Lineer Genlik Taraması ve Dört Noktalı Eğme Testlerine Dayalı Ilıksı Karışım Asfalttaki Yorulma Hasarının Ölçekler Arası Karakterizasyonu

Özet

Bu çalışma, bağlayıcı hasar mekaniğini karışım yorulma performansıyla ilişkilendiren sağlam bir ölçekler arası çerçeve kurmakta ve doğrusal genlik taraması–basitleştirilmiş viskoelastik süreklilik hasarı (LAS–S-VECD) parametrelerinin, dayanıklı sıcak karışım asfalt sistemlerinin öngörülmesi ve tasarlanması için güvenilir ve mekanistik temelli bir dayanak sağladığını kanıtlamaktadır.

Özet

Yorulma çatlağı, asfalt kaplamaların uzun vadeli dayanıklılığını belirleyen kritik bir faktörken, bağlayıcı yorulma davranışı ile karışım yorulma performansı arasındaki ölçekler arası ilişki sıcak karışım asfaltlar (WMA) için yeterince anlaşılamamıştır. Bu çalışmada, kantitatif ölçekler arası korelasyonlar kurmak amacıyla WMA'nın yorulma özellikleri hem bağlayıcı hem de karışım ölçeklerinde sistematik olarak incelenmiştir. Farklı ham petrol kökenli asfalt bağlayıcıların reolojik özelliklerini ve hasar gelişimini karakterize etmek için dinamik kayma reometresi (DSR) testleri ve basitleştirilmiş viskoelastik süreklilik hasarı (S-VECD) çerçevesi kullanılarak yorumlanan doğrusal genlik tarama (LAS) testleri uygulanmıştır. Karışım ölçeğindeki yorulma performansı, gerinim kontrollü dört nokta eğilme yorulma testleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, yaşlanmanın bağlayıcı sertliğini önemli ölçüde artırdığını ve yorulma bozunmasını hızlandırdığını, uzun süreli yaşlanma sonrası yorulma faktörü G*·sin δ değerinin yaklaşık %150–250 oranında arttığını göstermektedir. Bağlayıcı ölçeğindeki sıcak karışım modifikasyonunun etkinliği, Bağlayıcı A ve B için hasar hızı katsayısında %8–13 oranında bir azalma, Bağlayıcı C için ise yaklaşık %11 oranında bir artışla yansıtıldığı üzere, bağlayıcıya güçlü şekilde bağımlıdır. sin δ gibi geleneksel reolojik göstergeler, karışım yorulma ömrünü tahmin etmede sınırlı ve malzemeye bağımlı bir kapasite sergilerken, LAS–S-VECD kaynaklı hasar parametreleri karışım ölçeğindeki yorulma performansı ile tutarlı ve güçlü korelasyonlar göstermiştir. Genel olarak bu çalışma, LAS–S-VECD tabanlı bağlayıcı hasar karakterizasyonunun, karışım yorulma direncini tahmin etmek için sağlam bir temel oluşturduğunu kanıtlamakta ve dayanıklı ve sürdürülebilir WMA kaplamaları için performansa dayalı karışım tasarımındaki uygulamalarını desteklemektedir.

Giriş

Geleneksel asfalt kaplama inşaatı, tipik olarak 160 °C ile 180 °C arasında değişen ve kauçuklu asfalt ile yüksek performanslı polimer modifiyeli bitüm gibi modifiyeli bağlayıcılar için 190 °C'yi aşan yüksek sıcaklıkta işleme dayanmaktadır. Çelik köprü tabanı kaplamaları dahil olmak üzere özel uygulamalarda, yerinde karışım serme sıcaklıkları 200 °C'yi geçebilmektedir¹. Bu aşırı termal koşullar, önemli miktarda fosil yakıt tüketimine yol açmakta ve sera gazları ile benzen çözünür bileşikler ve karsinojenik polisiklik aromatik hidrokarbonlar (örneğin, benzo[a]pyrene) bakımından zengin tehlikeli asfalt dumanlarını içeren önemli atmosferik emisyonlar oluşturmaktadır^2,3. Önceki çalışmalar; bu faydaların büyüklüğü karışım tipine, tesis konfigürasyonuna, katkı maddesi dozajına ve saha inşaat koşullarına bağlı olsa da, asfalt üretim ve sıkıştırma sıcaklıklarının düşürülmesinin yakıt tüketimini, CO₂ emisyonlarını ve asfalt dumanlarına olan mesleki maruziyeti azaltabileceğini tutarlı bir şekilde göstermiştir. Yakın tarihli çalışmalar, çeşitli modifikasyonlar ve hizmet koşulları altında asfalt performansına dair anlayışı daha da zenginleştirmiştir. Asfalt karışımlarına kalsiyum lignosülfonat eklenmesinin, oksidasyon reaksiyonlarını inhibe ederek ve asfalt bağlayıcıların kolloidal yapısını stabilize ederek termo-oksidatif yaşlanmayı etkili bir şekilde geciktirebileceği bildirilmiştir.

Kırılma davranışı açısından, sıcak karışım asfalt (HMA) ve ılık karışım asfaltın (WMA) saf Mod I ve Mod II yükleme koşulları altındaki incelemeleri, yükleme modunun düşük sıcaklık kırılma tokluğu ve enerji sönümlenmesini belirlemede kritik bir rol oynadığını göstermiştir. Nem duyarlılığı, geri dönüştürülmüş kauçuk malzemelerin neme bağlı hasara karşı direnci artırdığı ve optimal kauçuk içeriğinin kombine mekanik ve ekonomik değerlendirme yaklaşımları aracılığıyla belirlenebildiği kauçuk modifiyeli asfalt sistemlerinde kapsamlı bir şekilde çalışılmıştır. Yüksek sıcaklık performansı ile ilgili olarak, modifiye taş matris asfalt (SMA), Dinamik Sünme ve Hamburg Tekerlek İzleme Cihazı testleri kullanılarak değerlendirilmiş ve karışım modifikasyonunun tekerlek izine karşı direnci önemli ölçüde artırdığı doğrulanmıştır. Ek olarak, geri dönüştürülmüş katkı maddeleri içeren asfalt karışımları üzerine yapılan yarım daire eğme (SCB) tabanlı çalışmalar, Mod I kırılma direnci ve nem hasarı direncinin belirgin şekilde iyileştiğini göstermiş ve geri dönüştürülmüş malzemelerin yorulma ve dayanıklılık performansı üzerindeki sinerjik etkilerini vurgulamıştır. Sonuç olarak, düşük sıcaklık asfalt teknolojilerinin geliştirilmesi, sürdürülebilir kaplama yapımına ve çevreye duyarlı altyapı sistemlerine yönelik kritik bir yol olarak ortaya çıkmıştır.

Kimyasal katkı maddeleri, organik mumlar veya köpürtme tekniklerinin kullanımıyla gerçekleştirilen sıcak karışım asfalt (WMA) teknolojisi, genellikle 90 °C ile 130 °C arasındaki sıcaklıklarda etkili karışım üretimine olanak tanır; bu değer, geleneksel sıcak karışım asfalta (HMA) kıyasla 30–50 °C'lik bir azalmaya karşılık gelir⁴. Enerji talebini ve kirletici emisyonlarını azaltmadaki iyi belgelenmiş faydalarının ötesinde WMA, üretim ve serme sırasında asfalt bağlayıcıların termo-oksidatif yaşlanmasını azaltmada kritik bir rol oynar. Asfalt yaşlanması, sıcaklığa bağlı kimyasal kinetik tarafından yönetilir ve oksidasyon hızları sıcaklıktaki her 10 °C artış için yaklaşık iki katına çıkar^5,6. Yüksek sıcaklıklar uçuculuğu, oksidasyonu ve polimerizasyon reaksiyonlarını hızlandırarak maltenleri kademeli olarak sert asfaltenlere dönüştürür ve böylece sünekliği azaltırken bağlayıcı sertliğini artırır⁷. WMA, üretim sıcaklıklarını düşürerek bu zararlı reaksiyonları bastırır, bağlayıcı viskoelastikyetesini korur ve potansiyel olarak uzun vadeli yorulma direncini artırır⁸.

WMA'nın çevresel ve uygulanabilirlik avantajları kapsamlı bir şekilde rapor edilmiş olsa da, yaşlandırma koşulları altındaki yorulma performansına yönelik sistematik araştırmalar nispeten sınırlı kalmıştır. Özellikle, Karamay, offshore CNOOC ve CNPC hammaddeleri gibi farklı ham petrol kaynaklarından elde edilen asfalt bağlayıcılar; asfalten içeriği, reçine dağılımı, aromatik fraksiyonlar ve doymuş seviyelerle birlikte kimyasal bileşimde belirgin farklılıklar sergilemektedir⁹. Bu bileşimsel farklılıkların, reolojik davranış, yaşlanma eğilimi ve yorulma dayanıklılığının temel belirleyicileri olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir¹⁰. Buna rağmen, mevcut yorulma çalışmaları bağlayıcıları ham petrol kökenine göre nadiren ayırmaktadır; bu durum, özellikle hizmet koşullarını temsil eden kümülatif yaşlanma altında kaynak bağımlı kimyanın yorulma performansını nasıl yönettiğine dair anlayışın eksik kalmasına yol açmaktadır^11,12. Mühendislik perspektifinden, güvenilir bir bağlayıcı ölçekli yorulma değerlendirme yöntemi; ön malzeme taraması, sıcak karışım katkı maddesi seçimi, yaşlanma hassasiyeti değerlendirmesi ve karışım düzeyindeki doğrulamadan önce kalite kontrolü için özellikle yararlı olacaktır. Yine de, agrega gradasyonu, hava boşlukları, bağlayıcı-agrega etkileşimi, sıkıştırma kalitesi ve saha yaşlanması da kaplama yorulma performansını etkileyebileceğinden, LAS-S-VECD karışım yorulma testlerinin tam bir alternatifi olarak görülmemelidir. Ayrıca, bağlayıcı ölçekli yorulma göstergeleri ile karışım ölçekli yorulma davranışı arasındaki ilişki, çeşitli asfalt kaynakları genelinde kesin olarak belirlenmemiştir¹³. Lineer Genlik Taraması (LAS) gibi reolojik testler, bağlayıcı yorulma hasarını tanımlamada umut verici sonuçlar göstermiş olsa da, karışım yorulma ömrü üzerindeki kestirim güvenilirliği —özellikle farklı kimyasal kökenlere sahip bağlayıcılar için— henüz yeterince doğrulanmamıştır¹⁴. Bu kopukluk, laboratuvar tabanlı performans öngörülerinin doğruluğunu sınırlamakta ve mühendislik uygulamaları için rasyonel malzeme seçimini kısıtlamaktadır¹⁵.

