BİLDİRİ / KONU BAŞLIĞI: LASTİK MODİFİYELİ BİTÜMLERİN SICAKKARIŞIMLARDA KULLANIM POTANSİYELLERİBİLDİRİ YAZARLARI:Hande Işık ÖZTÜRK, Yrd. Doç. Dr., ODTÜ KKKM. Emin KUTAY, Yrd. Doç. Dr., Michigan State University

Bildiri / Konu Başlığı: Lastik Modifiyeli Bitümlerin Sıcak Karışımlarda Kullanım Potensiyelleri

• Taşıt miktarının artması, hem lastik hem de atık üretimini arttırmaktadır.

• Çevresel Sorunlar:

Tutuşma riskleri

Koku problemleri

Sinekler için üreme ortamı

Su kaynaklarının kirlenmesi

• Hurda lastikler asfalt karışımlarında katkı maddesi olarak

kullanılmaktadır.

• 1950’ lerden beri kullanılmaktadır.

• Geleneksel karışımlardan daha iyi performans gösterir.

• Yüzeydeki lastik izlerinin, yüksek sıcaklarda oluşmasını önler.

• Yorulma çatlağı oluşumu, ortalama sıcaklıklarda nispeten daha azdır.

• Lastiğin yapısındaki anti-oksidanların bitümün yaşlanmasını geciktirir.

• Asfalt yüzeyinin kayma direncini arttırır

• Gürültü yayılımının 6 desibel kadar azaltır.

LASTIK İLE MODİFİYELİ KARIŞIMLAR

Modifikasyon

Tekniği Avantajları Dezavantajları

Kuru

Yöntem

(i) Kayma direncini artırır.

(ii) Buzlanmayı azaltır.

(iii) Maliyeti diğer yöntemlere

kıyasla daha azdır.

(iv) Diğer yöntemlere göre daha

çok araba lastiği kullanılır.

(i) Lastiğin ihtiva ettiği anti-

oksidanlar tamamıyla bitümle

karışamaz.

Islak

Yöntem

(i) Polimer modifiyeli

karışımlara göre daha iyi

performans gösterir.

(i) Lastik parçalarının homojen

karışmaması kaynaklı

segregasyon problemi olabilir.

Terminal

Karışım

Yöntem

(i) Polimer modifiye karışımlara

göre daha iyi performans

gösterir.

(ii) Lastik parçaları segregasyona

sebep olmaz.

(iii) Uzak mesafelere taşınabilir.

(i) Maliyet diğer yöntemlere

kıyasla daha yüksektir.

(ii) Diğer yöntemler göre daha az

lastik kullanılır.

BİTÜMÜN LASTİKLE MODİFİYE YÖNTEMLERİ

• Lastiğinin temel birleşenleri:

% 70 kauçuk % 15 demir

% 3 lif % 12’si diğer maddeler

• Bitüm modifikasyonu :

Demir miktarı < % 0.01 Lif < % 0.5

• Fiziksel özellikleri

Öğütülme methoduna (ortam ısısında veya kriyojenik)

Gradasyona

Miktarına

Toplam yüzey alanına

Kimyasal birleşenlerine (doğal lastik miktarı v.s.)

LASTİKLERİN ÖZELLİKLERİ

Elek ÇapıLimit değerleri % Geçen

Arizona Şartnamesi Florida Şartnamesi Kaliforniya Şartnamesi*

Tip A Tip B Tip A Tip B Tip C Tip 1 Tip 2-1 Tip 2-2

No. 8 (2,38 mm) 100 100 100*

No. 10 (2 mm) 95 – 1 00 100 100 100 98-100 100

No. 16 (1,20 mm) 0 - 10 65 - 100 75-100 45-75 95-100

No. 20 (0,85 mm) 100 85-100

No.30 (0,599 mm) 20 – 100 25-100 2-20 35-85

No. 40 (0,425 mm) 100 85-100 20-60

No. 50 (0,300 mm) 0 - 45 0-45 0-6 10-30

No.80 (0,180 mm) 90-100 10-50 5-20

No.100 (0,150 mm) 70-90 5-30 0-10 0-2 0-4

No.200 (0,075 mm) 0 - 5 35-60 0 0-1

LASTİKLERİN GRADASYONU

• ASTM D5644 Lastik birleşenli malzemelerin gradasyonu için standard test metodu• Kullanılan lastik miktarı genelde şartnamelerle sınırlandırılmıştır.

