Geri dönüştürülmüş selüloz asetat içeren polimer modifiye bitümlü taş mastik asfalt karışımların mühendislik özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada, taş mastik asfalt (TMA) kaplamalarda sıklıkla karşılaşılan bitüm süzülme problemini engellemek amacıyla, geleneksel olarak kullanılan selüloz lif (SL) yerine sigara izmaritinden geri dönüştürülmüş selüloz asetat (SG) malzemesinin alternatif bir stabilizatör olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Ayrıca, SL'nin farklı oranlarda (%0.1, %0.2, %0.3, %0.4 ve %0.5) kullanımının karışım performansına etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda hem saf bitüm (B) hem de Elvaloy RET + polifosforik asit (PPA) modifiyeli bitüm (%1.6, %1.7, %1.8 Elvaloy RET + %0.2 PPA) kullanılarak lif katkılı ve katkısız TMA numuneleri üretilmiştir. Saf bitümle hazırlanan elyaflı karışımlar ile elyafsız modifiye bitümlü karışımlar, şahit numuneler olarak değerlendirilmiştir. Modifikasyonun etkilerini belirleyebilmek amacıyla hem penetrasyon, yumuşama noktası gibi geleneksel bitüm deneyleri hem de kısa dönem ve uzun dönem yaşlandırılmış bitümlerin yüksek ve düşük sıcaklıktaki performaslarını görebilmek amacıyla dinamik kesme reometresi (DSR) ve kiriş eğme reometresi (BBR) gibi superpave bitüm deneyleri uygulanmış, bitümlerin sertlik, akışkanlık ve elastikiyet özellikleri incelenmiştir. TMA karışım tasarımında Marshall yöntemi kullanılarak optimum bitüm oranları belirlenmiştir. Karışımlar üzerinde dolaylı çekme mukavemeti (ITS) ve nem hasarı (TSR) testleri yapılarak suya karşı dayanım özellikleri belirlenmiştir. Schellenberg bitüm süzülme testi ile lif katkısının bitüm tutma kapasitesi değerlendirilmiş, kum yama yöntemi ile karışım yüzeylerinin makro doku özellikleri ölçülmüştür. Ayrıca Cantabro aşınma deneyi uygulanarak karışımların parçalanma ve soyulma direnci belirlenmiştir. Son olarak, çalışmada kullanılan farklı katkı türleri ile oranlarının karışım maliyetine etkisini belirlemek amacıyla maliyet analizi yapılmıştır. Sonuç olarak Elvaloy RET + PPA modifikasyonu bitümün yaşlanma direncini artırırken, düşük lif oranlarında kullanılan SG lifleri, SL liflerine göre umut verici mekanik ve ekonomik bir alternatif olarak tanımlanmıştır.