The effect of asphalt film thickness on the aging of hot mix asphalt

Abstract

The increase in the level of living conditions and social and economic development during the last three decades increased the demand for safe and comfortable pavements with a higher driving quality. It is obvious that this demand can only be satisfied with pavement design procedures aiming pavements resistant to deformations with longer service life. Nevertheless the commonly encountered distresses such as rutting, fatigue and low temperature cracking occurring in pavements due to increase in axle loads, heavy traffic decrease the expected performance and service life of the roads which is related to the aging property of the asphalt binder. Aging phenomenon, which is the primary factor for contributing to the above mentioned failures, is defined as the hardening of asphalt binder due to volatilization and oxidation. This study is aimed at determining the relationship between the asphalt film thickness and the short-term (aging of asphalt binder during mixing with aggregate, transportation to job-site, compaction) and long-term (during service life of the road) aging characteristics of hot mix asphalt. Resilient modulus test is conducted on the compacted specimens using Superpave Gyratory Compactor in order to obtain optimum film thickness for satisfactory mix durability. From the figures plotted between asphalt film thickness and resilient modulus of the aged samples, accepted quadratic functions and an optimum asphalt film thickness of 9-10$mu$ is obtained.

Özet

Trafik hacmindeki ve dingil yüklerindeki artışlar ve üretim hataları, yollardan beklenen performansı ve hizmet ömrünü düşürmekte, tekerlek izi oluşumu, yorulma ve düşük sıcaklık çatlakları gibi bozulmalara sebep olmaktadır. Kaplamanın öngörülen ömür ve konfor düzeyinin sağlanması, büyük ölçüde karışımlarda kullanılan bitümlü bağlayıcının özelliklerine bağlıdır. Bu özelliklerin en önemlilerinden biri yaşlanmadır. Yaşlanma, özellikle oksidasyon nedeni ile asfaltın sertleşmesi olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışmada, bitümlü karışımlarda yaşlanma üzerinde asfalt film kalınlığının etkisini incelemek üzere kısa (135ºC, 4 saat) ve uzun dönem (85ºC, 120 saat) yaşlandırılmış numuneler üzerine esneklik modülü deneyi uygulanmıştır. Esneklik modülü model eğrileri film kalınlığına bağlı olarak incelendiğinde yaşlanmaya ilişkin optimum asfalt film kalınlığının 9-10$mu$ aralığında değiştiği görülmüştür.