No abstract

No abstract

Styrene-butadiene-styrene (SBS) polymer is one of the most preferred additives to improve performance in hot mix asphalt pavements. The storage instability, in other words, the separation of a polymer-rich phase from the bitumen-rich phase in the course of storage and transportation is one of the prevalent problems in SBS modified bitumen. The present study attempted to obtain modified bitumen at the same performance level with the SBS modified bitumen, but stable with respect to the storage stability. For this purpose, both SBS and American Gilsonite (AG) were used in modified bitumen production. It was determined that modified bitumen at the same performance level was obtained with the use of 5 % SBS or 18 % AG in bitumen modification. It was also determined that the performance levels of the modified bitumen obtained with the use of 2 % SBS + 13 % AG, 3 % SBS + 10 % AG and 4 % SBS + 6 % AG were similar. Additionally, 2 %, 3 % and 4 % SBS modified bitumen were used for the assessment of storage stability properties of the SBS modified binders. These 8 different modified bitumen samples were tested for storage stability based on the EN 13399 standard. Penetration, softening point, rotational viscometer, bending beam rheometer, and dynamic shear rheometer tests were conducted on the samples. Based on all conducted tests, it was determined that more stable binders were obtained with the use of AG and SBS in terms of storage stability compared to solely SBS modified bitumen.

Bu çalışmada iki farklı boyutta (No.40 elek üstü ve altı) öğütülmüş araç lastiği (CR) ve öğütülmüş araç lastiğinin pirolizinden elde edilen karbon siyahı bitüm modifikasyonunda 3 farklı oranda (%5, %10 ve %15) kullanılmıştır. Saf ve modifiye bağlayıcılar üzerinde penetrasyon, yumuşama noktası, viskozite ve dinamik kayma reometresi (DSR) deneyleri uygulanmıştır. Ayrıca bağlayıcıların sıcaklığa karşı hassasiyetinin göstergesi olan penetrasyon indeksi (PI) değerleri belirlenmiştir. Penetrasyon, yumuşama noktası ve viskozite deneyleri sonucunda bitüm modifikasyonunda kullanılan CR miktarı arttıkça penetrasyon değerlerinin düzenli olarak azaldığı, yumuşama noktası ve viskozite değerlerinin düzenli olarak arttığı belirlenmiştir. Bu durum CR kullanımının bitümün rijitliğini arttırdığını göstermektedir. CR boyutu değerlendirildiğinde malzeme boyutunun bu üç deney üzerinde önemli bir etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. PI değerlerinden saf bitümlü bağlayıcıya kıyasla No.40 elek altı %5 CR kullanılan modifiye bitüm dışındaki tüm modifiye bitümlerin sıcaklığa karşı hassasiyetinin daha az olduğu belirlenmiştir. DSR deneyleri sonucunda CR içeriği arttıkça bağlayıcıların tekerlek izine karşı dayanım parametrelerinin ve elastikiyetlerinin arttığı belirlenmiştir. Öğütülmüş CR'nin pirolize tabi tutulmasından elde edilen karbon siyahının bitüm modifikasyonunda kullanılması CR'nin etkinliğini azaltmış özellikle No.40 altı boyuttaki CR'nin karbon siyahı saf bitümün özelliklerini iyileştirme özelliği göstermemiştir.

Anahtar KelimelerBitümlü sıcak karışım, Modifikasyon, Gilsonit, Stiren-butadien-stiren, Kalıcı deformasyon Özet: Çalışmada, stiren-butadien-stiren (SBS) ve Amerikan Gilsoniti'nin (AG) bitüm modifikasyonunda birlikte kullanımının bitümlü sıcak karışımların kalıcı deformasyona karşı dayanımına etkisi araştırılmıştır. Öncelikle sadece SBS ve Amerikan Gilsoniti kullanılarak aynı performans seviyesine (PG 76-16) sahip modifiye bitümler elde edilmiştir. Ardından SBS modifiyeli bitümlerde SBS içeriği azaltılarak yerine farklı oranlarda Amerikan Gilsoniti ilave edilmiştir. Böylece aynı performans seviyesine sahip 3 farklı SBS+Amerikan Gilsoniti içeren modifiye bitüm elde edilmiştir. Saf, 2 tane tek bir katkı içeren (%5 SBS ve %18 AG) ve 3 tane iki farklı katkı içeren (%4 SBS + %6 AG, %3 SBS + %10 AG ve %2 SBS + %13 AG) aynı performans seviyesine sahip bağlayıcılarla karışım numuneleri hazırlanmıştır. Tasarım bitüm içeriklerinde hazırlanan bitümlü sıcak karışım numuneleri üzerinde dinamik sünme deneyi uygulanmıştır. Böylece SBS ve Amerikan Gilsoniti'nin birlikte kullanımının kalıcı deformasyona karşı etkisi belirlenmeye çalışılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda bütün katkıların, karışımların kalıcı deformasyona karşı dayanımlarını olumlu yönde etkilediği belirlenmiştir. Akma sayısı ve sünme modülü değerleri üzerinde en etkin katkıların %18 AG ve %3 SBS + %10 AG olduğu, karışımların elastikiyetini en fazla arttıran katkının %5 SBS olduğu belirlenmiştir. Effects of Using Styrene-Butadiene-Styrene in Conjunction with Gilsonite on the Resistance to Permanent Deformation of Hot Mix Asphalts KeywordsHot mix asphalt, Modification, Gilsonite, Styrene-butadiene-styrene, Permanent deformation Abstract: In this study, the effect of the combined use of styrene-butadiene-styrene (SBS) and the American Gilsonite (AG) modifications on the resistance to permanent deformation of hot mix asphalts was investigated. Firstly, the modified bitumen with a same performance level (PG 76-16) was obtained using SBS and American Gilsonite only. Then, the SBS content in SBS-modified bitumens was reduced, and American Gilsonite at different portions was added instead. Thus, at least 3 different modified bitumens with SBS + American Gilsonite with same performance level was obtained. Sample mixtures were prepared with 2 binders containing a single additive (5% SBS and 18% AG) and at least 3 binders containing two different additives (4% SBS + 6% AG, 3% SBS + 10% AG and 2% SBS + 13% AG), which have the same performance level. Dynamic creep test was applied to hot mix asphalt samples prepared in the design bitumen content. Thus, the effect of the use of American Gilsonite in conjunction with SBS on permanent deformation was tried to determine. As a result of the experiments in aforementioned study, positive effect on the mix of all additives resistance to permanent deformation with the use of additive was determined. The most effective additives as 18% AG and 3% SBS + 10% AG on flow number and the creep modulus, the use of 5% SBS as the additive which i...