GAP IV. Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitabı, 06-08 Haziran 2002, Şanlıurfa. Proceedings of the Fourth GAP Engineering Congress, 06-08 June 2002, Şanlıurfa. BİTÜM EMÜLSİYONLARIN ASFALTLI ÜSTYAPI MALZEMESİ OLARAK YOLLARDA KULLANIMI M. Can HALLAÇ, Şanlıurfa Belediyesi, Şanlıurfa, mchallac@yahoo.com Paki TURĞUT, HR.Ü. İnşaat Müh. Böl., Şanlıurfa, turpak@hotmail.com Abdussamet ARSLAN, G.Ü. İnşaat Müh. Böl., Ankara, arslan@mmf.gazi.edu.tr Özet Bitümün su içerisinde çok küçük parçacıklar halinde dağılmış hali olan bitüm emülsiyonları büyük ve küçük trafik hacimli karayollarından havaalanlarına kadar birçok yerde yol üstyapısı inşaat ve onarımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Emülsiyonlar 1903 yılından beri mevcut olmaları ve 1930 yıllardan bu yana yaygın bir şekilde kullanılmalarına rağmen, son yıllarda enerji ve çevre problemleri bu tür malzemelerin kullanımının daha da arttırılması zorunluluğunu ortaya çıkarmıştır. Emülsiyonların kullanımında diğer likit asfaltlarda kullanılan damıtılmış petrol ürünlerinin (gazyağı, mazot, neft vs.) kullanılmaması ve imalatı için sıcak karışımlara göre daha düşük sıcaklığa ihtiyaç duyulmasından dolayı enerji kullanımını azaltır. Aynı zamanda damıtılmış petrol ürünlerinin kullanılmaması çevre kirliliğini de azaltır. Bundan dolayı dünyada son yıllarda bitüm emülsiyon karışımların yol üstyapılarında kullanımı artmaya başlamış ve çok geniş bir alanında kabul görmüştür. Ülkemizde sürekli olarak artan karayolu ihtiyacı göz önünde bulundurulduğunda, bu tür ekonomik ve ekolojik faydaları olan yol üstyapısı malzemelerinin kullanımının ne kadar gerekli ve uygun olacağı ortaya çıkmaktadır. Anahtar Kelimeler: Bitüm, emülsiyon, anyonik emülsiyon, katiyonik emülsiyon, soğuk-karışım, sıcak-karışım. THE USE OF BITUMEN EMULSION AS ASPHALT PAVEMENT MATERIALS Abstract Bitumen emulsions--suspensions of minute globules of bituminous material in water -- are used widely in construction and maintenance of pavements ranging from high-traffic-volume and airports to low-volume roads. Although emulsions have been available since 1903 and used extensively since the 1930's, recent energy and environmental problems have focused attention on increased use of these materials. The use of emulsions can reduce energy requirements through reduction or elimination of the petroleum distillates that are used in liquid asphalt and through lower heating requirements compare to hot plant-mix asphalt. The elimination of distillates also reduces air pollution. Therefore using of bituminous emulsions in pavements has increased and has been accepted in a wide range of practice in road pavements in the world. If the continuously increasing demand of highways in Turkey is considered, it can be seen that how Turkey needs such useful economic and ecological pavement materials. Keywords: Bitumen, emulsion, anionic emulsion, cationic emulsion, cold-mix, hot-mix1. 