Bitümlü Sıcak Karışımların Fiziksel ve Mekanik Özellikleri

Bitümlü sıcak karışımların fiziksel ve mekanik özellikleri 8 başlık altında değerlendirilebilir;

1. Stabilite
2. Rijitlik
3. Dayanıklılık (Durabilite)
4. Yorulma mukavemeti
5. Esneklik
6. Geçirimsizlik
7. Kayma Direnci
8. İşlenebilirlik

1. Stabilite

Stabilite, trafik yükü altında meydana gelecek deformasyonlara karşı sıcak asfalt karışımlardan yapılan yolların gösterdiği direnç olmakta olup mukavemet ile ilişkilidir. Çok yüksek stabilite değerli sıcak asfalt karışımları gevrek davranış sergilemesi dolayısıyla istenilen ölçüde esnek davranış görmediğinden pek tercih edilmemektedir. Bu durumun tersi düşünüldüğü durumda ise yani çok düşük stabilite değerli asfalt karışımları da düşük mukavemet değerleri sergilemesinden dolayı tercih edilmemektedir. Marshall tasarım yöntemi (ASTM D 1559) ile geleneksel asfalt betonu tasarımı yapılarak stabilite değerleri tespit edilebilmektedir.

2. Rijitlik

Sıcak asfalt karışımların yükleme süresi ve ısı etkisiyle oluşan gerilme ve deformasyon arasındaki bağlantı olarak adlandırılmaktadır. Sıcak asfalt karışımlar yapısal olarak viskoelastik ve termoplastik malzemeler oldukları için “Rijitlik Modeli” ile mekanik özellikleri belirtilir. Rijitlik yükleme hızı artıkça ya da süresi azaldıkça artar, maruz bırakılan ısı miktarı artıkça azalır, karışımın yoğunluğu azaldıkça ve asfaltın penetrasyon miktarı artıkça azalmaktadır. Sıcak asfalt karışımların rijitlik değerleri İndirekt (Yarılma) Çekme Testi (AASHTO T 283) ile belirlenmektedir.

3. Dayanıklılık (Durabilite)

Bitümlü sıcak karışımların, trafik yükleri ve tabiat koşulları altında aşındırmaya karşı oluşturdukları dirençtir. Bu direnç asfalt miktarı artıkça, daha gevrek asfalt ve kalın bir tabaka oluşturdukça, tabakanın soyulmaya karşı yüksek bir direnç gösterdikçe ve iyi bir sıkışma ve yoğun bir dane dağılımı elde ettikçe artış sergilemektedir. Optimum bitüm miktarı elde edilmeyen karışımlarda çalışıldığı takdirde dayanıklılık azalış göstermektedir.

4. Yorulma Mukavemeti

Kaplamanın yorulma çatlaklarının çekme mukavemetini geçmeden, çekme mukavemetinin başladığı andaki yüklerin maksimum uygulanma miktarı olarak tanılandırılmaktadır. Rijitliği değeri yüksek olan kaplamalarda yorulma mukavemet değeri de bu oranla ilişkili olup yüksek değer sergilemektedir. Kaplama gradasyonu ve asfalt oranına artış gösterdikçe de yorulma mukavemeti artmakta buna bağlı olaraktan eğilme gerilmesi azalmaktadır. İdeal bitüm oranı elde edilmeyen karışımlara yorulma mukavemeti gerçek değerini yansıtmamakta ve azalış göstermektedir.

5. Esneklik

Asfalt kaplamaların zamana bağlı olarak yüklere maruz kalmasıyla zeminde oturmalar meydana gelmektedir. Bu oturmalara karşı çatlamalarda oluşturdukları eğilme yeteneği olarak esneklik tanımlanabilmektedir. Özellikle soğuk iklim bölgelerinde esneklik kaplama tasarımında önemli parametreler arasında yer alıp göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

6. Geçirimsizlik

Asfalt kaplamalar içerinde kabul edilebilecek ölçüde su ve havanın bulunma durumu olarak belirtilmektedir. Kaplamanın geçirimsizlik oranı artıkça kaplama içerisindeki boşlukla su ile dolar özellikle donma-çözülme durumlarından sonra daneler arasında bozulmalar meydana gelir kaplamaya olumsuz etkilenmektedir. Aşınma tabakası için geçirimsizliği istenilen seviyede kabul edebilmek için boşluk oranı %3-5 arasında olması istenilmekledir.

7. Kayma Direnci

Katma direnci, araçların sürüş esnasında fren yaptıklarında güvenli bir şekilde durabilmesi ve aynı zamanda emniyetli bir şekilde alabilmesi için araçla kaplama arasındaki sürtünme kuvveti olarak tanımlanmaktadır. Yüzey pürüzlülüğün artırılması örneğin kırma taş gibi agrega malzemesi kullanılması kaplamanın kayma direncini artırmaktadır. Kaplama pürüzlüğünün artması kayma direncini artırırken sürücü sürüş konforu da buna bağlı olarak azalış göstermektedir.

8. İşlenebilirlik

İşlenebilirlik, asfalt sıcak karışımın uygulama esnasında sergilemiş olduğu sıkıştırma kolaylığı olarak tanımlanmaktadır. Esasen, agrega malzemelerin yer değiştirmeye karşı göstermiş oldukları dirençtir. İşlenebilirliği az olan karışımlar homojen yapıda olmayıp yeteri kadar sıkıştırma sergilemedikleri için stabilite değerleri düşük seviyelerde seyretmektedir.

İşlenebilirlik, agrega gradasyonuna, agrega yüzey yapısına, oluşturulan karışımın ısısına, asfalt penetrasyon ölçüsüne, karışım içerisindeki filler miktarına bağlı olarak değişmektedir.

Kaynaklar;
Tunç, A. 2004. Esnek kaplama malzemeleri el kitabı, Asil Yayın Dağıtım Limited Şirketi, 352, Ankara.
Muhammed Ertuğrul ÇELOĞLU-FARKLI BİYOKÜTLELERİN PİROLİZİNDEN ELDE EDİLEN BİYOÇARLARIN BİTÜM VE BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
SEDEF DEMİRBAY-BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARDA AGREGA BOYUTU VE TABAKA KALINLIĞI İLİŞKİSİNİN ARAŞTIRILMASI