ASFALT BETON KAPLAMALARINDA TUNÇBİLEK UÇUCU KÜLÜNÜN FİLLER OLARAK KULLANILMASININ ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada, atık olarak görülen Kütahya’nın Tavşanlı ilçesinde bulunan Tunçbilek Termik Santralinden çıkan uçucu külün (UK) asfalt betonunda filler malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Öncelikle çalışma için Superpave Tasarım Yöntemi’ne göre gradasyon sınırları içerisinde, agrega oranlarını değiştirerek üç tip agrega gradasyon eğrisi elde edilmiştir. Her gradasyonun optimum bitüm oranını belirlemek için UK filler içerisinde %25, %50, %75, %100 oranlarında kullanılmıştır. Daha sonra belirlenen bitüm yüzdesi kullanılarak Superpave Karışım Tasarım Yöntemine göre numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler AASHTO T283 standardına uygun olacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarlanan numunelerin nem hassasiyetinin belirlenmesi için İndirekt Çekme Dayanım (ITS) Deneyi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde UK kullanım ile herhangi bir katkı maddesi kullanılmayan sıcak karışım asfaltlara göre daha yüksek İndirekt Çekme Dayanım Oranı (TSR) elde edilmiştir. Yapılan bu çalışma sonuçlarına göre UK ile hazırlanan Bitümlü sıcak karışımların (BSK) neme karşı direncinin arttığı gözlenmiştir. Dolayısıyla UK ile hazırlanan BSK’ların şiddetli ve uzun süreli yağış alan bölgelerde kullanılmasının daha verimli sonuçlar verebileceği tespit edilmiştir. Ayrıca UK’nın yol üstyapısının, aşınma tabakasında kullanılması, çevresel kirlilikleri önlemekle birlikte ekonomik açıdan da büyük katkılar sağlayabilmektedir.

Keywords

• Uçucu Kül
• Mineral Filler,
• Superpave Tasarım Yöntemi
• İndirekt Çekme Dayanımı
• Tunçbilek Termik Santralı

INVESTIGATION OF THE USAGE OF TUNÇBILEK FLY ASH AS FILLERS IN ASPHALT CONCRETE PAVEMENTS

Abstract

In this study, the usability of fly ash (UK) from Tunçbilek Thermal Power Plant in the Tavsanlı district of Kütahya, which is seen as waste, as filler material in asphalt concrete was investigated. First of all, three types of aggregate gradation curves were obtained by changing the aggregate ratios within the gradation limits according to the Superpave Design Method for the study. In order to determine the optimum bitumen ratio of each gradation, 25%, 50%, 75% and 100% were used in UK fillers. Then, the samples were prepared according to the Superpave Mixture Design Method using the determined bitumen percentage. The prepared samples are designed to comply with the AASHTO T283 standard. Indirect Tensile Strength (ITS) test was carried out to check the moisture sensitivity of the designed samples. When the obtained results were examined, a higher Indirect Tensile Strength Ratio (TSR) was obtained with the use of UK compared to the hot mix asphalts without any additives. According to the results of the study, it was observed that the Bituminous hot mixture (BSK) prepared with UK increased the resistance against moisture. Therefore, it has been determined that BSKs prepared with UK can be used in heavy and long-term rainfall areas, giving more efficient results. In addition, the use of UK's road pavement in the wear layer can provide great contributions in terms of economy as well as preventing environmental pollution.

Keywords

• Fly Ash
• Tuncbilek Power Station
• Mineral Filler
• Indirect Tensile Strength
• Superpave Design Method.