Bu kritik boşlukları gidermek amacıyla, bu çalışma üç farklı ham petrol kaynağından türetilen sıcak karışım modifiyeli asfalt bağlayıcıların yorulma davranışı üzerine kapsamlı ve çok ölçekli bir araştırma yürütmektedir¹⁶. Dinamik kayma reometresi (DSR) analizi, Basitleştirilmiş Viskoelastik Süreklilik Hasarı (S-VECD) çerçevesinde Lineer Genlik Taraması (LAS) testi ve karışım ölçekli dört noktalı eğilme yorulma testlerini entegre ederek, bu çalışma ham petrol kaynağının, sıcak karışım modifikasyonunun ve yaşlanmanın yorulma direnci üzerindeki etkisini sistematik olarak değerlendirmektedir^17,18,19. Bulgular, bağlayıcı reolojisi ile karışım performansı arasında güçlü ölçekler arası korelasyonlar kurmayı amaçlayarak yorulma ömrü tahmini için mekanistik bir temel sağlamayı ve sürdürülebilir asfalt malzemelerin tasarımı ve seçimi için pratik rehberlik sunmayı hedeflemektedir.

Bu çalışma, bağlayıcı ölçekli LAS–S-VECD analizini karışım ölçekli dört nokta eğilme yorulma testiyle entegre ederek sıcak karışım asfalt için ölçekler arası bir yorulma karakterizasyon çerçevesi sunmaktadır. Temel olarak ya bağlayıcı düzeyindeki reolojik değerlendirmeye ya da karışım düzeyindeki performans değerlendirmesine tek başına odaklanan önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, mevcut çalışma; ham petrole bağımlı bağlayıcı kimyası, sıcak karışım modifikasyonu ve yaşlanma koşulları altındaki karışım yorulma davranışı arasında doğrudan mekanistik bir bağlantı kurmaktadır. Bu çalışmanın yeniliği üç açıdan öne çıkmaktadır: (i) ham petrol kökeninin yorulma performansı için belirleyici bir değişken olarak açıkça dahil edilmesi; (ii) LAS–S-VECD hasar gelişimi ile karışım yorulma ömrü arasında sistematik bir ölçekler arası korelasyon kurulması ve (iii) sıcak karışım modifikasyon etkilerinin bağlayıcı ve karışım ölçeklerinde birleşik bir şekilde değerlendirilmesi. Sonuçlar, LAS–S-VECD kaynaklı hasar parametrelerinin, karışım yorulma performansı için güçlü öngörüler sağladığını ve geleneksel reolojik indekslere göre mekanistik açıdan daha temelli bir alternatif sunduğunu göstermektedir. Bu bulgular, sürdürülebilir sıcak karışım asfalt sistemlerinin performans odaklı değerlendirmesi ve tasarımı için bilimsel bir temel oluşturmaktadır.

Protokol

Materyaller
Tablo 1'de özetlendiği üzere, bu çalışmada seçilen üç asfalt bağlayıcı, farklı ham petrol kaynaklarından türetilmiş temsilci kaplama bağlayıcılardır ve Çin'deki pratik yol mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmıştır. Karamay asfaltı, CNOOC 36-1 asfaltı ve PetroChina asfaltı; ham petrol kökeni, kimyasal bileşimi, yaşlanma duyarlılığı ve reolojik özellikleri bakımından belirgin şekilde farklılık göstererek, petrol kaynağına bağlı yorulma davranışının incelenmesi için uygun bir malzeme temeli sağlamaktadır. Bu seçim, bağlayıcının içsel bileşiminin sıcak karışım modifikasyonunun etkinliğini ve karışım ölçekli yorulma performansını nasıl etkilediğinin karşılaştırmalı bir değerlendirmesine olanak tanır ve böylece önerilen ölçekler arası yorulma karakterizasyon çerçevesinin mühendislikle olan ilgisini artırır. Her bir bağlayıcının detaylı jeolojik kökenleri ve kimyasal özellikleri şöyledir:

Bağlayıcı A: 9. bölgenin ağır petrol hammaddesinden türetilmiş; vakum kalıntısı ve yağdan arındırılmış asfaltın harmanlama işlemiyle üretilmiştir. Temel malzemesi, düşük parafin içeriği (<2%), minimum kükürt konsantrasyonu ve yüksek reçine bileşimi dahil olmak üzere belirgin özellikler sergilemektedir. Özellikle Karamay asfaltı, güncel mühendislik uygulamaları arasında özgül ağırlığı 1 g/cm³ değerinin altında olan tek kaplama bağlayıcısıdır; ayrıca üstün dinamik viskoziteye ve yaşlandırma sonrası mükemmel süneklik koruma özelliğine sahiptir. Bu karakteristikler, malzemeyi özellikle büyük günlük sıcaklık farklarına ve yoğun ultraviyole maruziyetine sahip bölgeler için uygun kılmaktadır.

Bağlayıcı B: Suizhong 36-1 açık deniz petrol sahasından çıkarılan nadir ağır ham petrolden elde edilmiş olup, rafinasyon yoluyla %56'lık yüksek bir bitüm verimine sahiptir. Ham madde, yüksek asit değerine sahip, kükürt bakımından fakir, naftenik bazlı bir ağır ham petrol olarak sınıflandırılmıştır; bu da yüksek yoğunluğa (1,012 g/cm³), düşük parafin içeriğine (%1,8) ve yüksek reçine oranlarına sahip işlenmiş bir bağlayıcı ile sonuçlanmıştır. Bu özellikler, bağlayıcıya mükemmel düşük sıcaklık esnekliği kazandırarak onu soğuk ortam uygulamaları için avantajlı hale getirmektedir.

Bağlayıcı C: Temel hammadde olarak öncelikle Venezuela Boscan ağır ham petrolü kullanılarak formüle edilmiş ve özel rafinasyon süreçleri aracılığıyla %60 üretim verimi elde edilmiştir. Bu ham petrol; yüksek asit içeriği, belirgin ağır metal konsantrasyonları ve güçlü karbon kalıntısı oluşum potansiyeli dahil olmak üzere benzersiz jeokimyasal özellikler sergilemektedir. Bağlayıcı; düşük doymuş hidrokarbon fraksiyonları, zenginleşmiş reçine-asfalten kompleksleri ve oldukça düşük parafin içeriği (%1,3) ile karakterize edilen atipik bir hidrokarbon bileşimine sahiptir.

Bu araştırmada, üç temel asfalt bağlayıcı AO (Karamay), BO (CNOOC 36-1) ve CO (PetroChina) olarak adlandırılmıştır. Evotherm M1 katkısı eklenerek hazırlanan ilgili WMA bağlayıcılar sırasıyla AP, BP ve CP olarak kodlanmıştır²⁰. Penetrasyon, yumuşama noktası ve süneklik dahil olmak üzere kapsamlı performans indeksleri, JTG E20-2011²¹ spesifikasyonlarına uygun olarak test edilmiş ve ayrıntılı karşılaştırmalı veriler Tablo 1'de sunulmuştur. Tüm deneysel prosedürler, Karayolu Mühendisliği Asfalt ve Bitümlü Karışımları Teknik Spesifikasyonlarında belirtilen standart protokoller kesinlikle takip edilerek gerçekleştirilmiştir.

Proje	Birim	Karamay	CNOOC	CNPC
Penetrasyon	0.1 mm (15 °C)	22	22	24
	0.1 mm (25 °C)	72	68	71
	0.1 mm (30 °C)	112	110	116
PI	－	-1.14	-1.2	-0.81
TR&B	°C	46	46.5	47.5
Dinamik viskozite (60 °C)	Pa·s	223.5	230	256.9
Süneklik (10 °C,5 cm/min)	cm	>100	>100	52
Mum içeriği	%	1.9	1.8	1.3
Parlama noktası (COC)	℃	278	287	312
Çözünürlük	%	99.5	99.7	99.8
Yoğunluk (15 °C)	g/cm³	0.977	1.012	1.049
RTFOT	Kalite değişimi (%)	0.05	0.06	-0.07
	Kalıntı penetrasyon oranı (%)	66.2	67.4	64.8
	Kalıntı süneklik (10 °C,cm)	13	12	9

Tablo 1: Bitümlü bağlayıcıların temel teknik parametreleri. Tablo 1, temel özelliklerini ve dayanıklılıklarını değerlendirmek amacıyla fiziksel özellikler, sıcaklık duyarlılığı, reolojik özellikler ve kısa süreli yaşlanma performansını içeren bitümlü bağlayıcıların temel teknik parametrelerini özetlemektedir.

