Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) İnşaat Mühendisliği bölümü öğretim görevlisi Prof. Dr. Atakan Aksoy ve Doç. Dr. Erol İskender, asfalt kaplamlarda tutarlı karışım üretme mantığı konusunda bir yazı kaleme aldı. Asfalt kaplama imalat sürecinin ele alındığı makaleyi sizlerle paylaşıyoruz…
Asfalt kaplama imalatları için; birçok farklı işte aynı bir karışım türü kullanılabilmesine karşın, bazen de özel karışım türleri tercih edilmektedir. Seçilen karışımlar için karışım tasarımı yapılması zorunluluktur. Uzun ömürlü kaplamaların, genel olarak da spesifik olarak da sorunsuz uzun ömürlü imal edilmesinde “etkin karışım tasarımı” son derece önemlidir. Karışım tasarımı ile optimum karışım tasarımı ifade edilmektedir. Kime göre optimum karışım tasarımı sorusunun sorulması durumunda bu sorunun önemi büyüktür. Optimum karışım tasarımının gerek İdarenin yaklaşımları gerekse yüklenicinin yaklaşımları noktasında da “bir optimum noktasının bulunması” gerekmektedir. İdare ve yükleniciler arasında optimum karışım tasarımı bakımından bakış açısı farklıkları gündeme gelebilmektedir.
Yükleniciler teklif verme noktasında maliyet etkin kalmalarına, rekabet koşullarını sürdürmelerine destek olacak karışım tasarımlarını beklemektedir. Katkısız bağlayıcı kullanımı ve daha az bağlayıcı kullanımı bu yönlerden temelde beklenen konudur. Ancak günümüz koşullarında, artan trafik yükleri ve gelişen rafineri teknolojileri gerçekleri bağlamında, ham petrolün endüstriyel kullanım gerçekleri noktasında, artık katkısız bitüm kullanımı neredeyse mümkün değildir. Geri dönüşüm stratejileri güçlendirilerek, kazanılan maliyet fonksiyonlarıyla, ya da tamamen yeni bir karışımda, uygun katkı seçeneklerinin ve birlikteliklerinin karışım tasarımına göre uygulanması, doğru uygulanması son derece önemli görülmektedir. Yükleniciler işi alabilmek için güçlü rekabetçi koşullar altında maliyet etkinlik aramaktadır. Bu bakımdan yüklenicilerin güçlü bir danışmanlık yapısına ihtiyaçları bulunmaktadır.
Kaplama karışımları, durabilite bakımından maksimum performansı sağlamalıdır. Yükleniciler, tesis kapasiteleri ve saha bölge gerçekleri karşısında, oluşan saha kısıtlılıkları noktasında, beklenen talepleri yerine getirebilmek için büyük bir çaba içerisindedirler. Ekonomiklik koşulu bakımından, daha fazla RAP geri dönüştürülmüş karışımı kullanmak maliyet etkin kalmaya katkı sağlar. Karışımda bir miktar daha fazla bitümlü bağlayıcı (asfalt) kullanımı performansı bir miktar artıracak gibi görünürken, geri dönüşümden gelecek bitümün özelliklerini de dikkate almak ve buna göre karışımı tasarımlamak gerekecektir. Dolayısıyla kaliteli bir karışım oluşturulduğundan emin olunmalı, maksimum durabilitede bir ürün elde etmek için laboratuvar, plent, saha koşullarını doğru biçimde yönetmek zorunluluk olacaktır.
Doğru teknolojiler, doğru katkı kullanım yaklaşımları ve seçenekleri hepsinden önemlisi tüm süreçlerde baştan sona doğru kalite kontrol süreçleri uygulamak gerekecektir. Karışımların heterojen karışımlar oluşuyla, katkılı seçeneklerde performans artışları elde edilebilmesine karşın, agreganın küçük bir bandının laboratuvarda kullanılması karşısında, genel performans problemleri halen görülebilecektir ve bu durum karşısında sahada beklenmeyen sorunların elde edilmemesi için tüm süreçlerin doğru yöneltilmesi gerekecektir.
Katkı uygulamalarında, katkı birliktelikleri noktasında, heterojen karışımları homojen karışım mantığına çevirecek, “çok fonksiyonlu antibiyotik gibi” doğru katkı seçeneklerinin ve uyumunun yakalanması hedefi hayati bir konudur. Gerek katkılı karışımlar gerekse katkısız karışımlar uygulamada özellikle termal ve fiziksel segregasyona, yoğunluk kayıplarına, yapıştırma tabakası problemlerine, derz bölgesi sorunlarına bağlı olarak ciddi sorunlar yaşayabilmektedir. Katkılı karışımlar sorun yaşamaz diye bir kural yoktur. Bu noktada doğru yönetim önemlidir. Özellikle plent koşullarındaki durumların, RAP ve yeni karışım etkileşimin, plent yaşlanmasının, serim koşullarının, karışımı homojen karışım mantığına çevirme yaklaşımlarının hepsi doğru stratejilerin ve doğru teknolojik altyapıların kullanımına bağlıdır.
Maliyet etkinlik ve saha performansının bütünsel anlamda iyi oluşu garanti edildiği zaman, saha performansının iyi yansıtabileceği laboratuvar dizayn yöntemleri açısından daha fazla serbestlik tanınmaktadır. Saha performanslarının başarılı elde edildiği karışım tipleri için “dengeli karışım” ifadesi kullanılabilir. Esasında “dengeli karışım” mantığı bir yönüyle “homojen davranışlı heterojen karışım” olarak da nitelendirilebilir. Performans tabanlı saha problemlerini elimine edecek maliyet etkin tasarım örnekleri “dengeli karışımlarla” oluşturulmak durumundadır.