References

1. Ahmedzade, P., Alataş, T., Geçkil, T. 2008. Asfalt betonunda siyah karbonun filler olarak kullanimi. Teknik Dergi, 19(4), 4493–4507.
2. Ali, N., Chan, J. S., Simms, S., Bushman, R., Bergan, A. T. 1996. Mechanistic Evaluation Of Fly Ash Asphalt Concrete Mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, 8(1), 19–25.
3. Altaş, Ö. Yi̇. 2002. Bitümlü malzemeler ve karışım şartnamelerinin karşılaştırılması. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek lisans tezi, 137s, İstanbul.
4. Bohara, N., Tamrakar, G. B. S. 2018. Study of the Influence of Fly Ash and Its Content in Marshall Properties of Asphalt Concrete. Journal of Sustainable Construction Materials and Technologies, 3(3), 261–270.
5. Ceylan, S. 2006. Bitümlü Sıcak Karışımlarda Filler Olarak Carboniferous-Triassic Kayaç Tozlarının Kullanılması Ve Etkisi. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 79s, Konya.
6. Deniz, M. T., Sönmez, İ., Yıldırım, S. A., Eren, B. K. 2005. Kullanılmış otomobil lastiklerinin bitümlü sıcak karışım performasına etkisi. 6. Ulaştırma Kongresi, İstanbul, 349–364.
7. Elmacı, A. 2011. Asfalt Betonunda Granit Arıtma Çamurunun Filler Malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. In Phys. Rev. E. Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 75s, Afyon.
8. Eren, Ü. 2008. Asfaltitin asfalt betonunda mineral filler olarak kullanılması. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü, Yüksek Liisans Tezi, 74s, Trabzon.

9. Güngör, M. M. 1996. Afşin Elbistan uçucu külünün esnek yol kaplamalarında filler olarak kullanımı üzerine bir araştırma. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 65s, Elazığ.
10. Hossain, A., Khan, T., Ahmed, J. 2018. Influence of Fly Ash as Mineral Filler in Bituminous Mix Design. Trends in Civil Engineering and Its Architecture, 3(2), 1–6.
11. Mirkoviç, K., Tosiç, N., Mladenoviç, G. 2019. Effect of Different Types of Fly Ash on Properties of Asphalt Mixtures. Advances in Civil Engineering, 2019, 12.
12. Mistry, R., Roy, T. K. 2016. Effect of using fly ash as alternative filler in hot mix asphalt. Perspectives in Science, 8, 307–309.
13. Öksüz, B. 2011. Asfalt Betonu Kaplamalarda Volkanik Cüruf ve Cam Atıklarının Filler Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 77s, İsparta.
14. Öntürk, K., Vural, İ. 2014. Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılabirliğinin Arştırılması. Akademik Platform, 1275–1284.
15. Pourtahmasb, M. S., Karim, M. R. 2014. Performance evaluation of stone mastic asphalt and hot mix asphalt mixtures containing recycled concrete aggregate. Advances in Materials Science and Engineering, 2014.
16. Selman, G. Ş. 2015. Bor atıklarının asfalt kaplamalarda mineral filler olarak kullanılabilirliği Koca Tepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,Yüksek Lisans Tezi, 84s, Afyon.
17. Terzi, S. 2000. Mermer Toz Atıkların Asfalt Betonunda Filler Malzemesi Olarak Kullanılmasının Araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 62s, İsparta.
18. Üstünkol, F. N., Turabi, A. 2009. Endüstriyel Atıkların Karayolu Üstyapısında Değerlendirilmesi. BAÜ FBE Dergisi, 11(1), 15–27.
19. Xue, Y., Hou, H., Zhu, S., Zha, J. 2009. Utilization of municipal solid waste incineration ash in stone mastic asphalt mixture: Pavement performance and environmental impact. Construction and Building Materials, 23(2), 989–996.
20. Yılmaz, A. 2002. Antalya Ferrokrom İşletmesi’nin elektrik-ark fırını cüruflarının ve baca tozu atıklarının asfalt betonunda kullanılabilirliğinin araştırılması. Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 76s, Antalya.
21. Zumrawi, M. M. E., Sheikh Edrees, S. A. 2016. Comparison of Marshall and Superpave Asphalt Design Methods for Sudan Pavement Mixes. International Journal of Scientific and Technical Advancements, 2(1), 29–35.