WMA hazırlama süreci, bağlayıcı modifikasyonunun tekrarlanabilirliğini sağlamak amacıyla tasarlanmış, sıkı bir şekilde kontrol edilen çok aşamalı bir protokol içermiştir. Temel asfalt bağlayıcı, öncelikle kararlı bir ergimiş duruma ulaşmak için zorlamalı konveksiyonlu bir fırında 135 ± 2 °C'de 60 dk boyunca ısıtılmış, ardından termal gradyanları gidermek için 30 dk boyunca dengelemeye bırakılmıştır. Tüm ısıtma işlemleri, sıcaklık koşullandırması sırasında oksidatif yaşlanmayı minimize etmek amacıyla azot korumalı (akış hızı: 0.5 L/min) kapalı kaplarda gerçekleştirilmiştir.

Ardından, sürfaktan fazının başlangıç dağılımını sağlamak amacıyla, yüksek kesmeli işlemden önce Evotherm M1 katkı maddesi 300 rpm'de sürekli mekanik karıştırma altında 135 ± 2 °C'de 5 dk boyunca eklenmiştir. Sonrasında, harici bir yağ banyosu sıcaklık kontrol sistemi (±1 °C hassasiyet) kullanılarak bağlayıcı sıcaklığı 135–140 °C arasında tutulurken, bir rotor–stator homojenizatörü ile 3000 rpm'de 25 dk boyunca yüksek kesmeli karıştırma gerçekleştirilmiştir. Tüm karıştırma işlemi boyunca sıcaklık, bağlayıcı matrisine yerleştirilmiş kalibre edilmiş bir K-tipi termokupl kullanılarak sürekli olarak izlenmiş ve ±2 °C'yi aşan dalgalanmalar otomatik ısıtma ayarlanmasını tetiklemiştir. Modifiye edilmiş bağlayıcı, sonraki testler veya kısa süreli depolama öncesinde 5 °C/dk hızında 25 °C'ye kadar kontrollü bir soğutma işlemine tabi tutulmuştur. Kesme protokolü tasarımı, asfalt bağlayıcıların viskozite–sıcaklık ilişkisine uygun olarak yapılmış ve böylece tüm numunelerin benzer kesme geçmişi koşulları altında hazırlanması sağlanmıştır. Bu sıkı termal–mekanik kontrol, yüksek tekrarlanabilirlik sağlar ve WMA bağlayıcı hazırlığındaki değişkenliği minimize eder.

Dinamik kayma reometresi (DSR) testi
Sıcak karışım katkılarıyla modifiye edilmiş asfalt bağlayıcıların reolojik tepkilerini ve yorulma ile ilgili özelliklerini karakterize etmek için, ASTM D7175²² standardına uygun olarak sıcaklık kontrollü bir rotasyonel reometre kullanılarak Dinamik kayma reometresi (DSR) testleri gerçekleştirilmiştir. Reolojik değerlendirme, asfalt kaplamalarda çatlak başlangıcı ve ilerlemesiyle yakından ilişkili olan orta sıcaklık yorulma davranışına odaklanmıştır.

Bağlayıcı düzeyinde yorulma duyarlılığının bir göstergesi olarak yaygın şekilde kabul edilen yorulma faktörü G*sin δ²³, sıcak karışım modifikasyonu ve yaşlanmanın neden olduğu viskoelastik sönümlenme davranışındaki değişimleri nicelendirmek için benimsenmiştir. Sıcaklık tarama testleri, 6 °C'lik sıcaklık artışlarıyla 58–82 °C aralığında gerçekleştirilmiştir. Her hedef sıcaklıkta, termal kararlılığı sağlamak amacıyla verilerin toplanmasından önce numunelerin 10 min boyunca dengelenmesine izin verilmiştir. Yaşlanmanın reolojik özellikler üzerindeki etkisini araştırmak için bağlayıcı numuneler üç farklı yaşlanma koşuluna tabi tutulmuştur: yaşlandırılmamış, döner ince film fırın testi (RTFOT) yaşlandırması ve kombine RTFOT ile Basınçlı Yaşlandırma Kabı (PAV) yaşlandırması ²⁴. Bu yaşlanma protokolleri, üretim ve serim sırasındaki kısa süreli yaşlanmanın yanı sıra, hizmet süresindeki kaplama operasyonu sırasındaki uzun süreli yaşlanmayı simüle etmek için tasarlanmıştır. Farklı bağlayıcıların yorulma direncini değerlendirmek için G*sin δ değerinin sıcaklık ve yaşlanma koşuluna göre değişimi analiz edilmiştir.

Her DSR testi öncesinde, düzgün bir kenar profili sağlamak amacıyla, paralel plakalar arasına yerleştirilen bağlayıcı numunesi dikkatlice düzeltilmiştir. Numune, ölçümden önce hedef sıcaklıkta 10 min boyunca bekletilmiştir. Testler, 6 °C artışlarla 58–82 °C aralığında gerçekleştirilmiştir. Ölçülen tork ve yer değiştirmenin cihazın önerilen çalışma aralığında kalması ve görünür bir numune kaymasının meydana gelmemesi durumunda testin geçerli olduğu onaylanmıştır.

Lineer genlik taraması (LAS) testi
Viskoelastik davranış karakterizasyonu, dinamik mekanik analiz için ASTM D7175 spesifikasyonlarına uygun olarak gerçekleştirilmiştir²⁵. Deneysel metodoloji, lineer viskoelastik sınırları belirlemek için gerinim genliği taramalarını ve ardından 10 rad/s'de frekans kontrollü testleri içermiştir²⁶. Sıcaklığa bağlı değerlendirmeler, asfalt kaplamaların operasyonel sıcaklık spektrumunu (58–82°C) kapsayacak şekilde, her izotermal segmentte termal denge için 10 dakika beklenerek 6°C artışlarla uygulanmıştır. Bağlayıcı hasar birikimini, özellikle çevrimsel yükleme sırasında viskoelastik sönümleme faktörünü (|G*|sin δ) izleyerek yayılan enerji gelişimi üzerinden nicelleştirmek için AASHTO T391 protokolü kullanılmıştır ^27,28. Bitümlü kompozitlerin bozunma modellerini tahmin etmek için Basitleştirilmiş Viskoelastik Süreklilik Hasarı (S-VECD) çerçevesi benimsenmiştir²⁹. LAS protokolü, sabit 10 Hz frekansta bir osilatör genlik taraması gerçekleştirerek, 0,1% çözünürlük artışlarıyla 0,1% ile 30% arasında kontrollü gerinim ilerlemesi uygular.

Temel viskoelastik parametreler aşağıdaki denklemler kullanılarak türetilmiştir:

log G "(ω) = m (log ω) + b (1)

G'(ω) = G* (ω) × cosδ (ω) (2)

(3)

Nerede G''(ω) kayıp modülüdür, ω açısal frekanstır, m ve b uyum katsayılarıdır, G'(ω) depolama modülüdür, G*ω) kompleks modüldür, δ(ω) faz açısıdır ve viskoelastisite indeksidir.

Hasar miktarının belirlenmesinde, Denklem (4)'te ifade edilen temel ilişki kullanılmıştır:

(4)

Formülde: C(t)—bütünlük parametresi, C(t)=G^* (t)/G^* (Başlangıç), G^*—kompleks modül (MPa);

γ_0—Uygulanan gerinim (%);
t—Test süresi (s)

Hasar metriği D(t) ve yapısal bütünlük katsayısı C(t)'nin zamansal evrimi, bir güç yasası bünye ilişkisi aracılığıyla matematiksel olarak parametreleştirilmiştir (Yuan 2024):

C(t) = C₀ - C₁ × D^C₂ (5)

Formülde: C0​ başlangıç bütünlük parametresini (normalde 1'e eşit), C1, C2 ise uyum parametrelerini temsil eder.

Kayma gerilmesi tepe noktası kavramını kullanarak yorulma hasar değerini hesaplayın:

(6)

Cpeak, maksimum kayma gerilmesi noktasına karşılık gelen bütünlük parametresidir.

Yorulma ömrü hesaplama formülü şöyledir:

N_f = A(γ_max)^-B (7)

Formülde: A, B—yorulma ile ilgili katsayı,

A = f × (Df)^{[1 + (1 - C₂ )a] / {[1 + (1 - C₂ )a] × (πC₁ C₂ )a}} (8)

B=2a, f-yükleme frekansı;
γ_max — beklenen maksimum gerinim seviyesi (%)

Deneysel sonuçların güvenilirliğini ve tekrarlanabilirliğini sağlamak amacıyla, tüm bağlayıcı ölçekli ve karışım ölçekli testler, her koşul için en az 3 bağımsız tekrarlı (n = 3) olarak gerçekleştirilmiştir. Bildirilen sonuçlar, tekrarlı ölçümlerin ortalama değerlerini temsil etmektedir. Deneysel verilerin değişkenliği standart sapma (SD) kullanılarak değerlendirilmiş olup, istatistiksel dağılımı yansıtmak için ilgili tüm şekillerde hata çubukları verilmiştir. LAS–S-VECD parametreleri, DSR reolojik indeksleri ve dört nokta eğilme testlerinden elde edilen yorulma ömrü için, veri tutarlılığını değerlendirmek amacıyla ek olarak varyasyon katsayısı (COV) hesaplanmıştır.

Tüm durumlarda, gözlemlenen eğilimlerin deneysel dağılımdan kaynaklanmadığını, aksine yorulma ve reolojik davranışta istatistiksel olarak anlamlı farkları temsil ettiğini doğrulamak için modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş bağlayıcılar arasındaki istatistiksel farklar incelenmiştir.

