POLİFOSFORİK ASİT (PPA) MODİFİYE BİTÜMÜN FİZİKSEL VE REOLOJİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Gelişen otomotiv endüstrisine, artan nüfusa ve nüfusun araç talebine bağlı olarak trafiğe çıkan araç sayıların da belirgin bir yükseliş söz konusudur. Geleneksel bitümler ile inşa edilen yol kaplamaları, ağır taşıt trafiği ve zorlayıcı çevresel koşullar altında beklenen yapısal ve/veya fonksiyonel performansı gösterememektedirler. Yol üstyapısında beklenen performansı sağlamak ve bitüm özelliklerini iyileştirmek amacıyla bitümler doğal, atık veya ticari amaçla üretilen çeşitli katkılar ile modifiye edilmektedir. Bu çalışmada, 70/100 penetrasyon gruba sahip bitüm %0,5 ile %5,0 arasında değişen altı farklı oranda Polifosforik Asit (PPA) ile modifiye edilmiştir. Saf ve PPA modifiye bitüm numunelerine yumuşama noktası, penetrasyon, dört farklı sıcaklıkta Brookfield dönel viskozimetre testi uygulanmıştır. Saf, modifiye ve kısa-dönem yaşlandırılmış bitüm numunelerinin kompleks kesme modülü ve faz açısı değerleri reolojik testlerden biri olan dinamik kesme reometresi (DSR) testi ile belirlenmiştir. Ayrıca, bitüm numunelerinin ısıl hassasiyetleri penetrasyon indeksi ile karıştırılma ve sıkıştırılma sıcaklıkları dönel viskozimetre testi sonuçları üzerinden tayin edilmiştir. Sonuç olarak PPA katkısının bitümün hem fiziksel hem de reolojik özelliklerini belirgin bir şekilde değişmiştir Modifikasyon ile beraber bitümün yumuşama noktası ve viskozitesi yükselmiş, penetrasyon ve ısıl hassasiyeti düşmüştür. DSR testi ile yapılan reolojik incelemede, bitümün tekerlek izine karşı direnci PPA modifikasyonu ile artığı görülmüştür.

Due to growing automotive industry, increasing population, the demand on vehicle ownership, there is an obvious increasing in number of vehicle introducing to traffic. Pavement constructed with conventional bitumen cannot meet the desired structural and functional performance under the hard traffic loads and environmental conditions. To provide the desired performance and to improve the bitumen characteristics, bitumen are modified with numerous natural, waste and commercially produced additives. The bitumen in class of 70/100 penetration grade was modified with Polyphosphoric Acid (PPA) in six different rates range between 0.5% and 5.0%. Softening point, penetration and Brookfield viscometer tests at four different temperatures were applied on bitumen samples. Dynamic Shear Rheometer test was conducted to find out complex modulus and phase angle of base, modified and short-term aged bitumen samples. In addition, the thermal sensitivities of bitumen were figure out by penetration index and mixing and compaction temperatures of bitumen samples were determined with the results of rotational viscometer test results. As a results PPA additive changes the physical and rheological properties, significantly. Softening point and viscosity of bitumen increases, while that of penetration and thermal sensitivity decreases. The rheological assessment done with DSR test showed that the rutting resistance of bitumen increases with PPA addition.