Investigation of usability of basalt aggregate obtained from different region as base and sub-base material

Abstract

In this study, the usability of gray-black volcanic basalt aggregate, which has been widely used in many areas in our country in recent years where its reserves are common, as base and sub-base material in road construction has been experimentally investigated. In the study, basalt and sedimentary limestone aggregate samples were obtained from the quarries in Isparta, Ankara-Polatlı, Afyonkarahisar-Emirdağ regions. Aggregate samples obtained from three different regions have been classified in different particle sizes according to the TS 3530 EN 933-1 (2012) standard. Aggregates of different particle sizes have been dried in the drying oven for 24 hours and mixed homogeneously according to the gradation curve. Sieve analysis, frost resistance with Na2SO4, impact fragmentation, specific gravity and water absorption tests on aggregates, compact and loose unit weight tests, Micro-Deval tests were performed on aggregate mixtures in laboratory environment. In addition, Proctor test was conducted to identify the relationship between the compressed moisture and density of the aggregate samples formed. The physical and mechanical properties of the samples have been detected with the experiments and their usability as base and subbase material have been compared. The results show that the properties of the basalt material change depending on the region, the freeze-thaw loss of Ankara-Polatlı basalt aggregate is 1%, and the aggregate samples do not exceed the limit values of frost resistance and abrasion value. In addition, it has been found that basalt aggregate is more suitable to be used in flexible pavement construction, while limestone material is more suitable to be used as road base or sub-base material. It has been found that basalt aggregate would make a great contribution in increasing the lifetime of roads.

Keywords

• Basalt
• Aggregate
• Subbase
• Base

Farklı bölgelerden temin edilen bazalt agregasının temel ve alttemel malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

Öz

Bu çalışmada, ülkemizde son yıllarda birçok alanda yaygın olarak kullanılan ve rezervine sık rastlanan gri-siyah renkli volkanik kökenli bazalt agregasının yol inşaatında temel ve alttemel malzemesi olarak kullanılabilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Yapılan çalışmada; Isparta, Ankara-Polatlı, Afyonkarahisar-Emirdağ bölgelerindeki taş ocaklarından bazalt ve sedimanter kökenli kalker agrega numuneleri temin edilmiştir. Üç farklı bölgeden temin edilen agrega numuneleri TS 3530 EN 933-1 (2012) standardına göre farklı tane boyutlarında sınıflandırılmıştır. Farklı tane boyutlarındaki agregalar, etüvde 24 saat kurutulmuş ve gradasyon eğrisine göre homojen olarak karıştırılmıştır. Laboratuvar ortamındaki agrega karışımları üzerinde; elek analizi, Na2SO4 ile dona karşı dayanıklılık, darbe ile parçalanma, agregalarda özgül ağırlık ve su emme deneyleri, sıkışık ve gevşek birim ağırlık deneyleri, Mikro-Deval deneyleri yapılmıştır Ayrıca oluşturulan agrega numunelerinin sıkıştırılmış haldeki nem ve yoğunluk arasındaki ilişkinin belirlenmesi için Proktor deneyi yapılmıştır. Yapılan deneyler ile numunelerin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiş olup temel ve alttemel malzemesi olarak kullanılabilirliği karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, bazalt malzemesinin özelliklerinin bölgesel olarak değiştiğini, Ankara-Polatlı bazalt agregasının donma-çözülme kaybının %1 olduğunu, agrega numunelerinin dona karşı dayanımı ve aşınma değeri bakımından standartlardaki sınır değerlerini aşmadığını göstermiştir. Ayrıca bazalt agregasının esnek üstyapı inşaatında kullanım açısından daha uygun olduğu, kalker malzemesinin ise yol taban zemini ya da alttemel malzemesi olarak kullanımının daha uygun olduğu belirlenmiştir. Bazalt agregasının yolun ömrünün uzamasında oldukça büyük katkı sağlayacağı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Bazalt
• Agrega
• Alttemel
• Temel

Kaynakça

1. [1] Yılmaz A, Saltan M, Akıllı A. “Göller yöresinde işletilen kireçtaşı agregalarının yol inşaatı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 3, 199-207, 2012.
2. [2] Umar F, Ağar E. Yol Üstyapısı. 4. baskı. İstanbul Tek. Üniv. İnşaat Fak. Matbaası İstanbul, Türkiye, 1991.
3. [3] Akbulut H, Çetin S, Gürer C. "Afyonkarahisar bölgesinden elde edilen bir volkanik agreganın aşınma özelliklerinin belirlenmesi". Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2, 37-42, 2006.
4. [4] Murat Toz İnşaat ve Mühendislik Hizmetleri Tasarım Uygulama Ltd. Şti. “Niçin Beton Yol” https://www.murattoztasarim.com.tr/nicin-beton.html (14.02.2019).
5. [5] Öztürk Ö, Çelikol M, Erkan M. “Türkiye Agrega Sektör Raporu”. Agrega Üreticileri Birliği, İstanbul, Türkiye, 84, 2007.
6. [6] Esenli V. “Kırmataş Hammaddeleri ve Standartları”. 1. Ulusal Kırmataş Sempozyumu, İstanbul, Türkiye, 7-8 Ekim 1996.
7. [7] Orhan Y, Yalçın G. “Agrega ve bitüm cinsi değişiminin bitümlü sıcak karışımların performansına etkisi”. 4. Ulusal Asfalt Sempozyumu, Ankara, Türkiye, 25-26 Kasım 2004.
8. [8] Türk Standartları. “Agregaların Geometrik Özellikleri için Deneyler-Bölüm 1: Tane Büyüklüğü Dağılımı TayiniEleme Yöntemi”. Ankara, Türkiye, 933-1, 2012.

9. [9] Akıllı A. Bazalt Agregasının Mekanik Özelliklerinin Yol Üstyapısında Kullanımı Açısından İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye, 2012.
10. [10] Türk Standartları. “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini”. Ankara, Türkiye, 1097-6, 2013.
11. [11] Türk Standartları. “Agregaların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri için Deneyler Bölüm 3-Gevşek Yığın Yoğunluğunun ve Boşluk Hacminin Tayini”. Ankara, Türkiye, 1097-3, 1999.
12. [12] Allen Cooley L, Michael S, Huner J, Robert J. “Micro Deval Testing of Aggregates in The Southeast. NCAT Report”. USA, 02-09, 2002.
13. [13] Türk Standartları. “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler Bölüm 1: Aşınmaya Karşı Direncin Tayini (Mikro-Deval)”. Ankara, Türkiye, 1097-1, 2011.
14. [14] Türk Standartları. “Agregaların Termal ve Bozunma Özellikleri için Deneyler Bölüm 2: Magnezyum Sülfat Deneyi”. Ankara, Türkiye, 1367-2, 2010.
15. [15] Türk Standartları. “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini için Yöntemler”. Ankara, Türkiye, 1097-2, 2010.
16. [16] Türk Standartları. “İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri-Bölüm 1: Fiziksel Özelliklerin Tayini”. Ankara, Türkiye, 1900-1, 2006.
17. [17] Karayolları Genel Müdürlüğü. “Karayolu Teknik Şartnamesi”. Karayolları Genel Müdürlüğü Yayınları, Ankara, Türkiye, 267, 2006. [18] British Specification. “Testing Aggregates: Part 112: Methods for Determination