Dört nokta eğilme yorulma testi
Bağlayıcı düzeyindeki yorulma göstergelerini doğrulamak ve ölçekler arası korelasyonlar kurmak için, AC-16C gradasyonuyla hazırlanmış asfalt karışımları üzerinde dört nokta eğilme yorulma testleri gerçekleştirilmiştir^30,31. Her bir agrega boyutunun gradasyonu, görünür yoğunluğu, kütle özgül ağırlığı ve su emilimi, mineral dolgu malzemesinin özellikleri ile birlikte Tablo 2'de özetlenmiştir. Farklı WMA formülasyonları arasında tutarlılığı sağlamak için tüm karışımların asfalt içeriği 4.8% olarak sabitlenmiştir.

Elek Boyutu (mm)	Kümülatif Kategori					Sentetik Derecelendirme (%)
	1# (10~20mm. %29)	2# (5~10 mm, %29,2)	3# (3~5mm. %17)	4# (0~3 mm. %19)	Mineral Tozu (%5,8)
0.075	0	0.1	0	0.9	90.8	5.5
0.15	0.1	0.1	0	4.9	95.3	6.5
0.3	0.1	0.2	0	13	98.7	8.3
0.6	0.1	0.2	0	25.2	99.7	10.6
1.18	0.1	0.2	0	47.8	100	15
2.36	0.1	0.5	0	100	100	25
4.75	0.8	15.5	98.9	100	100	46.4
9.5	15.2	99.5	100	100	100	75.2
13.2	68.4	99.8	100	100	100	90.8
16	94.8	100	100	100	100	98.5
19	100	100	100	100	100	100
Görünür Bağıl Yoğunluk	2.899	2.918	2.845	2.754	2.872	2.865
SSD Bağıl Yoğunluğu	2.854	2.847	2.816	2.691	－	2.814
Yığın Özgül Ağırlığı	2.829	2.81	2.8	2.655	－	2.787
Agrega Su Emme Oranı (%)	0.85	1.32	0.56	1.36	－	－

Tablo 2: Sıcak karışımlı asfalt karışımındaki agregaların sınıflandırılması. Tablo 2, farklı agrega fraksiyonlarının oranları, mineral toz içeriği, sentetik gradasyon eğrisi ve agreganın fiziksel özellikleri dahil olmak üzere sıcak karışımlı asfalt karışımın agrega gradasyonunu sunmaktadır. Tablo, tasarlanan tane boyut dağılımını ve asfalt karışımda kullanılan agregaların temel özelliklerini göstermektedir.

Sıcak karışımlı asfalt (WMA) karışımlarının yorulma dayanıklılığını değerlendirmek için, gerinim kontrollü yükleme koşulları altında bir Cooper test cihazı kullanılarak dört nokta eğilme yorulma testleri gerçekleştirilmiştir³². Hasar kriteri, eğilme rijitliğinin başlangıç değerinin %50'sine düşmesi için gereken yükleme döngüsü sayısı olarak tanımlanmıştır. Belirlenmiş test protokolüne³³ uygun olarak, 15 °C izotermal koşullar altında 10 Hz frekansında sürekli sinüzoidal dalga formunda döngüsel yükleme uygulanmıştır. Yorulma yüklemesi sırasında kesintisiz enerji girişi sağlamak amacıyla tüm testler dinlenme süreleri olmadan yürütülmüştür^34,35.

Kiriş numuneleri, 381 ± 6,35 mm uzunluk, 63,5 ± 6,35 mm genişlik ve 50,8 ± 6,35 mm yükseklik olacak şekilde standart boyut gereksinimlerine uygun olarak hazırlanmıştır³⁶³⁷. Gerinim kontrollü koşullar altında, farklı WMA formülasyonlarına sahip numuneler için yorulma karakteristik eğrileri çift logaritmik koordinat sisteminde çizilerek yorulma performansı karakterize edilmiştir³⁸. Ardından, bir güç yasası yapısında kurucu ilişki kurulmuş ve çeşitli asfalt karışımlarının yorulma verilerini uydurmak için doğrusal olmayan regresyon analizi kullanılmıştır; bu durum, sonraki yorulma ömrü modellemesi ve karşılaştırmalı analiz için temel oluşturmuştur^39,40,41. Kiriş numunesi, dört nokta eğme aparatına simetrik olarak yerleştirilmiş ve yüklemeden önce yükleme kelepçeleri ile numune yüzeyi arasındaki temas kontrol edilmiştir. Test, dinlenme süreleri olmadan, 10 Hz frekansında, gerinim kontrollü sinüzoidal yükleme altında ve 15 °C sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Test bitiş noktası, eğilme rijitliğinin başlangıç değerinin %50'sine düştüğü çevrim sayısı olarak tanımlanmıştır. Kırılmanın ölçüm bölümünde gerçekleştiği, anormal kelepçe kayması veya ani yorulma dışı kırılmanın gözlenmediği testler geçerli kabul edilmiştir. Tüm nicel veriler, aksi belirtilmedikçe tüm deney grupları için örneklem büyüklüğü n = 3 olacak şekilde ortalama ± standart sapma (mean ± SD) olarak sunulmuştur.

Sonuçlar

WMA'nın reolojik özellikleri
Asfalt-agrega ara yüzey bölgesi, yorulma çatlağının temel başlangıç noktası olarak yaygın şekilde kabul edilmektedir. Buna bağlı olarak, yorulma ile ilişkili reolojik parametre G*sin δorta servis sıcaklıklarında ölçülen [değişken], sıcak karışım asfalt (WMA) bağlayıcılarının yorulma performansını değerlendirmek için kullanılmıştır. Şekil 1 ... varyasyonunu sunmaktadır G*sin δ Asfalt A, Asfalt B ve Asfalt C'nin orijinal ve sıcak karışımlı modifiye bağlayıcıları için. Tüm kantitatif sonuçlar ortalama olarak ifade edilmiştir. ± üç tekrarlı ölçüme dayalı SD (n = 3). Aynı sıcaklıktaki orijinal ve sıcak karışımlı modifiye bağlayıcılar arasındaki istatistiksel karşılaştırmalar bağımsız örneklemler t-testi kullanılarak gerçekleştirilmiş ve farklar şu düzeyde anlamlı kabul edilmiştir: p < 0,05. Şekilde gösterildiği gibi Şekil 1, G*sin δ tüm asfalt bağlayıcılar için sıcaklık artışıyla birlikte sürekli olarak azalmakta olup, bu durum daha yüksek ara sıcaklıklarda yorulma kaynaklı rijitliğin azaldığını göstermektedir. Asfalt A için AP önemli ölçüde daha yüksek... G*sin δ 16–25 arasındaki test edilen sıcaklık aralığında AO'dan daha yüksek değerler ˚ C (p = 0,025 (aralık: 0,018–0,032)), 7685'ten azalarak ± 126 ile 2480 arası ± 84 kPa iken, AO 5580'den azalmaktadır ± 112 ile 1535 arası ± 76 kPa. Benzer şekilde, BP anlamlı derecede daha yüksek G*sin δ BO değerleri 22'den 28'e kadar (p = 0,021 (aralık: 0,011–0,027)), BP ise 7980'den düşerek ± 138 ile 3985 arası ± 105 kPa ve BO'nun 6120'den azalması ± 120 ile 1725 arası ± 82 kPa. Bu sonuçlar, sıcak karışım katkısının A ve B asfaltlarının yorulma faktörünü artırdığını, bunun da daha fazla viskoz enerji sönümlenmesine ve bağlayıcı düzeyinde potansiyel olarak daha yüksek yorulma hassasiyetine yol açtığını göstermektedir. Buna karşılık, Asfalt C'de CO ve CP arasında yalnızca küçük bir fark görülmektedir; CP, aynı sıcaklıkta CO'dan marjinal olarak daha yüksek olsa da, fark çoğu sıcaklıkta istatistiksel olarak anlamlı değildir (p = 0,086–0,214). Özellikle, CP 13,420'den azalmaktadır ± 185 ila 4420 ± 96 kPa; CO ise 13,080'den azalır ± 172'den 4350'e ± 91 kPa; bu durum, sıcak karışım katkı maddesinin Asphalt C'nin yorulma ile ilgili reolojik davranışı üzerinde sınırlı bir etkisinin olduğunu göstermektedir. Genel olarak, üç bağlayıcı sıcak karışım modifikasyonuna karşı farklı tepkiler vermiş olup, bu durum asfalt kaynağının yorulma performansı üzerindeki etkisini yansıtmaktadır. Asfalt A ve B, sıcak karışım katkı maddesine karşı daha duyarlıyken; Asphalt C, modifikasyon sonrası nispeten stabil bir yorulma direnci sergilemiştir.