• Bitümün performansı:

- Lastiğin fiziksel özellikleri

- Bitümün aromatik yüzdesi

- Bitümün sıcaklığı

• Bitümün fiziksel özellikleri:

BİTÜMÜN ÖZELLİKLERİ

ASTM D6114 Arizona (ADOT) Kaliforniya

Tip 1 Tip 2 Tip 3 Tip 1 Tip 2 Tip 3

Asfaltın Derecesi Sıcak B.

(Ty >43oC)

Ilıman B.

(Ty <43oC)

Soğuk B.

(Ty <27oC)

PG

64-16

PG

58-22

PG

52-28

Viskozite * 175 oC (Pa.s) ASTM D2196 1,5-5,0 1,5-5,0 >1,5-5,0 1,5 – 4,0 1,5 – 4,0 1,5 – 4,0 1,5-4,0

Penetrasyon: ASTM D5 (4°C) >10 >15 >25 >10 >15 >25

Penetrasyon: ASTM D5 (25°C) 25-75 25-75 50-100 25-70

Yumuşama Noktası oC ASTM D36 57 54 52 >57 >54 >51 52-74

Elastik Dirençlilik % ASTM D5329 >25 >20 >10 >30 >25 >15 >18

Parlama Noktası (°C) ASTM D92 >232 >232 >232 >207

• Kullanılan agrega özellikleri bölgeye göre çeşitlilik gösterir.

• Açık gradasyon

• Statik demir bandajlı silindir

AGREGALARIN GRADASYONU VE KARIŞIMIN ÖZELLİKLERİ

Elek Çapı Limit değerleri % Geçen

Arizona Şartnamesi Kaliforniya

Şartnamesi

Florida

Şartnamesi

19 mm (3/4") 100 100 100

12,5 mm (1/2") 100-80 100-95 100-85

9,5 mm (3/8") 80-65 85-70 75-55

4,75 mm (No. 4) 42-28 15-0 25-15

2.38 mm(No.8) 22-14 5-0

2,00 mm (No. 10) 10-5

0,425 mm (No. 40)

0,180 mm (No. 80)

0,075 mm (No. 200) 0-2.5 0-1 2-4

• Michigan eyaleti için en uygun dizaynı belirlemek.• Projenin kısımları:

i. Laboratuarda optimum dizaynların belirlenmesiii. Saha uygulamaları iii. Kalite kontrolü

• Projenin sonuçları: Terminal karışım ve ıslak yöntemle hazırlanan asfaltların

performansının, yorulma çatlağına karşı daha dayanaklı olduğu görülmüştür.

Michigan gibi soğuk iklimde yer alan bir bölge için kuru yöntemle hazırlanan karışım uygun değildir.

Kuru yöntemle hazırlanan karışımın, orta ve yüksek sıcaklıklarda tekerlek izi problemine daha dayanıklı olduğu görülmüştür.

1.5 mil uzunluğunda test yolları inşa edilmiştir. 2011’den beri düzenli olarak kontrol edilmektedir

MICHIGAN’DA YAPILAN LABORATUVAR VE SAHA ÇALIŞMALARININ SENTEZİ

• Yüzeyde oluşan çatlamalara karşı asfaltın direncini fazladır.

• Yol ve araç lastiklerinin etkileşiminden kaynaklanan gürültünün 6 desibele kadar azaltmasına sebep olur.

• Lastikle modifiye edilen bitümün viskozitesi ve yumuşama noktası yüksek olduğu için daha az tekerlek izi oluşur.

• Lastik ihtiva eden karışımlar daha koyu olduğu için yol çizgileri gece karanlıkta daha belirgin olur.

• Bakım maliyetleri daha düşüktür.

• Doğadaki atık maddeler kullanıldığı için çevreye duyarlıdır.

LASTİK MODİFİYELİ KARIŞIMLARIN ÜST YAPILARDA KULLANIMININ GETİRDİGİ AVANTAJLAR (1)

• Çalışılma sıcaklıkları yüksektir.

• Sahada sıcaklık şartlarının sağlanması zorlaşır.

• Taşıma mesafesi diğer karışımlara göre daha kısa olabilir.

• Isınan lastiğin kokusu, hava niteliğini düşürür.

• Homojen karışımın sağlanamaması durumunda segregasyonoluşur.

• Hava sıcaklığının 13°C altında olduğu ve yağmur yağdığında yol çalışması yapılamaz.

LASTİK MODİFİYELİ KARIŞIMLARIN ÜST YAPILARDA KULLANIMASINDAN KAYNAKLI MUHTEMEL PROBLEMLER