Investigation of Chip Seal Application with Heated Aggregate

Year 2019, Volume: 19 Issue: 2, 401 - 409, 17.09.2019

Cahit Gürer Burak Enis Korkmaz Şule Yarcı Mohammad Babour Rahmany

Abstract

Chip seals (CS) are
one of the mostly used asphalt pavement type because of the advantages of low
cost, rapidly construct and opened to traffic, high friction and smooth surface
properties and etc. It is widely used construct on compacted granular base in countries
such as Turkey, South Africa, Australia, New Zealand, England etc. Especially
in Turkey, 39 333 km of 67 333 km highway network is formed by chip sealed road
pavement. CS is a pavement method which is used also to preventive and
maintenance purposes for hot mix asphalt pavements. Performance of chip seals
on unbound granular base can be affected by a lot of factors before and after
the construction different from hot mix asphalt pavements. Different
construction techniques are available in literature for chip sealed road
pavements. However single or double layer chip seal applications widely
preferred in Turkey. Adhesion between aggregate and bitumen in chip seal
applications are significantly affected by many factors such as traffic volume
of roads, location of roads, nominal dimension of chips, construction method and
etc. In this study, the effect of heating of aggregates by using three
different types of aggregates and two different binders on CS adhesion
performance was investigated by Vialit adhesion and Nicholson stripping tests. The
results show that the CS application with heated aggregate improves the
adhesion performance.

Keywords

Chip Seal, Adhesion, Vialite Adhesion Test, Heated Aggregate

Sıcak Agrega ile Sathi Kaplama Uygulamasının Araştırılması

Abstract

Ekonomik oluşları, hızlı bir şekilde yapılabilmeleri, kısa sürede trafiğe açılabilmeleri, kayma direnci yüksek düzgün bir yüzey sağlamaları gibi belli başlı avantajlarından dolayı en çok kullanılan asfalt kaplamaların başında sathi kaplamalar gelmektedir. Türkiye, Güney Afrika, Avustralya, Yeni Zelanda, İngiltere gibi ülkelerde sıkıştırılmış granül zemin üzerine yaygın olarak kullanılmaktadır.  Özellikle Türkiye’de 67 333 km’yi bulan karayolu ağının 39 333 km’lik önemli bir kısmı sathi kaplamalı yollardan oluşmaktadır. Sathi kaplamalar aynı zamanda bitümlü sıcak karışım kaplamalar için koruyucu ve iyileştirme amaçlı olarak da yaygın kullanılan bir kaplama türüdür. Sathi kaplamaların performansı, yapım öncesinde ve sonrasında, bitümlü sıcak karışımlardan farklı olarak çok sayıda faktör tarafından etkilenebilmektedir. Sathi kaplamalar için literatürde çok farklı yapım teknikleri bulunmaktadır. Fakat Türkiye’de yaygın olarak tek kat ve çift kat sathi kaplama uygulamaları tercih edilmektedir. Sathi kaplamalarda agreganın yapışma performansı yapıldığı yolun trafik hacmi, konumu, tatbik edilen agreganın nominal boyutu ve yapım yöntemi vb. faktörlerden önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu çalışma kapsamında üç farklı tür agrega ve iki farklı bağlayıcı kullanılarak agregaların ısıtılmasının sathi kaplama yapışma performansına olan etkisi Vialit yapışma ve Nicholson soyulma deneyleri ile araştırılmıştır. Sonuç olarak sıcak agrega ile sathi kaplama uygulamasının adezyon performansını geliştirebileceği düşünülmektedir.

