Karışık Agregalar Kullanılarak Yapılan Silindirle Sıkıştırılmış Beton ve Sıcak Karışım Asfalt Kaplamalarının Don-Çözülme Dayanımının Karşılaştırmalı Çalışması

Abstract

Soğuk iklimlerde yol kaplamalarının performansı, don-çözülme (D-Ç) döngüleri tarafından önemli ölçüde etkilenmekte olup, bu durum bozulmayı hızlandırarak hizmet ömrünü azaltmaktadır. Bu tez çalışması, bazalt, kireçtaşı ve %50 kireçtaşı-%50 bazalt karışımından oluşan Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) ve Sıcak Karışım Asfalt (SKA) karışımlarının karşılaştırmalı analizini sunmaktadır. Laboratuvar çalışmaları; agrega karakterizasyonu, karışım hazırlığı, mekanik ve hacimsel özelliklerin değerlendirilmesi ile 50 D-Ç döngüsü öncesi ve sonrası kütle kaybı deneylerini kapsamaktadır. Deneysel bulgulara göre, SSB içerisinde bazalt en yüksek basınç dayanımını, en düşük gözenekliliği ve üstün D-Ç performansını sergilemiş, bu da sert iklim koşullarında uzun dönemli kullanıma uygunluğunu göstermektedir. Kireçtaşı esaslı SSB karışımları ise daha yüksek porozite, daha fazla kütle kaybı ve daha düşük dayanıklılık göstermiştir. SKA sistemlerinde, kireçtaşı daha iyi başlangıç stabilitesi ve çekme dayanımı sağlarken, bu üstünlük, daha fazla hava boşluğu ve zayıf aderans nedeniyle bazalt bazlı SKA'ya göre avantajlı olmuştur. Ancak, bazalt esaslı SKA kaplamaları, daha yüksek geçirgenlik ve D-Ç döngüleri sırasında daha hızlı bozulma eğilimi göstermiştir. Karışım (blended) sistemler, kireçtaşının zayıf yönlerini iyileştirirken, maliyetini artıran bazalt kullanımını azaltarak orta düzey performans sunmuştur. Tipler arası karşılaştırmalar, SSB'nin düşük geçirgenliği sayesinde genel olarak daha yüksek D-Ç direnci sağladığını, SKA'nın ise kısa vadede daha yüksek esneklik ve çekme dayanımı verdiğini ortaya koymuştur. Uygulamada, soğuk bölgeler için bazalt esaslı SSB, ılıman iklimler veya kısa vadeli uygulamalar için kireçtaşı esaslı SKA ve ekonomik dengeyi sağlayan karışım tasarımları önerilmektedir.

The performance of pavements in cold climates is significantly affected by freeze-thaw (F-T) cycles, which expedite deterioration and diminish service life. This thesis offers a comparative analysis of Roller-Compacted Concrete (RCC) and Hot Mix Asphalt (HMA) mixtures formulated with basalt, limestone, and a 50:50 limestone-basalt blend. Laboratory investigations comprised aggregate characterization, mix preparation, and evaluations of mechanical and volumetric properties, as well as mass loss assessments conducted before and after 50 F-T cycles. The experiment demonstrated that basalt in RCC achieved the highest compressive strength, the lowest porosity, and superior resistance to freeze-thaw (F-T) degradation, confirming its suitability for long-term use in harsh climates. Limestone RCC showed higher porosity, greater mass loss, and lower residual strength, indicating poor durability. In HMA systems, limestone provided better initial stability and tensile strength than basalt, due to its stronger binder adhesion and lower air void content. However, basalt in HMA pavement experienced higher permeability and faster deterioration during F-T cycles. Blended mixtures showed intermediate behavior, improving limestone's weaknesses while reducing reliance on costly basalt. Cross-type comparisons confirmed that RCC generally offers greater freeze-thaw resistance due to its lower permeability, while HMA provides higher short-term flexibility and tensile performance. Practically, basalt RCC is recommended for cold regions, limestone HMA for short-term or mild climates, and blended mixtures as an economical compromise.