İyileştirici maddeler içeren kapsüller kullanılarak kendini onarabilen bitümlü sıcak karışımların geliştirilmesi

Asfalt karışımların servis ömrü kapsüllenmiş iyileştiricilerin asfalt karışımlarına eklenmesiyle uzatılabilir ki bu durum asfalt karışımlarının doğal kendini iyileştirme yeteneklerini geliştirmektedir. Çatlak hasarı meydana geldiğinde, kapsüller kırılır ve içlerindeki gençleştiriciler çatlak içine akar. Bu çalışmada yeni bir tip kapsül üretilmiştir. Bu kapsüller iyileştirici olarak ayçiçeği yağı içermektedir. Kapsüllerin, boyut, morfoloji, mekanik mukavemet ve termal stabiliteleri araştırılmıştır. İlaveten, kapsüllerin bitümün kimyasal bileşenleri üzerindeki etkisi kırılan kapsüllere maruz kalma zamanları ile birlikte FTIR testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Kapsüllerin, özelliklerini ve asfalt karışımların kimyasal bileşenleri üzerindeki etkilerini belirlemek için, kapsüller asfalt karışımlarına eklenmiştir ve bu durum asfalt karışımlarının mekanik performanslarını ve kendini iyileştirme yeteneklerini gözlemleme olanağı sağlamıştır. Kapsüllerin fiziksel, termal ve mekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Kapsüller karıştırma ve sıkıştırma şartlarına dayanabilmektedir ve karışımlar içinde kırılarak kapsüllenmiş yağları küçük hacimlerle serbest bırakmaktadır. Ayrıca, kapsül içermeyen karışımlar ile karşılaştırıldığında, kapsüllerin asfalt karışımlarına eklenmesinin sertlik modülünü arttırmadığı ve karıştırma sırası ve yaşlanma süresinin karışımların esneme mukavemetleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olmadığı gözlemlenmiştir. Ek olarak, karışımlardan elde edilen iyileşme seviyeleri, kapsüllerin eklenme sıralarına göre değişmiştir ve kapsül içeren karışımların, kapsül içermeyen karışımlara göre daha yüksek iyileştirme seviyelerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Yaşlanmaya tabi tutulmamış karışımların iyileşme seviyeleri, yaşlanmaya tabi tutulmuş karışımlarla karşılaştırıldığında, daha yüksek bulunmuştur. Kapsül içeren Taş Mastik Asfalt (TMA) karışımlarının mekanik ve kendini iyileştirme performansları incelenmiştir. Bu amaç için, kalsiyum-alginat ve gençleştirici olarak ayçiçeği yağı içeren kapsüller üretilmiş ve TMA karışımlara ilave edilmiştir. TMA karışımlarının hem kapsüllü hem de kapsülsüz numunelerinin fiziksel ve mekanik özellikleri, sertlik modülü, indirekt çekme mukavemeti, yorulma testi, su hassasiyeti ve kayma testleri kullanılarak ölçülmüştür. İlaveten, kapsüllü ve kapsülsüz TMA kirişlerinin özellikleri, farklı iyileştirme zamanlarında, 5 ila 216 saat arasında, kendini iyileştirme özellikleri açısından incelenmiştir. Başlıca sonuçlar kapsüllerin, özelliklerini önemli bir derecede kaybetmeden, karıştırma ve sıkıştırma süreçlerine dayanabildiğini göstermiştir. Ayrıca, kapsüllü ve kapsülsüz TMA karışımlarının mekanik özellikleri benzer sonuçlar göstermiştir. Kapsüller, TMA karışımların içerisinde de iyi bir boşluksal dağılım göstermiştir. Yağ içeren kapsüllerin, kapsülsüz karışımlarla karşılaştırıldığında, TMA karışımlarının çatlak iyileştirme özelliklerini arttırdığı tespit edilmiştir. Kendini iyileştirme amaçlı kapsüller yol yapımında, yolun kalitesini etkilemeden, güvenle kullanılabilir. İçinde gençleştirici olarak kapsüllenmiş ayçiçeği yağı içeren yeni tip kapsüllerin ilave edildiği asfalt karışımlarının kendini iyileştirme yetenekleri incelenmiştir. Bu amaç için saf bitüm numuneleri içindeki gençleştirici maddenin yayılma kapasitesi ve çatlak içeren kapsüllü asfalt karışımlarının iyileşme seviyeleri değerlendirilmiştir. Başlıca sonuçlar bitüm içindeki gençleştirici konsantrasyonunun zamanla ve sıcaklıkla, konsantrasyonun sıcaklıktan bağımsız bir şekilde maksimum değerine ulaşıncaya kadar arttığını göstermiştir. Ayrıca, kapsüllü asfalt karışımı kirişlerinin yorulma iyileşmesi sonuçları i) uygulanan yük arttığında belirli bir yüzdede kırılmış kapsüllere ulaşmak için gerekli olan döngü sayısın azaldığını, ii) iyileştirme endeksinin dinlenme sürecinde, elde edilen ömür uzamasının maksimum olduğunda, uygulanacak olan optimum döngü sayısını ortaya koyduğunu ve iii) yük arttığında, iyileştirme için gereken optimum döngü sayısının azaldığını göstermiştir. Bilgisayarlı tomografi taraması sonuçlarının, gençleştirici maddelerin kalsiyum-alginat mikro gözenekleri içinde kapsüllenebilen, bir mikro kapsüle karşılık geldiğini göstermiştir. Bu çalışmada çevre sıcaklıklarında iyileşebilen ve gençleştirilebilen kendi kendini iyileştiren bir asfalt kaplama geliştirmek ve karakterize etmektir. Kendi kendini iyileştirme konusunda bu tez çalışması birçok bu konudaki soru işaretini gidermiştir. Fakat hala asfalt karışımlardaki kapsüllerin homojen dağılımı veya kapsüllerin yaşam ömrü gibi çözülmemiş soru işaretleri bulunmaktadır. Gelecekteki çalışmalar bu eksikliklerin giderilmesi üzerine yürütülebilir.