The Effect of Pirina Additive on Moisture Resistance of Bituminous Pavements

Abstract

In this study, the effect of pirina additive on the moisture resistance of road pavements was investigated. For this purpose, modified bitumen was obtained by adding 5, 10, 15 and 20% pirina by weight to pure B 160/220 penetration class bitumen. Characteristic properties of bituminous binders were determined by penetration, softening point, ductility and rotational viscometry (RV) tests. Then, the optimum bitumen content (OBC) of the mixture was determined according to Marshall method by using aggregate and pure bitumen for the mixture design. By keeping this OBC rate constant, samples of hot mixes were prepared with pure and modified bitumens. The prepared pure and pirina additive mixture samples were subjected to Marshall stability, retained Marshall stability (RMS) and indirect tensile strength (ITS) tests. According to the test results of the bitumens, it was observed that the consistency of modified binders was hardened with the addition of pirina and the bitumen class changed to B 100/150. According to the results of the mixture, it was observed that especially 15% pirina additive increased the moisture resistance of road pavements due to the increase in Marshall stability, RMS and indirect tensile strength ratio (ITSR) of the mixtures.

Keywords

• Bitumen
• Pirina
• Modified Mixture
• Marshall Stability
• Moisture Resistance

Pirina Katkısının Bitümlü Kaplamaların Nem Direncine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, pirina katkısının yol kaplamalarının nem direnci üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, saf B 160/220 penetrasyon sınıfı bitüme ağırlıkça %5, 10, 15 ve 20 oranlarında pirina ilave edilerek modifiye bitümler elde edilmiştir. Bitümlü bağlayıcıların karakteristik özellikleri penetrasyon, yumuşama noktası, düktilite ve dönel viskozimetre (RV) testleri ile belirlenmiştir. Daha sonra, karışım tasarımı için agrega ve saf bitüm kullanılarak Marshall yöntemine göre karışımın optimum bitüm içeriği (OBİ) belirlenmiştir. Bu OBİ oranı sabit tutularak saf ve modifiye bitümler ile sıcak karışım numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan saf ve pirina katkılı karışım numuneleri Marshall stabilitesi, kalıcı Marshall stabilitesi (RMS) ve endirekt çekme mukavemeti (ITS) deneylerine maruz bırakılmıştır. Bitümlerin test sonuçlarına göre pirina katkısı ile modifiye bağlayıcıların kıvamında sertleşme meydana geldiği ve bitüm sınıfının B 100/150 olarak değiştiği görülmüştür. Karışım sonuçlarına göre, özellikle %15 pirina katkısının karışımların Marshall stabilitesi, RMS ve endirekt çekme mukavemeti oranı (ITSR) değerlerinin artış göstermesi sebebiyle yol kaplamalarının nem direncini arttırdığı görülmüştür.

Keywords

• bitüm
• pirina
• modifiye karışım
• marshall stabilitesi
• nem direnci

References

1. [1] Saltan, M., Uysal, F. 2018. Vermikülitin Bitümlü Sıcak Karışımlarda Kullanılabilirliğinin Marshall Stabilite Deney Yöntemi ile Araştırılması, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(1), 253-257.
2. [2] Geçkil, T., Önal, Y., İnce C.B. 2020. Atık Polietilen Tereftalat (PET) ile Modifiye Edilmiş Saf Bitümün Fiziksel, Morfolojik ve Isıl Özellikleri, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 32(1):157-166.
3. [3] Lav, A.H., Lav, M.A. 2004. Shell Bitüm El Kitabı, 3, İstanbul, 334s.
4. [4] Kök, B.V. 2007. Bitümlü Sıcak Karışımların Üretiminde Yeni Bir Karıştırma Yönteminin Araştırılması, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 131s, Elazığ.
5. [5] Kandhal, P. S. 1994. Field and laboratory investigation of stripping in asphalt pavements: State of the art report, Transportation Research Record, 1454, 36-47.
6. [6] Collins, R. 1988. Status report on the use of hydrated lime in asphaltic concrete mixtures in Georgia, Georgia DOT, Materials and Research.
7. [7] Aschenbrener, T., Far, N. 1994. Influence of compaction temperature and anti-stripping treatment on the results from the Hamburg Wheel-Tracking device. Final Report, Rpt CDOT-DTDR- 94-9, Colorado Department of Transportation.
8. [8] Kim, O.X., Bell, C.A., Hicks, R.G. 1995. The effect of moisture on the performance of asphalt mixtures, ASTM STP-899.

9. [9] Nciri, N., Kim, N., Cho, N. 2017. New insights into the effects of styrene-butadiene-styrene polymer modifier on the structure, properties, and performance of asphalt binder: The case of AP-5 asphalt and solvent deasphalting pitch, Materials Chemistry and Physics, 193, 477-495.
10. [10] 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(5), 1999-2006.
11. [11] Obaid, H.A. 2015. The effect of styrene-butadiene-styrene on moisture damage resistance of asphalt mixtures, Journal of University of Babylon, 23(2), 263-270.
12. [12] Ezzat, E.N., Abed, E.H. 2020. The influence of using hybrid polymers, aggregate gradation and fillers on moisture sensitivity of asphaltic mixtures, Materials today: Proceedings, 20(4), 493-498.
13. [13] Geçkil, T., Önal, Y., İnce C.B. 2021. Atık PET ile modifiye edilmiş bitümlü sıcak karışımların nem direnci, Politeknik dergisi. (https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/1049314)
14. [14] Sansoucy, R. 1985. Olive by-products for animal feed. FAO Animal Production and Health Paper 43, Rome, Italy.
15. [15] Filya, İ., Hanoğlu, H., Canbolat, Ö., Sucu, E. 2006. Kurutulmuş Pirinanın Yem Değeri ve Kuzu Besisinde Kullanılma Olanakları Üzerinde Araştırmalar 2. Kuzuların Besi Performansı Üzerine Etkileri, Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(1), 13-23.
16. [16] Ticaret Bakanlığı. 2019. 2018 yılı zeytin ve zeytinyağı raporu, https://ticaret.gov.tr/data/5d41e59913b87639ac9e02e8/3acedb62acea083bd15a9f1dfa551bcc.pdf (Erişim tarihi: 17.01.2021).
17. [17] Hocaoğlu, S.M., Baştürk, İ., Aydöner, C,, Haksevenler, B.H.G. 2018. Türkiye’deki Zeytinyağı İşletmelerinin 3 Fazlıdan 2 Fazlı Üretime Geçişi Durumunda Pirina Tesislerinin Yeterliliğinin CBS Destekli Analizi, Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 32(1), 43-58.
18. [18] Özer, S. 2018. Pirina Yağının Fuzel Yağı ile Esterleştirilmesi, Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi (GMBD), 4(2), 136-143.
19. [19] Gök, O., Mesutoğlu, Ö.Ç. 2018. Adsorpsiyon Kolon Sisteminde Pirina Kullanılarak Ağır Metal Giderimi, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 20(60), 1000-1009.
20. [20] Kıcı, G.Ö., Saltan, M. 2020. Pirinanın bitüm modifikasyonunda kullanımının araştırılması, Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 12(1): 1-9.
21. [21] Ahmedzade, P., Şengöz, B. 2009. Evaluation of steel slag coarse aggregate in hot mix asphalt concrete, Journal of Hazardous Materials, 165(1-3), 300-305.