Grafit katkısının bitüm ve taş mastik asfalt kaplamaya etkisinin araştırılması

Bitümlü sıcak karışımlar (BSK) içindeki bitüm, yol kaplama uygulamaları için elverişli mekanik ve reolojik özelliklere sahip viskoelastik bir malzemedir. Bununla birlikte, artan trafik hacimleri ve araç yükleri nedeniyle, bitümlü sıcak karışımların, bilhassa tekerlek izi gibi kalıcı deformasyonlara ve termal çatlamalara karşı direncinin geliştirilmeye ihtiyacı vardır. Kaplamanın termal iletkenliğini artırarak ısıyı daha kolay transfer edebilmesi için karışıma ya da bitüme siyah karbon, grafit, karbon lifleri gibi katkı maddeleri ilave edilmektedir. Bu çalışmada bitümlü karışımların termal özellikleri iyileştirmek için kullanılan grafitin; bitümün geleneksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkilerine ek olarak taş mastik asfalt karışımın mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bağlayıcı ağırlığınca dört farklı oranda grafit ile modifiye edilen bağlayıcılara yumuşama noktası, penetrasyon, dönel viskozimetre, dinamik kayma reometresi ve kiriş eğilme reometresi deneyleri uygulanmıştır. Daha sonra farklı oranlarda grafit içeren bağlayıcılardan elde edilen taş mastik asfalt karışım numuneleri etüvde farklı zaman aralıklarında yaşlandırılmıştır. Karışımlara Marshall stabilite ve akma, indirek çekme rijitlik modülü ve indirek çekme yorulma testleri uygulanmıştır. Sonuçta grafit ilavesinin bitümün penetrasyon değerini düşürüp yumuşama noktası değerlerini artırdığı, viskozite değerlerini artırarak karışımların karıştırma sıkıştırma sıcaklıklarının 8ºC'ye kadar artmasına neden olduğu, buna karşın tekerlek izi parametresinin de yükselmesine neden olduğu tespit edilmiştir. Düşük sıcaklıkta grafit içeriğinin artışıyla deformasyon ve rijitlik değerleri önemli ölçüde değişirken rijitliği üzerinde tutma özelliğinde önemli bir değişiklik olmamıştır. Saf ve farklı grafit içeriğindeki orijinal ve yaşlandırılmış bitümlü sıcak karışım numunelerinin zamana bağlı şekil değiştirme davranışında belirgin bir farkın olmadığı, buna karşın yaşlandırma süresinin artması ile rijitlik değerlerinin ve yük tekrar sayısının arttığı belirlenmiştir.