Evaluation of the effect of crumb rubber asphalt modification variables on the asphalt binder performance
Kauçuk modifiye asfalt modifikasyon değişkenlerinin asfalt performansı üzerindeki etkisinin belirlenmesi
- Tez No: 788466
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HANDE IŞIK ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Asfalt, Floresan, Karıştırma, Kauçuk, Mikroskopi, Modifiye, Süre, Asphalt, Fluorescence, Mixing, Rubber, Microscopy, Modified, Duration
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Öğütülmüş kauçuk hem asfalt kaplama performansını arttırdığı hem de ömrünü tamamlamış lastiklerin geri dönüşümüne katkı sağladığı için yol kaplamalarında uzun süredir kullanılmaktadır. Fakat ıslak prosesle hazırlanan kauçuk modifiye asfalt bağlayıcıların performansları öğütülmüş kauçuk oranı, asfalt ve kauçuğun karakteristikleri, karışım parametreleri (sıcaklık, süre ve hız) ve karışım prosedürleri gibi değişkenlerden etkilenmektedir. Bununla birlikte kauçuk modifiye asfalt hazırlama prosedürü hala standartlaştırılamamıştır. Bu deneysel çalışma, iki temel kauçuk modifikasyon değişkeninin (karışım hızı ve karışım süresi) modifiye asfalt performansı üzerinde etkilerini detaylı bir şekilde inceleyerek literatüre ve standartlaştırma sürecine katkı sağlamayı amaçlamaktadır. Diğer değişkenlerin etkileri büyük ölçüde bilindiğinden dolayı bu değerler daha önce yapılan çalışmalar baz alınarak optimum seviyelerde sabit tutulmuştur. Bu doğrultuda güncel endüstriyel ve bilimsel araştırma deneyimlerini simule etmek için karışım süresi ve karışım hızı seviyeleri geniş aralıkta alınarak kauçuk modifiye asfalt numuneleri hazırlanmıştır. Laboratuvar ortamında düşük ve yüksek parçalayıcı karıştırıcılar kullanılarak toplamda 24 farklı kombinasyona sahip kauçuk modifiye asfalt numuneler hazırlanmıştır. Bu asfalt numuneler konveksiyonel asfalt testleri (Brookfield viskozite testi, penetrasyon testi, yumuşama noktası testi ve elastik dirençlilik testi) ve performans testleri (dinamik kesme reometresi [DSR]) kullanılarak analiz edilmiştir. Ek olarak asfaltın karekterizasyonunda görüntü tabanlı teknolojilerin kullanım potansiyeli değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda floresan mikroskop kullanılarak numunelerin (orijinal ve yaşlandırılmış) görüntüleri alınıp analiz edilmiştir. Test sonuçları öğütülmüş kauçuk ile modifiyenin edilmesi asfaltın tekerlek izi, yorulma çatlağı ve yaşlanma dayanımı gibi orta ve yüksek sıcaklık performansını arttırdığını göstermiştir. Bununla birlikte karıştırma hızının etkisi genel olarak düşük ve yüksek parçalayıcı karıştırma seviyeleri arasında ve sadece viskozite ile yüksek sıcaklık gerçek performans sınıfı testlerinin sonuçlarında gözlemlenmiştir. Düşük parçalayıcı karıştırma seviyeleri arasında herhangi önemli bir etki görülmemiştir. Karıştırma süresi için ise özellikle elastik dirençlilik testi 30 dakikanın yeterli olmadığını göstermiştir. Diğer karışım sürelerinin asfaltın orta ve yüksek sıcaklık performansı üzerindeki etkisinin önemli derecede olmadığı görülmüştür. Böylelikle kauçuk modifiye asfalt hazırlama prosedüründe kullanılmak üzere özellikle yüksek parçalayıcı karıştırıcılar gerekmediği sürece düşük parçalayıcı karışım hızlarının düşük seviyelerinin kullanılması ayrıca karışım süresi için uzun karışım süreleri kullanılmaması tavsiye edilmektedir. Bu sayede kauçuk modifiye asfalt üretiminde kullanılan enerji tüketimi azaltılabilir.
Özet (Çeviri)
Crumb rubber (CR) has long been used in pavement production as it enhances the pavement performance and contributes to recycling scrap tires. However, the performance of CR modified asphalt (CRMA) prepared through the wet process is affected by the modification variables, i.e., CR ratio, CR and asphalt properties, mixing parameters (temperature, duration and rate), and mixing procedure. On the other hand, CRMA preparation procedure is still not standardized yet. This experimental study aims to contribute to the literature and standardization process by thoroughly investigating the effect of two CR modification essential variables, mixing duration and mixing rate, on the intermediate and high temperature performance of modified asphalt. Since the effects of the other variables are mainly known, these variables were kept constant with optimum values based on the previous studies. In order to simulate the current industry and research experiences, CRMA samples were prepared by using a broad range of mixing rate and mixing duration levels. Overall, 24 different CRMA samples were prepared in the laboratory environment either using a low shear mixer or high shear mixer. These asphalt samples were analyzed based on the conventional asphalt tests (Brookfield viscosity test, penetration test, softening point test and resilience test) and performance tests (dynamic shear rheometer [DSR] test). In addition to that, the potential of the use of image-based technologies to characterize modified asphalt behavior is analyzed. For that reason, the sample images (unaged and aged) are captured by fluorescence microscopy and analyzed. Accordingly, it is concluded that modifying asphalt with CR improves the intermediate and high temperature performance such as rutting, fatigue-cracking and aging-resistance. In addition, the effect of mixing rate was observed mainly in the high shearing and lower shearing levels and only in the viscosity and high temperature true grade results. Any significant difference was not observed within the low shear mixing levels. Furthermore, 30 minutes of the mixing duration was not sufficient particularly according to resilience test results. For the rest of mixing durations, the effect of mixing duration on the intermediate and high temperature performance of CRMA was very limited. Therefore, it is suggested to utilize lower levels of low shear mixing if high shear mixing is not particularly demanded and not extensive mixing durations for the CRMA preparation process. Consequently, energy consumption during the CRMA production can be reduced.
Benzer Tezler
- Öğütülmüş araç lastiğinin bitümlü sıcak karışımların mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Evaluation of the effects of crumb rubber on mechanical properties of hot mixtures
HAKAN ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAHA VURAL KÖK
- Farklı bağlayıcı kullanımıyla üretilen bitümlü sıcak karışımların mekanik davranışlarının karşılaştırılması
A comparison of the mechanical properties of asphalt hot mixes produced using different binders
SEFA UTKU TİRYAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKUT YALÇIN
- Asfalt kaplamalarda kırıntı kauçuk katkısının marshall deneyi parametrelerine etkisi
Effect of crumb rubber additive on marshall test parameters i̇n asphalt pavements
NESLİHAN ENİFE CECANPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATAKAN AKSOY
- Tarihi mekanlarda kullanılan sıva yüzey kaplamalarının ses yutma katsayısının incelenmesi ve geliştirilmesi
Investigation and development of sound absorption coefficient of plaster surface coatings used in historical place
TARIK SERHAT BOZKURT
- Effects of site improvement technique on seismic performance of geotechnical structures
Zemin iyileştirme yönteminin geoteknik yapılarının sismik performansı üzerinde etkisi
BİLGE SULTAN DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Deprem MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE EDİNÇLİLER BAYKAL