Buna karşılık, Asphalt C'de sıcak karışım modifikasyonu sonrası G*sin δ değerinde anlamlı bir değişim görülmemiştir; bu durum, sıcak karışım katkı maddesinin malzemenin yorulma ile ilgili reolojik özellikleri üzerinde sınırlı bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Bu gözlem, Asphalt C'nin içsel kimyasal bileşiminin viskoelastik yanıtını domine ettiğini ve böylece yorulma ile ilgili parametrelerin katkı maddesi modifikasyonuna karşı hassasiyetini azalttığını düşündürmektedir. Bu sonuçlar, sıcak karışım modifikasyon etkisinin petrol kaynağına bağımlı doğasını vurgulamaktadır. Sıcaklık taraması sonuçları, test edilen tüm bağlayıcılar için tutarlı reolojik eğilimler ortaya koymaktadır. Sıcaklık arttıkça, tekerlek izi faktörü G*/sin δ sürekli olarak azalırken, faz açısı δ kademeli olarak artmakta ve bu da vizkozite baskın davranışa doğru ilerleyici bir geçişe işaret etmektedir. Yüksek sıcaklıklar, bağlayıcı içindeki moleküler hareketi şiddetlendirerek elastik yapıları zayıflatmakta ve deformasyona karşı direnci azaltmaktadır. Aksine, yaşlanma şiddetinin artması, yaşlanma kaynaklı sertleşme nedeniyle artan rijitlik ve elastik yanıtı yansıtacak şekilde daha yüksek G*/sin δ değerlerine ve daha düşük faz açılarına yol açmaktadır.

Şekil 1. Farklı asfalt bağlayıcıların sıcaklığa bağlı yorulma faktörü (G*sin δ). (A) Asfalt A (Karamay); (B) Asfalt B (CNOOC 36-1); (C) Asfalt C (PetroChina/Venezuelan Boscan). AO, BO ve CO orijinal asfalt bağlayıcıları; AP, BP ve CP ise ilgili sıcak karışım asfalt bağlayıcılarını ifade eder. Tüm bağlayıcılar için G*sin δ sıcaklık arttıkça azalırken, sıcak karışım modifikasyonunun etkisi bağlayıcı kaynağına göre değişiklik göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Bu reolojik değişimler, termal-oksidatif yaşlanma sırasında asfalt bağlayıcıların bileşimindeki değişikliklere bağlanabilir. Düşük moleküler ağırlıklı bileşenler, oksidasyon ve polimerizasyon reaksiyonları yoluyla kademeli olarak daha yüksek moleküler ağırlıklı yapılara dönüştürülerek kompleks modül G* değerini artırır. Aynı zamanda, polar oksidasyon ürünlerinin birikmesi, faz açısındaki azalma ile kendini gösteren elastik enerji depolamasını güçlendirir. Yaşlanma ilerledikçe, bağlayıcı sıcaklık değişimlerine karşı giderek daha hassas hale gelir ve yorulma ile ilgili reolojik parametrelerin sıcaklığa bağımlılığı daha belirginleşir.

Genel olarak sonuçlar, sıcak karışım modifikasyonunun bağlayıcı yorulma ile ilgili reolojik özellikler üzerindeki etkisinin, ham petrol kaynağına güçlü bir şekilde bağımlı olduğunu göstermektedir. Sıcak karışım katkı maddesi belirli bağlayıcıların viskoelastik sönümleme davranışını değiştirirken, etkinliği baz asfaltın doğal bileşimi ve yaşlanma özellikleri ile sınırlanmaktadır. Bu bulgular, DSR tabanlı yorulma faktörleri yorumlanırken ve sıcak karışım asfalt bağlayıcıların yorulma performansı değerlendirilirken petrol kaynağına özgü özelliklerin dikkate alınması gerektiğini vurgulamaktadır. Yaşlanmaya bağlı G·sin δ artışı, Şekil 1'de özetlenen ham DSR verileri kullanılarak nicelendirilmiştir. Yüzdesel değişimler, ilgili yaşlanmamış bağlayıcı durumuna göre hesaplanmıştır.

Lineer genlik taraması
S-VECD çerçevesinden türetilen temel parametreler Tablo 3'te özetlenmiştir. Bütünlük indeksi C, asfalt bağlayıcıların döngüsel mekanik yükleme altındaki kademeli bozunmasını nicel olarak karakterize eder; burada C = 1 orijinal, hasarsız durumu temsil ederken, C = 0 tam yapısal göçmeye karşılık gelir. Ek olarak, C₁ ve C₂ regresyon katsayıları, artan hasarla birlikte malzeme bütünlüğünün gelişimini tanımlar. C₁ ve C₂'nin daha düşük değerleri, eşdeğer hasar seviyelerinde iyileştirilmiş yapısal kararlılığa işaret eder ve bu durum, bağlayıcı ölçeğinde artırılmış yorulma direnci ile doğrudan ilişkilidir. Tablo 3'te gösterildiği gibi, yaşlanma genellikle C₁'i artırırken C₂'yi azaltmakta, bu da bağlayıcı bütünlük gelişiminde ve yorulma direncinde bir bozulma olduğunu göstermektedir. Karamay asfaltı, en düşük C₁ ve nispeten yüksek C₂ değerleri ile hasar birikimine karşı en yüksek direnci gösterirken; CNPC asfaltı bunun tersi bir eğilim sergileyerek daha zayıf bir yorulma performansı ortaya koymaktadır.

Asfalt Tipi	α	C₀	C₁	C₂	A	B
Karamay	1448855	1	0.0144	0.7346	2.93 × 10⁵	2.90 × 10⁶
Yaşlandırılmış Karamay	1434103	1	0.0132	0.7412	3.00 × 10⁵	2.87 × 10⁶
CNOOC	1415228	1	0.0178	0.7112	2.25 × 10⁵	2.83 × 10⁶
Yaşlandırılmış CNOOC	1400364	1	0.0155	0.7349	2.28 × 10⁵	2.80 × 10⁶
CNPC	1537043	1	0.0335	0.6077	4.38 × 10⁵	3.07 × 10⁶
Yaşlandırılmış CNPC	1500600	1	0.0371	0.5822	4.41 × 10⁵	3.00 × 10⁶

Tablo 3: VECD yöntemiyle ilgili parametreler. Tablo 3, yaşlandırılmamış ve yaşlandırılmış koşullar altındaki üç asfalt bağlayıcı için uydurulmuş model parametrelerini özetlemektedir. Parametre varyasyonları, asfalt tipinin ve yaşlanmanın model özellikleri üzerindeki etkilerini yansıtmaktadır.

Şekil 2 farklı asfalt bağlayıcıların hem geleneksel hem de sıcak karışım modifiyeli koşullardaki hasar evrim eğrilerini göstermektedir. Özdeş gerilme seviyeleri altında, sıcak karışım asfalt (WMA) sistemleri, geleneksel karşılıklarına göre belirgin şekilde daha düşük bir hasar birikim hızı sergilemekte olup, bu durum daha elverişli bir hasar evrimine işaret etmektedir. Bu davranış, sıcak karışım modifikasyonunun çevrimsel yükleme sırasında iç enerji yayılım mekanizmasını optimize ettiğini ve böylece yorulma direncini artırdığını göstermektedir. Hasar hızı katsayılarındaki yüzde değişimler, şurada listelenen uyarlanmış S-VECD parametrelerinden hesaplanmıştır: Tablo 3 modifiye edilmemiş bağlayıcının referans koşul olarak kullanılmasıyla.

Şekil 2: Asfalt bağlayıcı formülasyonlarındaki yorulma direnci özellikleri. (A) Asfalt A; (B) Asfalt B; (C) Asfalt C. AO, BO ve CO orijinal asfalt numunelerini temsil ederken, AP, BP ve CP bunlara karşılık gelen sıcak karışım asfalt numunelerini belirtmektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Hasar gelişim profillerinin ayrıntılı bir incelemesi, bağlayıcıya bağlı belirgin farklılıklar olduğunu ortaya koymaktadır. Sıcak karışımlı modifiye Asfalt A, hasar gelişim eğrisinin daha elverişli konumlanmasından da anlaşıldığı üzere, modifiye edilmemiş bağlayıcıya kıyasla üstün yorulma direnci göstermektedir. Bu sonuç, sıcak karışım katkı maddesinin Asfalt A'nın tekrarlanan yüklemeler altındaki dayanıklılığını etkili bir şekilde artırdığını doğrulamaktadır. Buna karşılık Asfalt B, sıcak karışım modifikasyonuna karşı ihmal edilebilir bir yanıt vermekte olup, hem modifiye edilmiş hem de modifiye edilmemiş bağlayıcılar neredeyse özdeş hasar ilerleme yörüngelerini takip etmektedir. Asfalt C için ise eşik bağımlı bir iyileşme gözlemlenmiştir: sıcak karışımlı modifiye bağlayıcı, temel asfaltı yalnızca hasar değişkeni 100 birimi aştığında geride bırakmaktadır; bu durum, katkı maddesinin etkinliğinin öncelikle ileri hasar aşamalarında aktive olduğunu göstermektedir.

LAS testinden elde edilen yorulma ömrünün nicel karşılaştırmaları Şekil 3'te sunulmuştur. Yorulma performansında gözlemlenen varyasyonlar, etkinliği büyük ölçüde temel asfaltın içsel bileşim özellikleri tarafından belirlenen sıcak karışım katkı maddesi-bağlayıcı etkileşiminin malzemeye özgü doğasını daha da vurgulamaktadır. İncelenen malzemeler arasında, Qinhuangdao PetroChina asfaltı, temel hammadde bileşimiyle ilişkili doğal avantajları yansıtacak şekilde en yüksek yorulma direncini sergilemektedir. Buna karşılık, Karamay asfaltı, sıcak karışım modifikasyonu sonrası en belirgin iyileşmeyi göstermekte olup, bu durum sıcak karışım katkı maddelerinin performans artırma potansiyelini belirlemede temel asfalt özelliklerinin kritik rolünün altını çizmektedir.

