Öğütülmüş araç lastiği modifiyeli ılık karışım asfaltların çevresel etkiler altında uzun dönem performansının araştırılması

Bitümlü karışımların daha uzun süre hizmet verebilmesi için katkı kullanımı kaçınılmaz bir durum haline gelmiştir. Katkı olarak çoğunlukla polimer tipi katkılar kullanılmaktadır. Bu katkıların ek maliyetler getirmesi, enerji verimliliğinin olmaması ve yüksek emisyon değerlerine sahip olması, her yıl daha da fazla artarak açığa çıkan atık araç lastiklerinin de katkı olarak kullanımını pek çok ülkede gündeme getirmiştir. Ancak bu katkılar performansı artırırken ve polimer modifikasyonuna göre ekonomi sağlarken karışımın işlenebilirliğini olumsuz yönde etkilemekte ve bağlayıcıların viskozitesini arttırmaktadır. Karışımların işlenebilirlik özelliklerini iyileştirmek ve bağlayıcı viskozitesini azaltmak amacıyla ılık karışım katkıları da son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu katkıların kullanıldığı bağlayıcı ve karışımların uzun dönemde yaşlanmaya karşı performansı konusunda çok detaylı çalışmalar bulunmamaktadır. Yaşlanma kaplama ömrünü belirleyen önemli bir parametredir. Laboratuvarda bitüm yaşlanmasını temsil etmek için dönel ince film halinde ısıtma (RTFOT) ve basınçlı yaşlandırma kabı (PAV) başta olmak üzere çeşitli test yöntemleri kullanılmaktadır. Karışımların laboratuvarda yaşlandırma yöntemi olarak kabul gören standart AASHTO R30 yöntemi ise birçok araştırmacı tarafından sorgulanmaktadır. Bu yüzden birçok araştırmacı karışımların arazi yaşlanmasını tespit etmek amacıyla farklı yaşlandırma metotları uygulamışlardır. Ancak uygulanan yaşlandırma yöntemleri, kullanılan katkılar, çevresel şartlar ve karışım tasarımı bakımından değişiklikler göstermektedir. Bu çalışmada 4 bağlayıcı 3 karışım deneyi olarak toplam 7 farklı deney yöntemi ele alınmıştır. 3 farklı modifikasyonun (%10 Öğütülmüş araç lastiği (CR), %10 CR+%3 Sasobit ve %10 CR+%0.7 Evotherm) bağlayıcı ve bitümlü karışım içindeki etkileri laboratuvarda (60 °C'de 1, 2, 3 ve 4 hafta) ve çevresel koşullar altında (arazide) (2'şer aylık periyotlarla 12 ay boyunca) farklı yaşlandırma süreleri dikkate alınarak araştırılmıştır. Bağlayıcı deneylerinde, yaşlanma periyotlarına maruz bırakılan bitümlü karışımlardan ekstrasyon ve distilasyon yöntemi ile elde edilen bağlayıcılar kullanılmıştır. Bağlayıcı deneyi olarak Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), dinamik kayma reometresi (DSR), dönel viskozimetre (RV) ve yumuşama noktası deneyleri uygulanmıştır. İndirekt çekme yorulma, indirek çekme rijitlik modülü (ITSM) ve indirek çekme mukavemeti (ITS) karışım deneyleri saf ve modifiye bağlayıcılarla hazırlanmış laboratuvarda ve arazide yaşlandırılmış Marshall numuneleri üzerine uygulanmıştır. Gerek bağlayıcı gerekse karışım deneylerinin yaşlanmayı belirlemedeki hassasiyetini, ayrıca CR modifikasyonunun ve CR modifikasyonu ile ılık asfalt katkılarının birlikte kullanımının etkinliğini değerlendirmek amacıyla her deneyden elde edilen yaşlanma indekslerinin değişimi incelenmiştir. Bitümlü karışımların yaşlanma derecelerinde meydana gelecek küçük bir değişikliğin yorulma deneyindeki makisimum yük tekrar sayılarının önemli derecede farklılaşmasına neden olduğu ve yorulma deneyinin saf ve katkılı karışımlarda, yaşlanmaya karşı en hassas deney yöntemi olduğu tespit edilmiştir. Yorulma deneyinden sonra yaşlanmanın değerlendirilmesine karşı hassasiyet bakımından sırasıyla DSR, ITSM, RV, ITS, FTIR ve yumuşama noktası deneyleri gelmektedir. Laboratuvar ve arazi yaşlandırması sonrası elde edilen bağlayıcılara yapılan deneyler sonucunda %10 CR + %3 Sasobit modifiyeli bağlayıcı bütün bağlayıcı deneylerinde en az, %10 CR modifiyeli bağlayıcı ise en fazla yaşlanan bağlayıcılar olmuştur. %10 CR + % 0.7 Evotherm bağlayıcısı yine bu yaşlandırma yöntemlerine göre saf bağlayıcıdan daha az yaşlanmıştır. Bu yaşlandırma yöntemlerine göre CR'nin tek başına kullanılması yaşlanma bakımından olumsuz etkiye sahipken ılık asfalt katkıları ile birlikte kullanılması yaşlanma direncini önemli derecede arttırmaktadır. Standart kısa dönem yaşlandırma yönteminin CR modifiyeli karışımların yaşlandırılmasında uygun bir yöntem olmadığı tespit edilmiştir. Bağlayıcı ve karışım deneyleri bakımından gerek CR modifikasyonu gerekse CR+ılık karışım asfalt katkısı modifikasyonu saf bağlayıcı ve karışımlardan önemli derecede üstün performans göstermiştir.