Siyah karbonun bitümlü sıcak karışımların özelliklerine etkisinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, siyah karbonun (SK) bir katkı maddesi olarak bitüm ve bitümlü sıcak karışımların (BSK) performansı üzerinde sağladığı iyileştirmeler, Superpave bağlayıcı şartnamesi ve karışım dizaynı çerçevesinde incelenerek kullanılabilirliği araştırılmıştır.Bu amaçla, Elazığ için son 20 yılın hava sıcaklıkları alınarak, SHRP yöntemine göre bağlayıcı performans sınıfı PG 64?22 olarak belirlenmiştir. PG 64?22 (B 70/100) ana bağlayıcısı esas alınarak, bu bağlayıcı derecesinde bir modifiye bağlayıcı elde edebilmek amacıyla PG 58?28 (B 160/220) bağlayıcısına %5, %10 ve %15 SK ilave edilerek modifiye bağlayıcılar elde edilmiştir. Saf ve modifiye bağlayıcıların özellikleri; dinamik kayma reometresi (DSR), kiriş eğme reometresi (BBR), dönel viskozimetre (RV) ve termogravimetrik analiz (TGA) deneyleri ile incelenmiştir. Daha sonra Elazığ için bir dizayn agrega gradasyonu oluşturularak saf ve SK modifiyeli bağlayıcılarla karışım numuneleri hazırlanmış ve SK'un bitümlü sıcak karışımların performansı üzerindeki etkileri; dolaylı çekme mukavemeti (ITS) ve nem hassasiyeti, dolaylı çekme esneklik modülü (ITSM) ve sünme sertliği deneyleri ile incelenmiştir. Bağlayıcıların DSR, BBR, RV ve TGA deneyleri sonucunda; saf B 160/220 (PG 58?28) bağlayıcısına göre, SK ilavesiyle bağlayıcının yüksek sıcaklık performans sınıfının yükseldiği, viskozite değerlerinde ve bozulma sıcaklıklarında önemli artışlar olduğu görülmüştür. Ayrıca, genel olarak uygulama bölgesi performans derecesine eşit modifiye bağlayıcının, %10 SK ilavesiyle elde edildiği ve bu oranın bağlayıcı rijitliğinin artmasında etkili olduğu görülmüştür. Karışım deneyleri sonucunda, dolaylı çekme mukavemeti oranındaki en büyük artış miktarı %10 SK katkılı, dolaylı çekme mukavemetleri bakımından ana bağlayıcılı karışıma eşdeğer kabul edilebilecek karışım %10 SK katkılı, esneklik modülü değeri bakımından ana bağlayıcılı karışıma eşdeğer kabul edilebilecek karışım, %15 SK katkılı modifiye karışımlardan elde edilmiştir. Sünme sertliği değeri bakımından ana bağlayıcılı karışıma eşdeğer kabul edilebilecek karışım, 40 oC sıcaklık için yaklaşık %2 SK katkılı; 60 oC sıcaklık için %10 SK katkılı modifiye karışımlarından elde edilebileceği görülmüştür.Çalışma sonucunda, bağlayıcıların SK ilavesiyle sertleştiği ve sıcaklık hassasiyetlerinin düştüğü; bu bağlayıcılarla hazırlanan karışımların yorulma direnci, kohezyon ve durabilitesinin iyileşerek deformasyonlara ve su tesirlerine karşı mukavemetinin arttığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Siyah karbon, Asfalt, Bitümlü sıcak karışım, Superpave yöntemi, Performans sınıfı, Modifiye bitüm, Modifiye karışım.