Evaluation of Textile Waste Addition in Stone Mastic Asphalt

Abstract

Stone mastic asphalt requires a high amount of binder due to the high inter-aggregate void ratio, which causes the bitumen to drain from the aggregates. Pavement costs increase due to the expensiveness of conventional fiber (mineral, cellulose) used to prevent draining. In this study, the use of textile waste, which is considered as waste in textile factories, instead of cellulose fiber was investigated. Within the scope of the study, Marshall test, Schellenberg bitumen draining test and Sand Patch test were performed on the samples prepared with the addition of textile waste and cellulose fiber at different rates. When the test results are evaluated together, it has been determined that textile waste contributed to Marshall stability compared to cellulose fiber and showed higher performance with less draining. It was determined by the Sand Patch test that the used aggregate gradation provided the depth condition of the surface texture. The results of the study show that textile wastes can be used instead of traditional fiber in terms of both waste disposal and reduction of coating cost.

Keywords

• Stone mastic asphalt
• Cellulose fiber
• Textile waste
• Sand patch test

Taş Mastik Asfalt Karışımlarında Tekstil Atığı Kullanımının Araştırılması

Öz

Taş mastik asfaltın agregalar arası boşluk oranının fazla olması nedeniyle yüksek oranda bağlayıcı gerektirmesi, bitümün agregalardan süzülmesine neden olmaktadır. Süzülmeleri engellemek için kullanılan geleneksel elyafların (mineral, selüloz) pahalı olmasından dolayı kaplama maliyetleri artmaktadır. Bu çalışmada selüloz elyafların yerine tekstil fabrikalarında atık olarak nitelendirilen tekstil atığının kullanımı araştırılmıştır. Çalışma kapsamında farklı oranlarda tekstil atığı ve selüloz elyaf ilavesiyle hazırlanmış numuneler üzerinde Marshall deneyi, Schellenberg bitüm süzülme deneyi ve Kum Yama deneyi yapılmıştır. Test sonuçları bir arada değerlendirildiğinde, tekstil atığı selüloz elyafa kıyasla Marshall stabilitesine katkı sağlamış ve daha az süzülerek yüksek performans gösterdiği tespit edilmiştir. Kullanılan agrega gradasyonun yüzey dokusunun derinlik koşulunu sağladığı Kum Yama deneyi ile belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçları, hem atıkların bertaraf edilmesi hem de kaplama maliyetinin azaltılması açısından geleneksel elyafların yerine tekstil atıklarının kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• taş mastik asfalt
• selüloz elyaf
• tekstil atığı
• kum yama testi

Kaynakça

1. Arshad A.K., Mansor S., Shafie E., Hashim W. Performance of stone mastic asphalt mix using selected fibres. Jurnal Teknologi 2016; 78: 99-103.
2. Aslan Ş. Endüstriyel ve doğal atıkların bitümlü sıcak karışımlarda kullanılabilirliğinin araştırılması. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi, 2015.
3. Çalışıcı M. , Döndü E. Magnezyum Temelli Metalik Katkının Asfalt Bağlayıcının Fiziksel Özelliklerine Etkileri. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 2(1): 79-82.
4. Çınar E. , Dündar B. , Şahin E. Cam Tozu Katkılı Lifli Harçların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2020; 3(1): 17-23.
5. Kabadayı E. Üleksitin taş mastik asfalt karışımlarda filler olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi, 2019.
6. Karayolları genel müdürlüğü. Karayolu teknik şartnamesi. KGM Yayınları 2013; Ankara.
7. Kiran Kumar N.L.N., Ravitheja A. Characteristics of stone matrix asphalt by using natural fibers as additives. Materials Today: Proceedings 2019; 19(2): 397-402.
8. Köfteci S. Investigation on the usability of pumice as fibre in stone mastic asphalt. Građevinar 2018; 70 (8): 695-701.

9. Oner J., Ozdas F. Investigation of textile waste usage in stone mastic asphalt (SMA) mixtures. Građevinar 2021; 73(5): 469-481.
10. Rajesh Y., Nadiu P.S., Kumar P.S. Experimental study – the use of bamboo fiber using SMA methodology in coarse aggregates. International Journal for Modern Trends in Science and Technology 2017; 3(10): 72-88.
11. Razahi M.M,. Chopra A. A review of using sisal fiber and coir fiber as additives in stone matrix asphalt. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) 2020; 7(2): 1692-1697.
12. Salas M.Á., Pérez-Acebo H. Introduction of recycled polyurethane foam in mastic asphalt. Građevinar 2018; 70(5): 403-412.
13. Şanlıer İ. Kuzey Marmara otoyolu projesi kapsamında taş mastik asfalt (TMA) uygulamaları, performanslarının karşılaştırılması ve maliyet analizi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi, 2018.
14. Türk Standardı. TS EN 12697-18, Bitümlü karışımlar - Deney metotları - Sıcak karışımlı asfalt için - Bölüm 18: Bağlayıcının süzülmesi. Türk Standartlar Enstitüsü 2018; Ankara.
15. Türk Standardı. TS EN 12697-34, Bitümlü karışımlar - Test yöntemleri - Bölüm 34: Marshall testi. Türk Standartlar Enstitüsü 2012; Ankara.
16. Türk Standardı. TS EN 13108-5, Bitümlü karışımlar - Malzeme özellikleri - Bölüm 5: Taş mastik asfalt. Türk Standartlar Enstitüsü 2016; Ankara.
17. Udayabhanu V., Jagannadharao P., Pavan Kumar N.V.L.N. Study on the marshall properties with sunhemp and kenaf as stabilizer additives in stone mastic asphalt. International Journal for Innovative Engineering and Management Research 2020; 9(5): 29-34.
18. Xavier R.M., Martin B., Babu L.A., Jose L.E., Roy L. A review on fiber modified stone matrix asphalt. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET) 2018; 5(3): 3018-3020.