1.Giriş Ülkemizdeki sosyal ve ekonomik gelişmelere bağlı olarak, son yıllarda karayollarımızdaki araç sayısında hızlı bir artış meydana gelmiştir. Yollarımız mevcut durumda, birkaç yıl öncekinden hem trafik hacmi hem de dingil yükleri bakımından tahmin edilenin çok üzerinde bir zorlamaya maruz bulunmaktadır. Buna karşılık, ülkemizin kan damarları durumunda olan yollarımızdaki gelişmeler çok daha düşük düzeyde kalmıştır. Şüphesiz trafik hacmi ve dingil yüklerindeki bu aşırı artış, yol üstyapısını tahrip etmekte ve bu durum daha çok ve ağır araç taşıyabilen yeni yolların yapımını sürekli olarak zorunlu kılmaktadır. Ülkemiz karayollarında arzu edilen gelişmenin ve güvenliğin sağlanması çeşitli nedenlerle mümkün olmamaktadır. Bu nedenlerin başında, yol inşaatının ekonomik olarak çok büyük meblağlar gerektirmesi gelmektedir. Bu açıdan bakıldığında, yollarımız için uygulanacak en uygun çözümlerden birinin, ihtiyacı karşılayacak fakat maliyeti daha düşük olacak yolların inşa edilmesi olacaktır. Yol maliyetinin azaltılmasında daha ucuza mal olacak yol malzemelerinin kullanılması en önemli etkenlerden biridir. Amerika Birleşik Devletleri, Fransa ve İskandinav ülkeleri gibi bir çok ülkede "soğuk karışım" olarak adlandırılan bitüm emülsiyon karışımları, ekonomik ve ekolojik faktörlerden dolayı her geçen gün artan bir oranda kullanılmakta ve bu konudaki araştırmalara büyük yatırımlar yapılmaktadır. Bu çalışmada, yol kaplamalarında kullanılan bitüm emülsiyonlarının kısaca tanıtımı yapılıp, faydaları ve 907 kullanım alanları açıklanarak ülkemizde kullanımı yetersiz olan bu tür malzemelerin, kullanımının getireceği faydalar belirtilmektedir. 2.Bitüm Emülsiyonları Bitüm emülsiyonu, bitümün su içerisinde çok küçük parçacıklar halinde dağılmış halidir. Parçacıkların çapları genellikle 1 ila 5 mikron (1mikron = 0.001mm) arasında değişmektedir. İyi bir emülsiyon, görünüşte kaygan ve genellikle rengi kahverengidir. Emülsiyon, 20. yüzyılın başlarında ticari olarak üretilmeye başlanmış ve yol inşaatında, bakımında ve zemin stabilizasyonunda kullanılmıştır. Bitüm emülsiyonları imalatı için, her derecedeki penetrasyon değerine sahip asfalt kullanılabilir. Fakat, inşa edilmiş yolların çoğunda 100 ile 200 penetrasyon derecesine sahip asfalt kullanılmaktadır. Bitüm emülsiyonu; bitüm, su ve emülgatör olmak üzere üç bileşenden oluşur. Yol inşaatında kullanılan emülsiyon Şekil 1 de gösterildiği gibi, dış faz olarak su ve iç faz olarak bitüm içermektedir. Bitüm parçacıkları, emülgatör olarak adlandırılan "sürfaktan" yardımıyla süspansiyon halinde bulunurlar. Bitüm ve su çok değişik içerikteki iki sıvıdır. Bitüm su içinde ince bir şekilde dağılır ve büyük ölçüde suyun özelliklerine sahip bir emülsiyon oluşturur. Bu emülsiyonda, bitüm ayrı bir faz olarak bulunmaz. Emülsiyona istenilen oranda su katılarak formüle edilebilir. Bitüm emülsiyondan kimyasal bir reaksiyon (kesilme) vasıtasıyla ayrılabilir. Sadece bu kesilme işlemi boyunca gerçek bir bitüm fazı oluşturulur.Bitüm, bir bitüm emülsiyonun ana unsurudur ve emülsiyonun %50-70 lik kısmını oluşturur. Bitümün bazı özellikleri, emülsiyonun özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Her ne kadar baz bitümün sertliği geniş bir alanda değişebilirse de çoğu emülsiyonlar 100 ile 250 arasındaki penetrasyon değerine sahip bitümle üretilmektedir. Bazı durumlarda, iklim şartları daha sert veya daha yumuşak bir bitüm kullanımını zorlar. Şartlar ne olursa olsun stabil bir emülsiyon üretimi için bitüm ile emülgatörün uygunluğu esastır. Bitüm emülsiyon özellikleri, büyük ölçüde emülgatör olarak kullanılan kimyasallara bağlıdır. Bu kimyasallar, genellikle sürfaktan (kapiler aktif madde) olarak adlandırılan yüzey aktif maddelerdir. Bu maddeler, emülsiyonun anyonik, katiyonik veya noniyonik olmasını belirleyen faktördür. Ayrıca emülgatörler, bitüm parçacıklarını stabil süspansiyon halinde tutar ve bitümün agrega yüzeyinde uygun zamanda birikmesini sağlar. Şekil 2 de gösterildiği gibi, emülgatörün pozitif kationik kısmı, negatif yüklü agrega yüzeyi ile kuvvetli bir elektrostatik bağ oluşturur. Su, bir bitüm emülsiyonunda ikinci büyük unsurdur. Su ıslatmayı ve çözmeyi temin ederek kıvamı arttırır. Su, stabil bir bitüm emülsiyonun üretimi için faydalı veya zararlı olabilecek mineraller veya maddeler içerebilir. Bundan dolayı kullanılacak suyun üretilecek emülsiyona uygun olması gerekmektedir. KATYONİK EMÜLGATÖR BİTÜM BİTÜM SU SU SU BİTÜM BİTÜM BİTÜM Şekil 1. Bir bitüm emülsiyonun şematik gösterimi 3.Bitüm Emülsiyon Çeşitleri Bitüm emülsiyonu esas olarak, bitüm parçacıklarının etrafını saran elektrik yüklerine ve su içerisinde dağılmış bitüm parçacıklarının ne kadar hızlı kesildiklerine göre sınıflandırılırlar. 908 Anyonik emülsiyonlar terimi, bitüm yüzeylerinin taşıdığı negatif yüklerden gelmektedir. Bu sistemde parçacıklar küresel ve küçük boyutludur. Anyonik emülsiyonlar, bitüm parçacıklarının yüzeyleri negatif yüklerle kaplandığından dolayı elektropozitif agregalara daha iyi yapışırlar. Bu tür emülsiyonların, yangın tehlikelerine karşı güvenlikli olmaları ve çevreyi daha az kirletme gibi avantajları olmasına rağmen her türlü agrega ile kullanılamama, yağışlara karşı yüksek hassasiyet gösterme ve oldukça uzun kesilme zamanı gibi dezavantajları vardır. Katiyonik emülsiyonlar 1950' li yıllarda endüstriye girmiştir. Bitüm parçıklarının yüzeyleri pozitif bir yük taşıyan bu sistem, bir çok çekici özellikler sunar. Bu malzemeler, her tür agrega ile daha iyi adezyon temin ederler. Daha kısa kesilme zamanı özelliğinden dolayı yağışlara karşı daha az hassastırlar. Ayrıca, emülsiyonun viskozitesini önemli derecede değiştirmeksizin su içerisinde daha fazla bitüm dağıtılabilir. Katiyonik emülsiyonların endüstriye girmesi emülsiyon üretimine artış getirmiştir. 1973 deki enerji krizinden sonra bitüm emülsiyonların kullanımı daha çekici olmuştur. Emülsiyonların artan kullanımı, hükümet birimlerini ve asfalt üreticilerini bu tür malzemelerin özelliklerini tarif ve kontrol etmek için şartnameler geliştirmeye sevk etmiştir. Emülsiyonlar ayrıca kesilme hızlarına göre de sınıflandırılırlar. Buna göre; hızlı kesilen emülsiyonlar, orta kesilen emülsiyonlar ve yavaş kesilen emülsiyonlar söz konusudur. 