Yoğun granülometrili emülsifiye asfalt betonunda çimentonun karışım performansı üzerindeki etkisi

ÖZET Asfalt emülsiyonu karışımlar, ekonomik, ekolojik ve lojistik yönden çok önemli avantajlar sağlamalarına karşın, önemli performans sakıncaları nedeniyle, henüz, sıcak asfalt betonunun yerini almış değildir. Asfalt emülsiyonu karışımlar, suyun kolay drene olabilmesi için boşluklu yapılmakta, karışım bünyesindeki su, kesilme/kür olma hızını yavaşlatmakta ve bu yüzden karışım performansı düşük olmaktadır. Bunlara ilaveten, kür olma tamamlanmadan dışardan ilave su girmesi halinde karışımın erozyona uğraması söz konusu olabilmektedir. Bu problemler, asfalt emülsiyonu karışımların yaygın kullanımını engellemekte, ancak, problemlere tatmin edici çözümler araştırılmaktadır. "Emülsifiye Asfalt Betonu"nu konu alan bu çalışma; yoğun granülometrili sıcak asfalt betonunda kullanılan agrega tasarımı esas alınarak, karışımdaki mineral filler yerine, değişen oranlarda portland çimentosu kullanılmak suretiyle, suyun neden olduğu problemlere çözüm bulmayı ve asfalt emülsiyonu karışım performansını "Sıcak Asfalt Betonu" düzeyine çıkarmayı amaçlamaktadır. Yapılan ön araştırma neticesinde, çimento ilavesinin çok önemli düzeyde stabilite artışı sağladığı görülmüş, bundan hareketle, konu kapsamlı bir şekilde ele alınarak yoğun agrega granülometrisine sahip karışımda, değişen oranlardaki çimento ilavesinin performans ilişkilerini nasıl etkilediği, öngörülen tasarımlarda elde edilen karışımların sıcaklık hassasiyetlerinin ne şekilde oluştuğu, çimento katkısıyla birlikte değişen oranlardaki kalıntı bitüm içeriklerine bağlı olarak karışım performansındaki değişimin nasıl şekillendiği sorularına bu çalışma kapsamında yanıt bulunmaya çalışılmıştır. Modifıye Marshall Yöntemine göre hazırlanan numuneler üzerinde, performans deneyleri olarak, Marshall Deneyi, Dolaylı Çekme Deneyi, Su Hasarı Deneyi, Statik Sünme ve Tekrarlı Sünme Deneyleri yapılmıştır. Tüm çalışma kapsamında, 349 adet Marshall briketi üretilmiş ve bu briketler üzerinde toplam 1770 adet deney gerçekleştirilmiştir. VIÇalışmada, asfalt emülsiyonu karışımın yoğun granülometriye sahip agrega bileşeninde %6 oranındaki filler malzemesini, %1 den %6 ya kadar değişen oranlarda, portland çimentosu ile değiştirmek suretiyle karışım numuneleri hazırlanmıştır. Ayrıca, asfalt içeriğinin çimento katkısıyla birlikte karışım davranışı üzerindeki etkisini belirlemek ve karışım tasarımında, çimento oranı ile asfalt içeriği arasında optimal bir yaklaşım ortaya koymak amacıyla üç farklı asfalt içeriği için deneysel çalışma kapsamı geniş tutulmuştur. Modifiye Marshall Yöntemine göre hazırlanan numuneler bir yıllık bir süre boyunca değişik kür sürelerinde Dolaylı Çekme Deneyi' ne tabi tutularak Esneklik Modülü"ndeki değişim, denk koşullarda hazırlanan sıcak karışımla karşılaştırmalı olarak araştırılmıştır. Asfalt emülsiyonu karışımın sıcaklık hassasiyetini belirlemek için de değişik asfalt içeriği ve çimento katkı miktarlardaki karışım numunelerinin 5°C, 25°C ve 40°C sıcaklıktaki davranışları Dolaylı Çekme Deneyi ile ortaya konulmuştur. Yine aynı koşullarda değişik çimento miktarlarında hazırlanan soğuk karışım numuneleri üzerinde Statik Sünme ve Tekrarlı Sünme Deneyleri yapılarak tekerlek izi oluşum potansiyelleri sıcak karışımla karşılaştırmalı olarak araştırılmış ve bunlara ilaveten hazırlanan numunelerin çimento miktarına bağlı olarak su hasarına karşı gösterdikleri direnç test edilerek çimento miktarının, soğuk karışım performansını nasıl etkilediği hususları incelenmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlardan faydalanılarak, esneklik modülü ve statik sünme deformasyonuna ilişkin matematik modeller kurulmuştur. Sıcaklık değişkeni esas alınarak geliştirilen model sayesinde, deney yapılamayan sıcaklıklar için esneklik modülü değerleri hesaplanarak irdelenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, kıvanç verici düzeyde olup, sürekli granülometriye sahip çimento katkılı "Emülsifiye Asfalt Betonu"nda yüksek düzeyde performans sağlanmış; asfalt emülsiyonu karışımların en önemli problemlerine tatmin edici bir çözüm elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Asfalt Emülsiyonu, Çimento, Soğuk Asfalt Karışım, Emülsifiye Asfalt Betonu, Mekanik Özellikler vn