Atık araç yağları ve atık bitkisel yağ katkılı bitüm içeren asfalt betonlarının performans özelliklerinin değerlendirilmesi

Abstract

Ulaşım, bir ülkenin ekonomik ve sosyal anlamda gelişebilmesine katkı sağlayabilmektedir. Ulaşım ağının genişlemesi ekonomik, kültürel ve sosyal açıdan anlam kazanmaktadır. Bunlarla beraber, ulaşım alanındaki yeni gelişmeleri de takip etmek gerekmektedir. Yeni gelişmelerle birlikte kullanılan malzemeler ve uygulanan metodlar değişim göstermiştir. Günümüzde, genellikle asfalt betonu ve normal beton tercih edilmektedir. Günümüz dünyasında nüfusun ve endüstrinin genişlemesi bazı problemleri de beraberinde getirmiştir. Atık birikimi ve depolama alanlarının kısıtlı olması bu sorunların başında gelmektedir. Atık malzemelerin tekrar kullanılabilirliği sürdürülebilirlik açısından fayda sağlayabilmektedir. Gün geçtikçe sürdürülebilirlik ve geri dönüşüm konuları önem kazanmaktadır. Atık malzemeler biriktikçe çevre, doğa ve canlılar için zararlı olmaktadır. Atıkların geri kullanılabilir olması çevre ve sürdürülebilir yaşam bağlamında önemli bir yer almaktadır. Oluşan atık malzemelerin tekrar yaşam içinde değerlendirilmesi çevre kirliliği, sürdürülebilirlik ve ekonomi açısından incelenmelidir. Yapılan inşaat çalışmalarını daha sürdürülebilir bir noktaya getirebilmek amacıyla araştırmalar artmaktadır. Çevresel atıkların değerlendirilmesi ve asfalt betonun performansının yükseltilmesi için yapılan bilimsel çalışmalar değer kazanmıştır. Karayollarının sürdürülebilir hale getirilebilmesini sağlamak için dizayn, yapım, işletme ve bakım-onarım aşamaları boyunca tasarlanmalıdır. Karayolları, yol altyapısı ve yol üstyapısı olarak iki bölüme ayrılmaktadır. Karayolu altyapısının geliştirilmesi ve iyileştirilmesi sosyal ve ekonomik hayat bağlamında da önemli rol oynamaktadır. Yol üstyapısı; alttemel, temel ve kaplama bölümlerinin bir araya geldiği kısım olarak anlatılabilmektedir. Yol üstyapısı için iki temel kaplama çeşidi bulunmaktadır. Bunlardan biri esnek üstyapı, diğeri ise rijit üstyapı olarak adlandırılmaktadır. Bir üstyapı seçimi yapılırken çevre, zemin, trafik ve ekonomi bağlamında incelenerek en optimum üstyapı seçimine karar verilmektedir. Esnek üst yapılar, ülkemizde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Esnek üstyapılar sınıflandırıldığında başlıca kaplama şekilleri; sathi kaplama ve bitümlü karışım kaplama olmaktadır. Sathi kaplamaların tek kat sathi kaplama ve çift kat sathi kaplama olmak üzere iki çeşit imalatı yapılabilmektedir. Bitümlü karışım kaplamalar ise; bitümlü sıcak karışım, bitümlü ılık karışım ve bitümlü soğuk karışım olarak üç farklı biçimde kategorize edilmektedir. Bitümlü sıcak karışımlarda bitüm ve agrega belirli yüzdelerde uygun sıcaklıklarda karıştırılarak homojen bir malzeme haline gelmektedir. Bu karışım asfalt betonu olarak adlandırılmaktadır. Asfalt betonu, bitüm ve agreganın bir araya getirilmesiyle meydana gelirken, bitüm bağlayıcı özellik olarak yapışkanlık etkisi göstermektedir. Yapılan deneysel çalışma içerisinde atık kamyon, otomobil ve bitkisel yağların bitüm üzerindeki performans özelliklerini incelemeye yönelik bir araştırma gerçekleştirilmek istenmiştir. Üç farklı atık yağ çeşidi olan, kamyon yağ atığı, otomobil yağ atığı ve bitkisel yağ atığının sürdürülebilirliği test edilmiştir. Her bir yağ atığı %1, %3 ve %5 oranlarında bitüm malzemesine modifiye edilmiştir. Bitümle karıştırılan atık yağlar, 140-160 °C sıcaklık arasında 200 devir/dk hızda 60 dakika süresince mekanik karıştırıcı yardımıyla karışımı sağlanmıştır. Kamyon, otomobil ve bitkisel yağ atıkları ile modifiye edilen bitüm numuneleri üzerinde penetrasyon deneyi, yumuşama noktası deneyi, düktilite deneyi ve ince film ısıtma kaybı deneyi yapılarak karşılaştırılmıştır. Ortaya çıkan deney sonuçları, grafikler üzerinde karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir. Bu deneyler kontrol bitüm numunesiyle karşılaştırmalı olarak yapılan performans değerlendirilmesinin bir araştırmasıdır. Penetrasyon, yumuşama noktası, düktilite ve ince film ısıtma kaybı deneyleri grafik üzerinde incelendikten sonra optimum olarak belirlenen değer %3 oranında karıştırılmış kamyon yağ atığı modifiyeli bitüm olmuştur. Sonraki deneysel çalışmalar, %3 katkılı kamyon yağ atığı (KYA) modifiyeli bitüm ve 50/70 penetrasyonlu kontrol bitümü arasında gerçekleştirilmiştir. %3 KYA ve kontrol numuneleri viskozite, dönel ince film ısıtma kaybı, dinamik kayma(kesme) reometresi, Marshall tasarımı, tekrarlı yük ve statik sünme deneyleri içerisinde karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Deney değerlendirme ve sonuçları ilerleyen bölümlerde verilmiştir.