4.Bitüm Emülsiyonların Kullanım Alanları Mikro Kaplama Yol bakımında birçok kullanım alanına sahip olan Mikro Kaplamalar, bugün mevcut bulunan cadde, karayolu ve hava alanı kaplamalarında oluşan bozulmaların iyileştirilmesinde kullanılan polimer katkılı soğuk karışım olan bir üstyapı malzemesidir. Slury seal gibi Mikro Kaplama, yoğun gradasyonuna sahip bir agrega, asfalt emülsiyon, su ve mineral fillerden oluşmaktadır. Mikro kaplamalar yalnızca üstyapı yüzeyinde oluşan oluklaşmaların bakımında kullanılmaz aynı zamanda değişik yol üstyapı problemlerin bakımında da kullanılmaktadır. Şu anda mikro kaplama Avrupa’da, Amerika’da, Avustralya’da ve dünyada diğer birçok yerde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Özel makineler kullanılarak mikro kaplamalar, mevcut üstyapıya çok ince bir şekilde uygulanmaktadır. SU BİTÜM Parçacıklar Arasındaki İtme Bitüm Parçacıklarıyla Negatif Yüklü Agrega Arasındaki Çekim BİTÜM Yüzey Aktif Madde (Katyonik Emülgatör) BİTÜM SU Bitümün Agregaya Adezyonu Agrega Yüzeyindeki Negatif Yükler Agrega Yüzeyi Şekil 2. Bitüm parçacıklarını kaplayan yüklerin şematik gösterimi Slury seal, asfalt emülsiyon, kapalı gradasyonuna sahip ince agrega, su ve mineral filler karışımından oluşur. Slurry seal birçok kaplamadaki küçük çatlakları doldurabilir. Bu yüzden sağlam kaplamalardaki küçük çatlaklar başarılı bir şekilde tamir edilebilir. Eğer çatlaklar yapısal bozulmalardan oluşmuş ise slurry seal uygulamasından sonra yansıma çatlakları oluşabilir. 909 Chip seal yüzey tamiratı, ekonomik bir bakım tekniğidir. Bu metotla aşınmış kaplama yüzeylerinin yeniler, skid dayanımını iyileştirir ve üstyapıyı korur. Bu teknik 4 temel aşamayı ihtiva eder. Birincisi, geleneksel asfalt distribütörü kullanarak üstyapı yüzeyine püskürterek emülsiyon uygulanır. İkincisi, çakıl sericisi kullanarak temiz düzenli olarak temiz çakıl serilir. Üçüncüsü, Agregayı oturtmak için lâstik bir tekerlekle sıkıştırılır. Ve dördüncüsü, fazlalık agregalar temizlenerek yolun dışına atılır. Fog seal su ile sıvılaştırılmış emülsiyon uygulanmasıdır. Bu koruyucu metot, yaşlanmış asfalt üstyapıda agrega sökülmesini veya agrega kaybını azaltmak için uygulanır. Bu metot aynı zamanda üstyapıdaki küçük çatlakları veya boşlukları kapatmak için de kullanılır. Emülsiyon kullanarak, bakım karışımları (sıcak karışım soğuk serme) sıcak karışım plantlarında imal edilebilir ve acil kullanım için veya aylarca saklamak için formüle edilebilirler. Kürek ile veya yerinde karışım, ikincil yolları onarmak için kaliteli bir karışım üretmede kullanılabilir. Emülsiyonlar aynı zamanda portatif mikser kullanarak soğuk karışım (soğuk karışım soğuk serme) üretmeye uygundur. Recycling mevcut asfalt üstyapının tekrar kullanımıdır. Recycling bir çok yöntemle uygulanabilir. Bazı durumlarda tekrar kullanılacak üstyapıdan alınmış asfalt işletim içim için merkez planta taşınır. Diğer durumlarda ise asfalt yerinde işletilip serilir. Asfaltın tekrar kullanımının birçok avantajları mevcuttur. Bunlar; • Mevcut malzemenin değerlendirilmesi ve atık probleminden kurtulmaktır. • Yol profili düzeltilebilir ve drenaj iyileştirilebilir. • Yeni malzeme daha az kullanıldığı için kaynaklar korunmuş olur. • Yeni malzeme kullanımına göre daha ekonomiktir. 