Low Temperature Behavior of HMA and SMA Mixtures/Tas mastik asfalt ve bitümlü sıcak karısımların düsük sıcaklık altındaki davranısı

Abstract

Low temperature cracks in asphalt concrete pavements are commonly seen in the East, interior, and west interior Anatolian regions of turkey where air temperature falls below -20 °C, or so low that the developed thermal stress exceeds the thermal strength of asphalt concrete and causes cracks. Low temperature cracking reduces the roadway's driving comfort by the increased surface roughness due to fracture, leading to the seepage of melting snow and rainfall water into the subgradethrough the surface cracks and causing loss of bearing capacity). Combined with the disruption caused by traffic loading, low temperature cracking weakens the structural integrity of the pavement and eventually increases roadway maintenance and rehabilitation costs. Low temperature cracking is one of the main reasons for pavement deterioration, ranked as the second factor in roadway maintenance and repair costs in the Northern regions (Figure 1). Stone Matrix Asphalt (SMA) has been widely used in turkey highways, it provides stone-on-stone contact and high asphalt content that can increase a pavement’s durability and resistance to rutting and reduce noise. However, drainage of binder and higher primary costs could be mentioned of its disadvantages. Since there is no consensus about the performance of SMA at low temperature, conducting a comprehensive study with different tests on the performance of Stone Matrix Asphalt at low temperatures would be beneficial. This project aims at characterizing the low temperature behavior of the Stone Matrix Asphalt (SMA) and HMA in terms of gradation type,aggregate and asphalt type. Upon completing this proposed project, low temperature performance of SMA would be investigated, and a significant contribution will be provided to achieve long lasting pavements without frequent maintenance and rehabilitation. It is believed that the research outcomes will contribute to the national and international knowledge considering the fact that there is only a limited study available in the literature on low temperature performance of SMA.

Asfalt beton kaplamalarda düşük sıcaklık çatlakları, hava sıcaklığının -20 °C'nin altına düştüğü veya oluşan termal gerilmenin asfalt betonunun termal dayanımını aşacak kadar düşük olduğu Türkiye'nin Doğu, İç ve Batı İç Anadolu bölgelerinde yaygın olarak görülür ve bu çatlaklara neden olur. çatlaklar. Düşük sıcaklıktaki çatlama, kırılma nedeniyle yüzey pürüzlülüğünün artmasıyla yolun sürüş konforunu azaltır, bu da eriyen kar ve yağmur suyunun yüzey çatlaklarından alt zemine sızmasına ve taşıma kapasitesinin kaybına neden olur). Trafik yükünün yol açtığı aksamayla birleştiğinde, düşük sıcaklıktaki çatlaklar kaplamanın yapısal bütünlüğünü zayıflatır ve sonuç olarak yol bakım ve rehabilitasyon maliyetlerini artırır. Düşük sıcaklıktaki çatlaklar, kaplamanın bozulmasının ana nedenlerinden biridir ve Kuzey bölgelerinde yol bakım ve onarım maliyetlerinde ikinci sırada yer almaktadır (Şekil 1). Taş Matriks Asfalt (SMA) Türkiye karayollarında yaygın olarak kullanılmaktadır; taş üstünde taş teması ve yüksek asfalt içeriği sağlayarak kaplamanın dayanıklılığını ve tekerlek izi oluşumuna karşı direncini artırıp gürültüyü azaltabilmektedir. Ancak bağlayıcının drenajı ve birincil maliyetlerin yüksek olması dezavantaj olarak sayılabilir. SMA'nın düşük sıcaklıklardaki performansı konusunda fikir birliğine varılamadığı için Taş Matriks Asfaltın düşük sıcaklıklardaki performansına ilişkin farklı testlerle kapsamlı bir çalışma yapılması faydalı olacaktır. Bu proje, Taş Matrisli Asfalt (SMA) ve HMA'nın düşük sıcaklık davranışını derecelendirme türü, agrega ve asfalt türü açısından karakterize etmeyi amaçlamaktadır. Önerilen bu projenin tamamlanmasıyla SMA'nın düşük sıcaklık performansı araştırılacak ve sık bakım ve rehabilitasyon gerektirmeden uzun ömürlü üstyapıların elde edilmesine önemli bir katkı sağlanacaktır. Literatürde SMA'nın düşük sıcaklık performansına ilişkin sınırlı sayıda çalışma bulunması nedeniyle araştırma sonuçlarının ulusal ve uluslararası bilgi birikimine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.