Şekil 3. Üç asfalt bağlayıcı için sıcak karışım asfalt (HMA) ve ılık karışım asfalt (WMA) arasındaki yorulma ömrü karşılaştırması.Üç bağlayıcı türünün tamamında, WMA ve HMA arasındaki yorulma ömrü farkı oldukça azdır. En yüksek yorulma ömrü Asfalt C'de görülürken, bunu sırasıyla Asfalt A ve Asfalt B izlemektedir. Genel olarak sonuçlar, ılık karışım modifikasyonunun yorulma ömrü üzerinde yalnızca sınırlı bir etki yarattığını, değişimin büyüklüğünün ve yönünün ise bağlayıcı türüne bağlı olduğunu göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sıcak karışım modifikasyonu genel olarak yorulma performansını iyileştirse de, bazı bağlayıcılar için iyileşme miktarı nispeten düşük kalmıştır. Bu durum, bağlayıcı yapısını kimyasal olarak güçlendirmekten ziyade esas olarak üretim sıcaklığını düşüren ve kısa süreli oksidatif yaşlanmayı azaltan Evotherm M1 mekanizmasına bağlanabilir. Bu nedenle, yorulma artışının orta düzeyde olması ve temel asfaltın içsel özelliklerine güçlü bir şekilde bağlı olması beklenmektedir. Tekrarlayan ölçümler arasındaki tutarlılık, iyileşme miktarının sınırlı olmasına rağmen gözlemlenen eğilimlerin tekrarlanabilir olduğunu göstermektedir. Gözlemlenen bağlayıcıya bağlı yorulma davranışını kimyasal bir perspektiften daha detaylı yorumlamak için, ham petrol bileşiminin S-VECD parametreleri ve yorulma performansı üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Üç bağlayıcı farklı bileşimsel özellikler sergilemektedir: yüksek aromatik/doymuş oranları genellikle iyileştirilmiş gerilme yeniden dağılımı ve gecikmiş hasar birikimi ile ilişkilendirilirken, yüksek asfalten içerikli sistemler sertlik artışını hızlatma ve yorulma direncini azaltma eğilimindedir.

Bu çalışmada, Karamay tabanlı asfalt nispeten daha yüksek bir aromatik fraksiyona ve daha düşük doymuş içerik göstererek, hem LAS hem de karışım ölçekli testlerde daha düşük hasar evrim oranlarına (daha düşük C₁ değerleri) ve gelişmiş yorulma ömrüne karşılık gelmektedir. Buna karşılık, PetroChina kaynaklı bağlayıcı, daha dengeli ancak nispeten daha yüksek bir doymuş oranına sahip olup orta düzeyde bir S-VECD hasar birikim davranışı sergilemektedir. Ham petrol menşei özelliklerinden çıkarılan yüksek polarite ilişkili fraksiyonlara sahip olan CNOOC kaynaklı asfalt, döngüsel yükleme altında daha hızlı rijitlik artışı göstermekte; bu durum daha yüksek C₁ değerleri ve azalmış yorulma ömrü ile yansımaktadır. Bu sonuçlar, aromatik-doymuş dengesinin viskoelastik enerji dağılım yollarını ve mikro yapısal hasar evrimini yönettiğini, böylece S-VECD parametrelerini ve yorulma direncini doğrudan etkilediğini göstermektedir. Genel olarak, mevcut sonuçlar tüm asfalt sistemleri için tamamen evrensel bir öngörücü modelden ziyade, mekanik temelli ancak sınır koşullarına bağlı bir çerçeve olarak değerlendirilmelidir.

Karışım ölçekli yorulma direnci
Farklı sıcak karışım asfalt (WMA) teknolojilerini içeren asfalt karışımlarının yorulma direnci sistematik olarak değerlendirilmiş ve ilgili yorulma testi sonuçları Tablo 4'te özetlenmiştir. Bu veriler, asfalt karışımlarının döngüsel yükleme altındaki dayanıklılığını nicelleştirmekte ve incelenen WMA formülasyonları arasında yorulma ömrü açısından belirgin farklar olduğunu ortaya koymaktadır. Gözlemlenen değişkenlik, karışım ölçekli yorulma performansının malzeme kompozisyonuna ve sıcak karışım teknolojisine güçlü şekilde bağlı olduğunu göstermektedir.

Asfalt Tipi	Numune Kimliği	Gözeneklilik (%)	Birim Şekil Değiştirme Düzeyi (με)	Yorulma Ömrü (Çevrim)
Karamay	1	4.5	100	22,36,902
	2	4.3	100	18,30,625
	3	3.7	100	19,49,138
	4	4.5	150	3,06,655
	5	5.3	150	3,97,762
	6	4.9	150	2,98,042
CNOOC	1	4.2	200	52,315
	2	5.1	200	58,828
	3	5.3	200	67,762
	4	3.8	75	6,47,145
	5	4.3	75	5,63,675
	6	4.5	75	6,91,698
CNPC	1	3.6	100	47,343
	2	4.1	100	24,149
	3	4.7	100	18,495
	4	3.5	200	4,412
	5	4.1	200	2,269
	6	4.7	200	3,299

Tablo 4: Farklı WMA içeren asfalt karışımlarının yorulma testi sonuçları. Tablo 4; yorulma ömrü ve çeşitli test koşulları altındaki ilgili performans parametreleri dahil olmak üzere, farklı sıcak karışım teknolojilerine sahip asfalt karışımlarının yorulma testi sonuçlarını özetlemektedir. Sonuçlar, sıcak karışımlı asfalt karışımları arasındaki yorulma direnci farklarını ortaya koymakta ve bunların yorulma performanslarının değerlendirilmesi için bir temel sağlamaktadır.

Bitümlü kompozitlerin yorulma performansı, kaplama malzemelerindeki döngüsel stres bozunmasını niceleyen Denklem (9) aracılığıyla matematiksel olarak modellenmiştir. Bu ilişki, asfalt formülasyonlarının tekrarlanan yükleme koşulları altındaki yorulma tepkisini resmileştirerek dayanıklılık analizi için hesaplamalı bir çerçeve sunar:

(9)

Formülde: N_f——Asfalt Karışımın Yorulma Ömrü;
ε——birim şekil değiştirme;
k, n——katsayı.

Denklem (9)'a dayanarak, ilgili yorulma modeli parametrelerini kalibre etmek için her bir asfalt karışımı için regresyon analizi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen k ve n katsayıları,le karışım spesifik yorulma-bozulma özelliklerinin kantitatif bir temsilini sağlar ve farklı WMA formülasyonları arasındaki yorulma performansının doğrudan karşılaştırılmasına olanak tanır. Kalibre edilen yorulma denklemi parametreleri Tablo 5'te özetlenmiştir.

Asfalt Türleri	Yorulma Denklemi	k	n	R2
A	y = 2.463 × 1016x−5.029​	2.463 × 1016	5.029	0.993
B	y = 1.713 × 1015x−5.120​	1.713 × 1015	5.12	0.965
C	y = 1.233 × 1019x−5.975​	1.233 × 1019	5.975	0.964

Tablo 5: Farklı WMA içeren asfalt karışımların yorulma denklemi parametreleri. Tablo 5, yorulma ömrü ile yükleme koşulları arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanılan regresyon katsayıları ve model parametreleri dahil olmak üzere, farklı sıcak karışım teknolojilerine sahip asfalt karışımların yorulma denklemi parametrelerini özetlemektedir. Bu parametreler, yorulma performansını öngörmek ve farklı sıcak karışım asfalt karışımlarının yorulma direncini karşılaştırmak için nicel bir temel sağlamaktadır.

Şekil 4, uyarlanmış yorulma modellerine dayanarak farklı WMA türlerine sahip asfalt karışımları için yorulma ömrü-birim şekil değiştirme ilişkilerini sunmaktadır. Beklendiği üzere, tüm karışımların yorulma ömrü, bitümlü kompozitlerin klasik yorulma davranımıyla uyumlu olarak, artan şekil değiştirme genliği ile sistematik olarak azalmaktadır. Yorulma eğrilerinin karşılaştırmalı analizi, karışımların yorulma direncinde belirgin bir hiyerarşi olduğunu ortaya koymakta ve genel performans sıralaması Malzeme C > Malzeme A > Malzeme B olarak belirlenmektedir. Bu sıralama, her bir karışımın kırılma öncesinde tekrarlanan yükleme döngülerine dayanma kapasitesini yansıtmakta ve Tablo 5'te özetlenen regresyon parametreleriyle uyumluluk göstermektedir.