Üstyapıdan geçecek olan trafik miktarı ve kullanılacak malzeme özelliklerinin deneysel veri girdileri ile tabaka kalınlıkları belirlenmektedir. Tabaka kalınlıklarının belirlenmesi konusu da “dengeli karışım” kavramı ile yakından ilgilidir. Karışımın granülometri eğrisi, sıkıştırılmış tabaka kalınlığı ve tabakayı oluşturan malzeme özellikleri arasındaki ilişki kaplamadan beklenen performans düzeyleri ile yakından ilgilidir. Doğru yoğunluğun elde edilmesi ve istenen sıkışmanın sağlanması, istenen yüzey düzgünlüğünün elde edilmesi temel hedeflerdir. Doğru yoğunluk değerlerinin alınabilmesi; agrega maksimum dane boyutu ile tabaka kalınlığı ilişkisinden büyük öcüde etkilenmektedir. Karışımdaki maksimum agrega boyutuna bağlı olarak kalınlığın yetersiz oluşu sıkışmayı engelleyecektir. Karışımın yerinde sıkışacağı bir alana gereksinim bulunmaktadır. Sıkışmaya karşı koyan bir davranış agregaların kırılmasına neden olabilecektir. Bu çatlama problemleri su hasarı problemini oluşturarak, yetersiz adezyona neden olarak, karışımı suya hassas hale getirerek, genel performans problemleri açısından sorun oluşturacaktır.
Üstyapı tabakalarının yapıştırılması ve aralarındaki bağlanma performans bakımından önemli diğer bir konudur. Tabakalar arasında iyi bağlanma performansı artıracaktır. Uygun bağın nasıl elde edileceği formülize edilmelidir. Yapıştırma tabakalarının kür olma süreci bir miktar zaman kaybına neden olsa da bu konu dikkatli değerlendirilmelidir.
Yapısal bağlanma için temiz kuru bir yüzeye uniform uygulama yapılmalıdır. Kür olan malzeme yeterli yapıştırıcıyı içermelidir. Asfalt Enstitüsü tarafından; yüzey tipine bağlı olarak kalıntı oranları önerilmektedir (lt/m2). Bu değerler; yeni asfalt uygulaması için 0.0906-0.20385; mevcut asfalt tabaka için 0.1812-0.3171; frezelenmiş yüzey için 0.1812-0.3624; portland çimento betonu için 0.1359-0.2265 olarak önerilmektedir.
Boyuna derz ekleri kaplamaların zayıf noktaları olarak nitelendirilmektedir. Derz bölgelerinde daha düşük yoğunluk elde edilmekte, %1 düzeyindeki yoğunluk azalması kaplama ömründe %10 azalma olarak öngörülmektedir. Derz noktalarında yoğunluk %2 gibi daha düşük olarak %20 daha az ömürlü olarak nitelendirilir. Yenilikçi teknolojiler ile derzlerdeki tipik yoğunluk düşmeleri önlenebilmektedir. Boşluk azaltıcı membranlar, sızdırmazlık ürünleri, derz bölgesinin yeniden ısıtılması, akıllı sıkıştırma teknolojileri bu bölgeler için uygulanabilecek çözüm önerileridir. Akıllı sıkıştırma teknolojileri ile derz bölgesine tutarlı sıkıştırma enerjisinin uygulanmasına imkan vermektedir. Boyuna derzlerin inşası konusundaki hassasiyet başlangıçta bir yatırım maliyeti artışına neden olmayacaktır. Bu bölge inşaatının planlanması için başlangıçta konu ele alınmalıdır.
Dengeli karışımlar tutarlı yoğunluk elde edilmesine neden olacaktır. Karışımın fiziksel ve termal olarak ayrılmaması, segrege olmaması, tutarlı yerleştirilmesi, silindiraj işlemlerinin tabakayı eşit sıkıştırması gerekmektedir. Akıllı sıkıştırma yöntemi ile geçiş sayıları ve silindir geçiş haritalaması uygulaması tutarlı yoğunluk ve dolayısıyla tutarlı karışım elde edilmesinin yoludur.
Esasında şu vurgu yapılmalıdır. Akıllı sıkıştırma teknolojileri ile tutarlı yoğunluk elde edilirken bir yandan da karışımlar daha üretim aşamalarında da “akıllı stratejiler ile” mevcut malzemeler, iklim gerçekleri, plent koşulları, katkı alternatifleri bağlamında “kaçınılamayan faktörlerden kaynaklı sorun oluşumlarını” engellemek adına “akıllı karışımlar” olarak inşa edilebilir.
Gerek katkılı gerekse katkısız karışımların belirtilen faktörlerden dolayı bazı lokasyonlarda benzer şekilde bozulmaları “tutarsız karışım” oluşumundan kaynaklanmaktadır. Dolayısıyla bu anlamda üretim ve serim süreçlerindeki kalite kontrol anlayışına verilecek önem son derece önemli değerlendirilmektedir. Karışım tasarımlarına yüklenecek doğru stratejiler zorunluluktur.
Kullanılacak agrega bandının küçük bir kısmına yapılacak deneylerle elde edilecek spesifik yaklaşım mantığının sahadaki geniş uygulamayı temsil yeteneğinde ortaya sorunların çıkması doğaldır ve bu nedenle karışımları “tutarlı karışım” haline getirmek gerekmektedir. Heterojen karışımları homojen mantığa getirmek yaklaşımı büyük ölçüde buradan kaynaklanmaktadır.
