodified and Sbs Modified Asphalt Mixtures Using Dynamic Creep Test. Construction and Building Materials, 23(7), 2586-2592.
• [30] ELE, 1994. Universal Materials Testing Apparatus for Asphalt and Unbound Specimens. Reference and Operating Manual, ELE International Ltd, Hertfordshire, UK.
• [31] Witczak, M. W., Kaloush, K. E., Pellinen, T., El-Basyouny, M., Von Quintus, H. 2002. Simple Performance Test for Superpave Mix Design. The National Cooperative Highway Research Program, NCHRP Rep 465, 465p, Washington, DC.
• [32] Bausano, J., Williams, C. 2007. A New Approach to Calculating Flow Number, Unpublished Paper.