5.Soğuk Karışım Olarak Bitüm Emülsiyonlar Agregaların bitüm emülsiyonlarla işlenmesi yıllardır birçok ülkede uygulanmaktadır. Ancak 1980 li yıllara kadar bu tür karışımlara, yüksek trafik hacimli yolların üst yapısında taşıyıcı katman olacak bir malzeme gözüyle bakılmıyordu. 1970' li yılların sonlarında, enerji kaynaklarını korumak ve çevre kirliliğini kontrol etmek için artan baskılar, özellikle A.B.D. de böyle malzemelerin potansiyel faydalarından yararlanma gayretlerine öncülük etmiştir. Sonuçta, emülsiyon üretimi, karışım hesap metotları ve karıştırma ve serme tekniklerindeki gelişmeler, Fransa ve A.B.D. de yol üstyapısında taşıyıcı katman olarak soğuk karışım malzemelerin yaygın kullanımına imkan vermiştir[1]. Türkiye'de soğuk karışım olarak bitüm emülsiyonlar yol üstyapısında taşıyıcı katman olarak nadiren kullanılmaktadır. Soğuk karışım olarak bitüm emülsiyonların, potansiyel faydaları ve diğer ülkelerde bu konudaki teknolojilerin gelişmesi yurdumuzda da bu tür malzemelerin kullanılması ve değerlendirilmesi ile ilgili çalışmalara yönelmeyi zorunlu kılmaktadır. AEK' ların kullanımının kayda değer bir çok ekonomik faydaları vardır. Çünkü onlar bir "soğuk karışımdır"; bitümün ve agreganın ısıtılmasına ihtiyaç yoktur. Bundan dolayı karışım için agrega kurutucularına ve ısıtma sistemlerine ihtiyaç kalmamaktadır. Ayrıca, asfalt emülsiyonun kıvamını arttırmak için inceltici petrol sıvılarına ihtiyaç yoktur. Bu faktörler enerji tasarrufu sağlamakta ve dolayısıyla bu tür malzemelerin kullanımını daha ekonomik kılmaktadır. 6.Normal Portland Çimentosunun Bitüm Emülsiyon Karışımlarda Kullanımı Normal Portland çimentosu(NPÇ)’ nun bu tür karışımların mekanik özellikleri üzerinde faydalı etkisi olduğu 1970 den beri bilinmektedir. Ulaşılabilen kaynaklarda bu konudaki ilk araştırma Terrel ve Wang tarafında yapıldığı anlaşılmaktadır. Onların çalışmalarında, NPÇ ve kirecin BEK lerin erken mukavemeti üzerine etkisi incelenmiştir. Malzeme olarak anyonik emülsiyon kullanılmıştır. Çalışma neticesinde NPÇ kullanılarak soğuk ve nemli şartlarda BEK lerin kür olması mümkün olmaktadır[2]. Schmith, ve arkadaşları yavaş kesilen anyonik emülsiyon kullanarak yapılan çalışmalara ilaveten karışımda %1.3 NPÇ kullanılarak rijitlik modülüsü 5 kat arttırmış ve 60 gün sonra ise modülüste iki kat fazla değişim sağlanmıştır. Schmith, ve arkadaşlarının bu çalışmasında çimento miktarının artmasıyla rijitlik modülüsünün arttığı gözlenmiştir[3]. Kısa bir süre sonra Head aynı konuda çalışmalara katkıda bulunmuştur. Bu sefer yavaş kesilen katyonik emülsiyon kullanılmıştır. Head bu çalışmasında diğer çalışmalara benzer sonuçlara varmıştır[4]. Daha sonra yukarıda adı geçen araştırmacılar laboratuardaki bulguları doğrulamak için bir saha çalışmasına giriştirler. Sonuç olarak rijitlik