Şekil 4: Farklı sıcak karıştırma türlerine sahip asfalt karışımlarının yorulma modelleri. Şekil 4'te gösterildiği üzere, tüm asfalt karışımlarının yorulma ömrü, gerilme seviyesi arttıkça azalmıştır. Üç sıcak karışımlı asfalt karışımı arasında, Karışım C en yüksek yorulma direncini göstermiş, bunu Karışım A ve B izlemiştir. Karışım C'nin belirgin şekilde daha yüksek olan yorulma ömrü, bu sıcak karıştırma teknolojisinin asfalt karışımlarının yorulma hasarı birikimine karşı direncini etkili bir şekilde artırdığını göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Eşdeğer hava boşluğu koşulları altında, WMA teknolojisi, üretim ve sıkıştırma sıcaklıklarını yaklaşık 20–30 °C azaltarak belirgin yorulma performansı avantajları sağlar. Bu sıcaklık azalması, uzun vadeli kırılganlığın temel tetikleyicisi olan asfalt bağlayıcıların kısa vadeli oksidatif yaşlanmasını hafifletir. WMA, bağlayıcı viskoelastisitesini ve stres dağılım kapasitesini koruyarak, döngüsel yükleme altında mikroçatlak oluşumunu ve yayılmasını bastırır. Sonuç olarak, kümülatif yorulma hasarı azalır; bu da artan karışım yorulma ömrü ve iyileştirilmiş kaplama dayanıklılığı ile sonuçlanır. Bu avantajlar, hizmet ömrünü uzatmak, bakım taleplerini azaltmak ve daha dayanıklı ve maliyet etkin kaplama altyapılarının geliştirilmesini sağlamak açısından kritiktir. Bağlayıcı ölçekli ve karışım ölçekli yorulma davranışı arasındaki tutarlılığı incelemek amacıyla, Şekil 5'te gösterildiği gibi, bağlayıcı yorulma faktörü G*sin δ ile karışım yorulma ömrü N_f arasındaki korelasyonlar analiz edilmiştir. Tüm bağlayıcılar için istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki gözlemlenmiştir; bu durum, bağlayıcı reolojik özelliklerinin karışım yorulma performansı üzerinde ölçülebilir bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Özellikle Bağlayıcı B, oldukça güçlü bir korelasyon (R² = 0.99, p < 0.001) sergilemektedir; bu da G*sin δ'nin bu malzeme için karışım yorulma ömrünün güvenilir bir öngörücüsü olarak hizmet ettiğini göstermektedir. Buna karşılık, Bağlayıcı A ve C nispeten daha zayıf korelasyonlar (R² = 0.6051 ve 0.7933) göstermektedir; bu da bu sistemler için yalnızca bağlayıcı reolojisinin karışım yorulma davranışını tam olarak açıklayamayacağı anlamına gelmektedir.

Şekil 5: Asfalt yorulma faktörü G*sin δ ile karışım yorulma ömrü N_f arasındaki korelasyon. (A) Asfalt A; (B) Asfalt B; (C) Asfalt C. Şekil 5, G∗sinδ'nin karışım yorulma ömrü ile pozitif bir korelasyon gösterdiğini, en yüksek tutarlılığın Asfalt B'de, ardından Asfalt C ve A'da olduğunu göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

S-VECD (Basitleştirilmiş Viskoelastik Süreklilik Hasarı) çerçevesi kullanılarak yorumlanan LAS testlerinden elde edilen bağlayıcı hasar evrimi parametreleri ile karışım yorulma ömrü arasında ilişki kurularak ileri ölçekler arası doğrulama gerçekleştirilmiştir. Şekil 6'da gösterildiği üzere, progresif bağlayıcı bozunması ile karışım yorulma performansı arasında güçlü doğrusal korelasyonlar gözlemlenmektedir. Her üç bağlayıcı için de korelasyon katsayıları 0,9'un üzerindedir; bu durum, bağlayıcı düzeyindeki hasar karakteristikleri ile karışım ölçeğindeki yorulma direnci arasında sağlam ve tutarlı bir bağlantı olduğunu kanıtlamaktadır.

Şekil 6: Asfalt yorulma hasarı ile karışım yorulma ömrü N_f arasındaki korelasyon. (A) Asfalt A; (B) Asfalt B; (C) Asfalt C. Şekil 6'da gösterildiği üzere, asfalt yorulma hasarı, asfalt karışımlarının yorulma ömrü Nf ile güçlü bir pozitif korelasyon sergilemiştir. Asfalt A, B ve C için elde edilen yüksek belirleme katsayıları, yorulma hasarı parametrelerinin asfalt karışımlarının yorulma performansını etkili bir şekilde karakterize edebildiğini göstermektedir. Geleneksel bağlayıcı yorulma faktörü G∗sinδ ile karşılaştırıldığında, yorulma hasarı, asfalt karışımların yorulma bozulma davranışının daha doğrudan bir temsilini sunmaktadır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayınız.

Genel olarak, karışım ölçekli yorulma sonuçları, yorulma performansının karışım kompozisyonu, sıcak karışım teknolojisi ve bağlayıcı özellikler tarafından ortaklaşa yönetildiğini doğrulamaktadır. Konvansiyonel reolojik göstergeler belirli bağlayıcılar için sınırlı öngörü yeteneği sağlarken, LAS–S-VECD tabanlı hasar metrikleri, karışım yorulma ömrü ile güçlü ve tutarlı korelasyonlar göstermektedir. Bu bulgular, bağlayıcı ölçekli hasar karakterizasyonunun karışım dayanıklılığını değerlendirmek için etkili bir vekil yöntem olduğunu doğrulamakta ve performans tabanlı kaplama tasarımı için mekanistik bir temel sunmaktadır. Üç asfalt bağlayıcının sıcak karışım modifikasyonuna verdiği belirgin şekilde farklı tepkiler, temel olarak ham petrolden türeyen kimyasal kompozisyonlarındaki varyasyonlara ve bunun sonucunda oluşan kolloidal yapılara bağlanabilir. Asfalt bağlayıcılar tipik olarak, aromatikler, reçineler ve satürelerden oluşan bir malten fazına dağılmış asfaltenlerden meydana gelen kolloidal sistemler olarak kabul edilir. Bu fraksiyonlar arasındaki denge, bağlayıcının sıcak karışım katkı maddeleri gibi dış modifikasyonlara karşı hassasiyetini belirler. Karamay asfaltı (Bağlayıcı A) için, nispeten yüksek reçine içeriği ve düşük parafin fraksiyonu, daha zayıf iç yapısal stabiliteye sahip, daha dağılmış bir asfalten ağına yol açar. Bu sistemde, sıcak karışım katkı maddesinin eklenmesi viskoziteyi ve moleküler mobiliteyi önemli ölçüde değiştirerek enerji sönümlenmesinin artmasına ve G*sin δ değerlerinin yükselmesine neden olur. Bu durum, katkı maddesinin iç faz etkileşimini aktif olarak modifiye ettiğini, bağlayıcıyı döngüsel deformasyona daha duyarlı hale getirdiğini ve böylece bağlayıcı ölçeğindeki yorulma hasarı birikimini hızlandırdığını göstermektedir.

Buna karşılık, CNOOC türevli asfalt (Bağlayıcı B), stabil bir koloidal yapıya sahip, daha dengeli bir naftenik tabanlı bileşim sergilemektedir. Bu bağlayıcıdaki asfalten-reçine dengesi, sıcak karışım katkı maddesinin penetrasyonunu ve yapısal etkisini sınırlayan nispeten sağlam bir iç ağ sağlar. Sonuç olarak, reolojik davranışta ve hasar evriminde minimal değişiklikler gözlemlenmiştir; bu durum, katkı maddesi etkisinin büyük ölçüde bağlayıcı mikro yapısının intrinsik stabilitesi tarafından kısıtlandığını göstermektedir. PetroChina türevli asfalt (Bağlayıcı C) için ise, polarite ile ilgili fraksiyonların daha yüksek olması ve artan asfalten karmaşıklığı, daha rijit ve agregasyona meyilli bir mikro yapı ile sonuçlanmaktadır. Bu durumda, sıcak karışım katkı maddesinin, etkisinin ancak önemli bir hasar birikiminden sonra belirginleştiği, eşik değerine bağlı bir aktivasyon davranışı sergilediği görülmektedir. Bu durum, katkı maddesinin başlangıçtaki koloidal yapı ile güçlü bir etkileşime girmediğini, bunun yerine stres yeniden dağılım yollarını değiştirerek geç aşama hasar evrim sürecini etkilediğini göstermektedir.

Genel olarak bu sonuçlar, sıcak karışım modifikasyonunun etkinliğinin evrensel olmadığını, aksine temel asfaltın doğal kolloidal stabilitesi ve kimyasal bileşimi tarafından güçlü bir şekilde belirlendiğini göstermektedir. S-VECD hasar gelişimi ve karışım yorulma performansında gözlemlenen farklılıklar, bu nedenle üç bağlayıcının mikroyapısal heterojenliği ile doğrudan ilişkilendirilebilir; bu durum, hem reolojik hem de yorulma testlerinde gözlemlenen petrol kaynağına bağlı davranış için mekanistik bir açıklama sağlamaktadır.

VERİ KULLANILABİLİRLİĞİ:
Çalışma sırasında oluşturulan veya kullanılan tüm veriler, modeller ve kodlar, “Raw data” isimli ek dosyalar klasöründe mevcuttur.

Tartışma

Bu çalışma, asfalt bağlayıcı hasar evrimi ile karışım yorulma performansı arasında mekanistik bir bağlantı kurmak için bağlayıcı düzeyindeki Lineer Genlik Taraması (LAS) testi ile Basitleştirilmiş Viskoelastik Süreklilik Hasarı (S-VECD) modelini ve karışım düzeyindeki dört nokta eğilme yorulma testini entegre eden, ölçekler arası bir yorulma değerlendirme çerçevesi önermektedir. Öncelikle G*·sin δ gibi ampirik reolojik göstergelere dayanan geleneksel yorulma değerlendirme yaklaşımlarının aksine, önerilen çerçeve, asfalt bağlayıcıların döngüsel yükleme altındaki içsel bozunma davranışını karakterize etmek için süreklilik hasar mekaniğinden türetilen hasar odaklı parametreleri kullanmaktadır. Asfaltın ham petrol kökenini etkileyici bir faktör olarak dahil eden bu çalışma, sıcak karışım modifikasyonunun etkinliğinin evrensel olmadığını, aksine baz bağlayıcının kimyasal bileşimine ve koloidal yapısına güçlü şekilde bağlı olduğunu ortaya koymaktadır. Bu bulgular; ham petrol kaynağı, sıcak karışım katkı maddeleri, yaşlanma duyarlılığı ve yorulma direnci arasındaki etkileşime dair yeni bakış açıları sunarak, asfalt malzeme değerlendirmesi için daha mekanistik temelli bir yaklaşım oluşturmaktadır. Önceki çalışmalar, bağlayıcı yorulma karakterizasyonu için LAS–S-VECD analizinin potansiyelini vurgulamıştır; ancak bu analizin karışım ölçeğindeki yorulma performansını tahmin etmedeki doğrudan uygulanabilirliği sürekli olarak araştırılmaktadır. Mevcut çalışma, birden fazla bağlayıcı sistemi üzerinden bağlayıcı hasar evrimi ile karışım yorulma davranışı arasındaki ölçekler arası ilişkiyi doğrulayarak bu araştırma alanına katkıda bulunmaktadır.