Keywords

Sathi kaplama; Adezyon; Vialit Yapışma Deneyi; Isıtılmış Agrega

References

• Akıllı, A., Saltan, M., Karaşahin, M. ve Gürer, C., 2012. Investigation of adhesion properties in chip seals with pull out test. 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress İstanbul.
• ASTM-D7000 (2011) ‘Standard Test Method for Sweep Test of Bituminous Emulsion Surface Treatment Samples’, Astm D7000, 11(C), pp. 1–4. doi: 10.1520/D7000-11.
• Boz, I., Kumbargeri, Y., Kutay, M. E. and Haider, S. W., 2018. Establishing Percent Embedment Limits to Improve Chip Seal Performance. Contract, 2013(0066), Z11.
• Gransberg, D. D. and James, D. M., 2005. Chip seal best practices. Transportation Research Board. 342
• Gürer, C., 2010. Sathi kaplamaların performansına etki eden parametrelerin incelenmesi ve performans modeli geliştirilmesi. Doktora Tezi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.Isparta.379s.
• Gürer, C. ve Karaşahin, M., 2014. Sathi Kaplama Agregalarının Adezyon Özelliklerinin Araştırılması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 10(2), 1-11.
• Janisch, D. W., and Gaillard, F. S., 1998. Minnesota seal coat handbook (No. MN/RC-1999-07,). Minnesota Department of Transportation, Office of Research Services.
• Jordan III, W. S. and Howard, I. L., 2011. Applicability of modified vialit adhesion test for seal treatment specifications. Journal of Civil Engineering and Architecture, 5(3).
• Kandhal, P. S. and Motter, J. B., 1987. Crıterıa For Acceptıng Precoated Aggregates For Seal Coats And Surface Treatments. Fınal Report (No. FHWA/PA-87-007+ 83-198401-8706).
• Karasahin, M., Aktaş, B. and Gürer, C., 2011. Determining of Precoated Aggregate Performance on Chip Seals 1 Using Vialit Test. 90th Annual Meeting of Transportation Research Board. Washington DC, US.
• Liu, L., Xie, W., Wang, Y. and Wu, S., 2018. Evaluation of significant factors for aggregate retention in chip seals based on mesostructured finite element model. International Journal of Pavement Research and Technology.
• Louw, K., Rossmann, D. and Cupido, D., 2004. The Vialit Adhesion Test: Is It An Appropriate Test To Predict Low Temperature Binder/Aggregate Failure. In Proceedings of the 8th Conference on Asphalt Pavements for Southern Africa (CAPSA'04), 12, p. 16.
• Mcleod, N. W., 1969. A general method of design for seal coats and surface treatments.Önal, M. A. ve Kahramangil, M., 1993. Bitümlü karışımlar laboratuvar el kitabı. KGM Teknik Araştırma Dairesi Başkanlığı, Ankara.
• Paliukaitė, M., Vorobjovas, V., Bulevičius, M. and Andrejevas, V., 2016. Evaluation of different test methods for bitumen adhesion properties. Transportation Research Procedia, 14, 724-731.
• Rahman, F., Islam, M. S., Musty, H. and Hossain, M. 2012. Aggregate retention in chip seal. Transportation Research Record, 2267(1), 56-64.
• Senadheera, S., Tock, R. W., Hossain, M. S., Yazgan, B. and Das, S., 2006. A testing and evaluation protocol to assess seal coat binder-aggregate compatibility (No. FHWA/TX-06/0-4362-1).
• Tarrer, A. R. and Wagh, V., 1991. The effect of the physical and chemical characteristics of the aggregate on bonding (No. SHRP-A/UIR-91-507). Washington, DC, USA: Strategic Highway Research Program, National Research Council.
• Yi, J. Y., Feng, D. C., Bi, H. T. and Yu, F., 2013. Investigation on Adhesive Behavior between Binder and Aggregate by Vialit Test under Low Temperature. In Advanced Materials Research (Vol. 723, pp. 389-396). Trans Tech Publications.
• You, L., You, Z., Dai, Q., Xie, X., Washko, S. and Gao, J., 2019. Investigation of adhesion and interface bond strength for pavements underlying chip-seal: Effect of asphalt-aggregate combinations and freeze-thaw cycles on chip-seal. Construction and Building Materials, 203, 322-330.
• http://merlab.metu.edu.tr/tr/x-isini-difraktometresi, (19.11.2018).