modülüsü ve suya karşı dayanımı hususlarında laboratuardaki bulgulara sahada da ispatladılar. Head ise başarılı bir serme işlemi gerçekleştirdi. Fakat bu çalışmada herhangi bir mekanik özellik ölçülmedi. Her iki çalışmada da AEK' ların lojistik ve ekonomik karları savunulmuştur. Son zamanlarda diğer araştırmacılar NPÇ nin karlı etkisi saha çalışmalarında tekrarlandı. Dardak NPÇ yi kum emülsiyon karışımlarda kullanarak stabilitenin iki katına ve hatta bazen üç katına çıktığını ortaya koydu. Bu 910 normalde 22cm olan bitümlü katmanda çimento katkılı emülsiyon kullanılarak 12cm ye düşürmeyi sağladı[5]. Arara ve Arabia Körfez bölgesinde bulunan malzemeleri kullanarak, çimento katkılı yoğun gradasyonlu kum ve marl agregadan faydalanmıştır[6]. Aynı zamanda Khweir ve arkadaşları[7], Poncino ve arkadaşları [8] ve Sainton [9] gibi araştırmacılar da NPÇ‘nin, AEK' larda karışımın gerginlik modolüsünün arttırdığı gözlenmiştir. Uemura ve Nakamori ye göre Japonya’da yıllardır etkisi tam olarak anlaşılmamasına rağmen NPÇ asfalt emülsiyonlarda yıllardır kullanılmaktadır. Onların çalışmalarında, laboratuar ve sahada yaparak bu tür karışımların performansının kabullenebilir bir seviyede olduğu ve aynı zamanda bu tür karışımların daha çevreci olduğu göstermiştir[10]. 7.Bitüm Emülsiyonlarının Avantajları İki ana faydasından dolayı bitüm emülsiyon karışımların sıcak karışımlar yerine kullanımı teşvik edilmelidir. Bu faydalar şunlardır: Bitüm emülsiyon karışımlar sıcak karışımlara göre daha ekonomiktir. Bitüm emülsiyon karışımların üretiminde sıcak karışımların üretiminde ortaya çıkan gaz yayılmalarından dolayı çevre kirliliği problemleri söz konusu değildir. Bitüm emülsiyon karışımların kullanımının kayda değer bir çok ekonomik faydaları vardır. Çünkü onlar bir "soğuk karışımdır" bitümün ve agreganın ısıtılmasına ihtiyaç yoktur. Bundan dolayı karışım için agrega kurutucularına ve ısıtma sistemlerine ihtiyaç kalmamaktadır. Ayrıca, bitüm emülsiyonun kıvamını arttırmak için inceltici petrol sıvılarına ihtiyaç yoktur. Bu faktörler enerji tasarrufu sağlamakta ve dolayısıyla bu tür malzemelerin kullanımını daha ekonomik kılmaktadır. "Road Binder and Energy Savings" adlı bir OECD Yol Ulaştırma Araştırma Raporunda, soğuk karışımların üretim, taşıma, karıştırma, sahaya dağıtma ve serme konuları dikkate alınarak tükettikleri enerji sıcak karışımlarla karşılaştırılmıştır[1]. Tablo 1 de, Fransa'da sıcak karışım yerine kullanılan "Grave Emulsion" olarak adlandırılan soğuk bir karışımın %50 lik bir enerji tasarrufu sağladığı verilmektedir. Sıcak karışım için kullanılan ısı enerjisinin yaklaşık olarak £1.6/t' a mal olduğu ve soğuk karışım imalatı için bu değerin £0.9/t olduğu bu raporda belirtilmektedir. Buna göre soğuk karışım kullanıldığında £0.7/t' luk bir tasarruf elde edilmektedir. Bitüm emülsiyon karışımların üretiminde elde edilen enerji tasarrufuna ilaveten daha az çevre kirliliğine sebep olmaları dikkate değerdir. Bitüm emülsiyonlar su bazlı olduğundan dolayı çevreyi kirletmeyen bir özelliğe sahiptirler ve