Farklı kaynaktan temin edilen agregaların sathi kaplama tasarım performansına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Sathi kaplamalar, yeni yapılan yol üstyapılarında ve bakım-onarım amaçlı olarak yaygın olarak uygulanmaktadır. Ülkemizdeki yol ağının büyük kısmı sathi kaplama tabakasından oluşmaktadır. Sathi kaplamalar, temel tabakası üzerine püskürtülen bitüm yapıştırma veya astar tabakası üzerine agrega tabakasının tek kat veya çift kat serilip, sıkıştırılması ile uygulanabilen ekonomik bir kaplama tipidir. Bu kaplama tabakası, taşıtlar için kayma direnci yüksek ve düzgün bir yuvarlanma yüzeyi sağlamakta ve üstyapıyı trafik ve iklimin aşındırıcı etkilerinden korumaktadır. Bu çalışmada, sathi kaplama tipinin performansının incelenmesi ve geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu kaplama tipi için özellikle agrega-bağlayıcı adezyonu önemlidir. Çalışmada, seçilen kaynaklardan temin edilen farklı tipteki agregaların (kalker, bazalt, gabro ve çelik cürufu) sathi kaplama tasarım performansları incelenmiştir. Bitüm-agrega aderansı ve soyulmaya karşı direncinin iyileştirilmesi için sönmüş kireç, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu kullanılarak bulamaç yöntemi ile agrega yüzeyleri işleme tabi tutulmuş ve sathi kaplama tasarım performansına etkileri araştırılmıştır. Bu çalışma ile, sathi kaplama performansının iyileştirilmesi yanında, doğal kaynak kullanımının azaltılmasına yönelik çevreci ve daha ekonomik bir tasarım hedeflenmiştir. Bu amaçla, doğal agregalar yanında, dayanıklı bir yapıya ve pürüzlü bir yüzeye sahip olan demir-çelik cürufu agrega olarak kullanılmıştır. Laboratuvar çalışmasında kullanılan agregalara ait özellikler belirlenmiş ve sathi kaplama tasarım deneyleri gerçekleştirilmiştir. Agrega tipinin ve bazı fiziksel özelliklerinin sathi kaplama performansı üzerindeki etkisinin belirleneceği çalışmada, performansın iyileştirilmesinde bulamaç yöntemi ile agrega yüzeyine yapıştırılmış sönmüş kireç, uçucu kül ve yüksek fırın cürufunun sergilediği performanslar yaygın olarak kullanılan soyulma önleyici katkı (DOP) ile karşılaştırılmıştır. Doğal agregaların sathi kaplama şartname limitlerini genel itibariyle sağladığı, çelikhane cüruf agregasının sadece su emme değeri şartname limit değerin üzerinde olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar, agregaların genel olarak sathi kaplamalarda kullanılabilmesi için soyulma önleyici katkıların kullanımının gerekliliğini göstermektedir. Vialit deney sonuçları karşılaştırıldığında kireç taşı ile bazalt agregalarının gabroya ve demir cürufuna göre çok daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Sönmüş kireç modifikasyonu agregaların soyulma direncini iyileştirmekte, gabro ve cüruf agregasında DOP’a göre daha etkili olduğu görülmektedir. Sönmüş kireç modifikasyonun sathi kaplama performansı üzerinde diğer katkılara göre daha etkili olduğu belirlenmiştir.

Chip seals are widely applied in newly constructed road pavements and for pavement maintenance and repair. It is applied in most of the road network as a surface layer in Turkey. Chip seals are an economical type of pavement coating. This coating application consists of compacting the aggregate layer, which can be laid as a single or double layer on the bitumen bonding or prime coat. It provides a smooth rolling surface with high skid resistance for vehicles and protects the pavement from the destructive effects of traffic and climate. In this study, it is aimed to examine and improve the performance of chip seal. Aggregate bitumen adhesion are important for this surface coating type. In the study, the chip seal design performances of different types of aggregates obtained from selected sources (limestone, basalt, gabbro and steel slag) were investigated. In order to improve bitumen aggregate adherence and stripping resistance, aggregate surfaces were treated with slurry method using hydrated lime, fly ash and blast furnace slag and their effects on chip seal design performance were investigated. With this study, besides improving the performance of chip seal, an environmentally friendly and more economical design is aimed to reduce the use of natural resources. For this purpose, iron-steel slag, which has a durable structure and a roughly surface, was used as aggregate. The properties of the aggregates used in the laboratory work were determined and chip seal design tests were conducted. In the study, in which the effect of aggregate type and some physical properties on the chip seal performance were determined, the performances of hydrated lime, fly ash and blast furnace slag adhered to the aggregate surface by slurry method were compared with the commonly used anti stripping additives (DOP). It has been determined that natural aggregates generally meet the surface coating specification limits, and only the water absorption value of the steel slag aggregate is above the specification limit value. The results show that the use of anti-stripping additives is necessary for the aggregates to be generally used in chip seal. Vialit test results of limestone and basalt aggregates are much better than gabbro and steel slag. Hydrated lime modification improves the stripping resistance of aggregates and is more effective than DOP in gabbro and steel slag aggregates. It was determined that the hydrated lime modification was more effective on the chip seal performance than the other additives.