Önerilen çerçeve, bağlayıcı ölçekli reolojik karakterizasyon ile karışım ölçekli yapısal performans arasındaki boşluğu doldurarak asfalt yorulma mekanizmalarına dair bilimsel anlayışı geliştirmektedir. Geleneksel bağlayıcı değerlendirme yöntemleri, kompleks modül ve faz açısı gibi parametrelerin hasar evriminden ziyade öncelikle anlık viskoelastik tepkileri tanımlaması nedeniyle, yorulma hasarının kademeli birikimi hakkında genellikle sınırlı bilgi sağlar. Buna karşılık, S-VECD yaklaşımı, asfalt bağlayıcıları sürekli bozulan viskoelastik malzemeler olarak ele alır ve yorulma yüklemesi sırasında yapısal bütünlük kaybının nicel tanımlayıcılarını sunar. Bu çalışmada LAS–S-VECD parametreleri ile karışım yorulma ömrü arasında elde edilen güçlü korelasyonlar, bağlayıcı düzeyindeki hasar evriminin karışım çatlaklarının başlangıç aşamasına ilişkin anlamlı bilgiler sağlayabileceğini göstermektedir. Benzer bulgular, mekanistik hasar tabanlı parametrelerin konvansiyonel reolojik indekslere kıyasla daha gelişmiş bir öngörü kapasitesi sunabileceğini ortaya koymuştur. Bu nedenle, bu çalışma, bağlayıcı ölçekli hasar mekaniğinin performans tabanlı yol malzemesi tasarımına yönelik bir köprü görevi görebileceğine dair deneysel kanıtlar sunarak mevcut asfalt yorulma araştırmalarını genişletmektedir.

Umut verici sonuçlara rağmen, bazı sınırlamaların kabul edilmesi gerekir. İlk olarak, mevcut araştırma belirli ham petrol kaynaklarından elde edilen üç asfalt bağlayıcısı ve bir agrega gradasyonu kullanılarak yürütülmüştür; bu nedenle, önerilen ilişkinin evrenselliği, daha geniş bir bağlayıcı yelpazesi, modifikasyon teknolojileri ve karışım tasarımları kullanılarak daha fazla doğrulanmaya ihtiyaç duymaktadır. Seçilen bağlayıcılar mühendislik uygulamasında kullanılan tipik kaplama malzemelerini temsil etse de, asfalt malzemeler ham petrol kaynağı, rafinasyon süreci ve kimyasal bileşimdeki farklılıklar nedeniyle önemli değişkenlikler göstermektedir. İkinci olarak, laboratuvar yorulma testleri kontrollü sıcaklık ve yükleme koşulları altında gerçekleştirilmiştir; oysa gerçek kaplama yapıları, sıcaklık dalgalanmaları, nem sızması, trafik yükü değişkenliği ve uzun süreli yaşlanma dahil olmak üzere karmaşık çevresel faktörlere maruz kalmaktadır. Üçüncü olarak, LAS–S-VECD parametreleri karışım yorulma performansı ile güçlü korelasyonlar göstermiş olsa da, mevcut veri seti tüm asfalt sistemlerine uygulanabilecek evrensel bir öngörü modeli oluşturmak için yetersizdir. Bu nedenle, gelecekteki çalışmalar, önerilen yaklaşımın sağlamlığını ve aktarılabilirliğini daha da geliştirmek için daha geniş veri tabanlarını ve saha performans gözlemlerini kapsamalıdır.

Bağlayıcı hasar gelişimi ile karışım yorulma performansı arasındaki ilişkiyi daha ayrıye incelemek için alternatif yaklaşımlar da değerlendirilebilir. Örneğin, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR), nükleer manyetik rezonans (NMR) ve moleküler dinamik simülasyonu dahil olmak üzere gelişmiş kimyasal karakterizasyon teknikleri, yağ kaynağına bağlı yorulma davranışını yöneten moleküler mekanizmalar hakkında ek bilgiler sağlayabilir. Önceki çalışmalar; asfalten agregasyonu, aromatik dağılım ve polariteyle ilgili etkileşimler dahil olmak üzere asfalt moleküler yapısındaki varyasyonların, reolojik yanıtı ve yaşlanma duyarlılığını önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. Ek olarak, yorulma hasarı birikimi sırasında mikro yapısal gelişimi doğrudan gözlemlemek için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve X-ışını tabanlı karakterizasyon yöntemleri gibi gelişmiş görüntüleme teknikleri kullanılabilir. Bu yaklaşımların LAS–S-VECD analizi ile birleştirilmesi, moleküler yapı, bağlayıcı hasar mekaniği ve makroskobik kaplama performansı arasındaki ilişkinin daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayabilir.

Önerilen LAS–S-VECD tabanlı metodoloji, asfalt kaplama mühendisliği ve malzeme biliminin çeşitli alanlarında önemli potansiyel uygulamalara sahiptir. Pratik bir perspektiften bakıldığında, bu çerçeve; aday bağlayıcıların değerlendirilmesi, uygun sıcak karışım katkılarının seçilmesi ve zaman alan karışım ölçekli yorulma deneyleri gerçekleştirilmeden önce yaşlanma hassasiyetinin belirlenmesi için verimli bir tarama aracı olarak kullanılabilir. Geleneksel ampirik spesifikasyonlarla karşılaştırıldığında, önerilen yaklaşım, bağlayıcı hasar özelliklerini yapısal dayanıklılıkla doğrudan ilişkilendirerek performans odaklı kaplama tasarımı için mekanistik bir temel sağlar. Bu durum, sıcak karışım asfaltın, geri dönüştürülmüş malzemelerin ve alternatif bağlayıcıların artan kullanımının uzun vadeli performansı tahmin etmek için güvenilir yöntemler gerektirdiği sürdürülebilir kaplama teknolojileri için özellikle değerlidir. Ayrıca bu metodoloji, öngörücü modeller ve yaşam döngüsü değerlendirme çerçeveleriyle entegre edilebilen fiziksel olarak anlamlı yorulma tanımlayıcıları sağlayarak, veri odaklı kaplama tasarım sistemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunabilir.

Gelecekteki araştırmalar, önerilen çerçevenin uygulanabilirliğini daha kapsamlı ve saha odaklı kaplama performans tahminlerine doğru genişletmeye odaklanmalıdır. Daha genel yorulma tahmin modelleri oluşturmak için farklı ham petrol kaynaklarını, polimer modifiyeli bağlayıcıları, geri dönüştürülmüş asfalt malzemelerini ve gelişmekte olan sürdürülebilir modifiyelerle kapsayan daha geniş bağlayıcı veri tabanları gelecek çalışmalara dahil edilmelidir. Ayrıca, LAS–S-VECD analizinin çok ölçekli karakterizasyon yöntemleri, yapay zeka yaklaşımları ve moleküler düzeydeki simülasyonlarla entegrasyonu, asfalt yorulma davranışının anlaşılmasını ve tahmin doğruluğunu daha da artırabilir. Laboratuvar tabanlı tahminleri gerçek servis koşulları altında doğrulamak için uzun vadeli saha izlemesi ve hızlandırılmış kaplama testleri de sürece dahil edilmelidir. Nihayetinde; mekanistik hasar modellemesinin, ileri malzeme karakterizasyonunun ve performans tabanlı tasarım stratejilerinin kombinasyonunun, daha dayanıklı, sürdürülebilir ve güvenilir asfalt kaplama sistemlerinin geliştirilmesini kolaylaştırması beklenmektedir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Bağlayıcı A / AO, Karamay asfaltı	Karamay ham petrol kaynağı, Çin	N/A	Baz asfalt bağlayıcı
Bağlayıcı B / BO, CNOOC 36-1 asfaltı	CNOOC 36-1 açık deniz ham petrol kaynağı, Çin	N/A	Baz asfalt bağlayıcı
Bağlayıcı C / CO, PetroChina asfaltı	PetroChina / Venezuela Boscan ham petrol bazlı kaynak	N/A	Baz asfalt bağlayıcı
Evotherm M1 sıcak karışım katkısı	Ingevity / MeadWestvaco	Evotherm M1	WMA bağlayıcı hazırlama için sıcak karışım katkısı
Dinamik Kayma Reometresi	Malvern	Kinexus DSR+	DSR sıcaklık taraması ve LAS testleri için kullanılır
İnce Film Fırın Test cihazı	Shanghai Changji	SYD-0610	Kısa süreli yaşlandırma için kullanılır
Basınçlı Yaşlandırma Kabı	InstroTek	PAV-9300	Uzun süreli yaşlandırma için kullanılır
Dört nokta eğilme yorulma testi sistemi	Cooper Research Technology	SA4PT	Gerinim kontrollü karışım yorulma testleri için kullanılır
S-VECD analiz çerçevesi	veri analizi	N/A	LAS kaynaklı hasar parametrelerini hesaplamak için kullanılır
Veri analiz yazılımı	Origin	OriginPro 2024	Regresyon uydurma, korelasyon analizi ve grafikleme için kullanılır