sabunsu emülgatörler önemli bir sağlık tehlikesi oluşturmadığı için genellikle çevre açısından güvenli maddeler olarak değerlendirilirler. Karışım esnasında sıcak karışımların yaydığı zararlı gazlar, soğuk karışımda sıcaklık oda sıcaklığında olduğundan dolayı, bu gazlar sıvı halde bulunurlar ve dolayısıyla önemli derecede gaz yayılması olayı ortaya çıkmamaktadır[4]. Bitüm emülsiyonlar yol inşaat ve bakımında birçok şekilde kullanılmaktadır. Bu kullanım alanlarından bazıları şöylece sıralanabilir; Tablo 1. Sıcak ve soğuk karışımlar için gerekli olan enerjinin karşılaştırılması Enerji bileşenleri Malzemeler Karıştırma Serme Taşıma TOPLAM • • • • • • Yarı-yoğun gradasyonlu karışım (%3.6 kalan bitüm) Enerji (MJ/t) Soğuk karışım Sıcak karışım 110 91 Yoğun gradasyonlu karışım (%6 kalan bitüm) Enerji (MJ/t) Soğuk-karışım Sıcak karışım 373 105 30 270 30 320 53 193 50 411 60 463 53 478 Soğuk karışım Yüzey kaplaması Pekiştirme kaplaması Astar tabakası Asfaltlı örtü tabakası Eski asfaltın soğuk olarak yerinde işlenmesi (cold in-place recycling) 8.Bitüm Emülsiyonlarının Dezavantajları Bitüm emülsiyonlar yıllardır karayolu inşaatında kullanılmaktadır. Çok miktarda kullanılmalarına rağmen, sıcak karışımlara bir alternatif olarak değerlendirilmediklerinden dolayı, yine de sıcak karışımlar kadar 911 kullanılmamaktadırlar. Bunun sebebi, bitüm emülsiyon karışımların hala ancak özel çevre ve yol türlerinde kullanılabilir olmalarıdır. Bazı dezavantajlarından dolayı, bu tür malzemelerin her durumda kullanılmaları hala mümkün değildir. Bitüm emülsiyon karışımların en başta gelen dezavantajları; birinci olarak erken yaştaki dayanımlarının rölatif olarak düşük olması ve ikinci olarak dayanımın yavaş gelişmesidir. Karışımın uygun şekilde sıkıştırılabilmesi için, emülsiyon suyunun dışarı çıkışına müsaade etmek gerekir. Bunu sağlamak için agregalar arasındaki boşluğun yeterli miktarda olması gerekir. Bu durum ise, bitüm emülsiyon karışımlarının dayanımlarının düşük olmasına neden olmaktadır. İkinci önemli dezavantaj olan dayanımın yavaş gelişmesi ise, karışımın sıkıştırılmasından sonra bünyedeki su kaybı oranına bağlı olmaktadır. Buna ilaveten kür olayı tamamlanmadan önce bünyede bulunan su yüzünden dayanımının düşük olması ve herhangi bir yağış ihtimaline karşı sıkışmış karışımın erozyona maruz kalması durumu söz konusu olabilmektedir[11]. Bütün bu problemler yol planlamacılarında bitüm emülsiyon karışımların kullanımı konusunda bir çekingenliğe neden olmakla birlikte, bazı araştırmacılar bu bahsedilen problemlerin gereğinden fazla abartıldığı, aslında geleneksel olarak kullanılan bitüm kaplama malzemeleri ile bitüm emülsiyon karışımlar arasında çok fazla bir performans farkı olmadığını belirtmektedirler. İngiltere, A.B.D. ve Fransa'da yapılan araştırmaların sonucunda bu problemlere tatmin edici çözümler bulunduğu belirtilmektedir. Üretilen çözümlerin başında, bitüm emülsiyon karışımların çimento ile modifikasyonu sağlanarak kullanılan bağlayıcı özelliklerinin ve emülgatörlerdeki yeni kimyasal formüllendirmelerin geliştirilmesi gelmektedir[12]. 9.Sonuç Bitüm emülsiyon karışımların imalatı için, sıcak karışımlara göre düşük sıcaklığa ihtiyaç duyulması enerji kullanımını, diger likit asfaltlarda kullanılan damıtılmış petrol ürünlerinin (gazyağı, mazot, neft vs.) kullanılmaması ise çevre kirliliğini azaltabilir. Bundan dolayı dünyada son yıllarda bitüm emülsiyon karışımların yol üstyapısında kullanımı artmaya başlamış ve geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Bitüm emülsiyon karışımların dayanımını arttırmak ve erken mukavemetlerini geliştirmek için çeşitli araştırmalar yapılmaktadır. Araştırmaların başında, malzemenin fiziksel ve kimyasal olarak, çeşitli katkı maddeleri ile modifikasyonunu sağlamak gelmektedir. AEK' lerin dayanımını arttırmak ve erken mukavemetlerini geliştirmek karışıma küçük bir miktar çimento katılmasıyla mümkün olmaktadır. Türkiye'de soğuk karışım olarak bitüm emülsiyonlar yol üstyapısında taşıyıcı katman olarak nadiren kullanılmaktadır. Soğuk karışım olarak bitüm emülsiyonların, potansiyel faydaları ve diğer ülkelerde bu konudaki teknolojilerin gelişmesi yurdumuzda da bu tür malzemelerin kullanılması ve değerlendirilmesi ile ilgili çalışmalara yönelmeyi zorunlu kılmaktadır. Kaynaklar [1] Leech, D., 1994. Cold Mix Bituminous Materials For Use In The Structural Layers Of Roads. TRL, Project Report 75, Berkshire. [2] Terrel, R.L. and Wang, K., 1971. Early behavior of cement modified asphalt emulsion mixtures. Proc. of the AAPT, Vol.40, pp.300-319. [3] Schmith, R.J., Santucci. L.E. ve Coyne L.D., 1973. Performance characteristics of cement modified asphalt emulsion. Proc. of AAPT, Vol.42, pp.108-125. [4] Head, RW., 1974. An Informal Report of Cold Mix Research Using Emulsified Asphalt As A Binder. Proceeding of The Association Of Asphalt Paving Technologists, Vol.43. [5] Dardak, H., 1993. Performance Of Diffrent Mixes Of Sand Emulsion In Indonesia. First Congress On Emulsion. Paris, pp.4-12-042/01-05. [6] Arara, M.G. and Arabiat, T., 1993. Laboratory Evaluation Of Asphalt Emulsion Treated Mixtures For Road Bases. 13th. AARRB/15th. REAAA, pp.209/213. [7] Khweir, K., Windmill, A. and Fordyce, D.,1993. The Potential Of Stone Filled Emulsions Asphalt. Eurobitume, Sweden, pp. 681-685. [8] Poncino, H. Andresi, R. and Martinez, F., “A laboratory and field study of factors affecting the behavior of emulsified asphalt mixes.”. First World Congress on Emulsions, Paris, pp. 4-40-100/01-06. [9] Sainton, A. and Bourdell, D.,1993. Cold double treatment process of road materials with portland cement and asphalt emulsions. Eurobitume, Sweden, pp.293-297. [10] Uemura, T. and Nakamori, Y., 1993. Stabilisation Process Of Cement Asphalt Emulsion In Japan. First World Congress on Emulsion. Paris, pp.4-13-166/01-06. 912 [11] Hallaç, M.C., 1997. Bitüm Emülsiyonlar. Asfalt Sempozyumu, Elazığ. [12] Hallaç, MC., 1997. Laboratory Performance and Engineering Properties of Bituminous Emulsions Mixes. Internal Report, Civil Engineering Department, The University Of Leeds, Leeds. 913