Effects of crumb rubber size and concentration on Marshall parameters of rubberized asphalt mixture

Abstract

The depletion of natural aggregate sources which generally accounts for a huge percent of Hot Mixed Asphalts (HMAs) and the difficulty posed by disposal scrap tires are a major environmental concern for the future. The use of waste products like scrap tires in highway construction is considered a sustainable way of dealing with these issues. Crumb rubber is a material pulverized from waste polymer products like scrap tires which are then added to HMAs to improve their performance. This study focuses on the sensitivity of crumb rubber particle sizes (fine ?1.18 mm), (coarse ?1.18 mm and ?3.35 mm) (and mix of 50% fine and 50% coarse) and partial replacement (1.5 and 2.5% of total weight) of aggregates on the Marshall test parameters of rubberized asphalt mixes. The Marshall test parameters: density, stability, VTM, VFB of both rubberized asphalt and conventional asphalt samples were compared and also the Asphalt Institute (AI) and National Asphalt Pavement Association (NAPA) methods were used to obtain the optimum bitumen content (OBC). From the results, it suggests that; the utilization of dry process methodology of adding crumb rubber additives in different sizes and percentages had a considerable effect on Marshal test parameters and also influences the optimum binder content estimates. The results of this study can be used as a reference point for the use of crumb rubber in HMAs.

Genelde Bitümlü Sıcak Karışım (BSK) asfaltların büyük bir yüzdesini oluşturan doğal agrega kaynakların tüketilmesi ve hurda lastiklerinin imhası gelecek için önemli çevre sorunları oluşturmaktadır. Karayolu yapımında hurda lastikler gibi atık ürünlerin kullanılması, bu sorunların üstesinden gelmenin sürdürülebilir bir yolu olarak kabul edilmektedir. Kırıntı Lastik (KL), BSK'ların performansını artırmak için kullanılabilecek bir tür polimer katkı ve termoplastik elastomerdir. Bu çalışmada, kırıntı lastik büyüklüğünün ve karışımdaki doğal agrega ile kısmi değiştirilmesinin lastik katkılı asfalt karışımlarının Marshall test parametreleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üç farklı boyutta kırıntı lastik kullanılmıştır; ince (?1.18mm), kaba (?1.18 ve ?33.35 mm) ve (50/50) oranında hem ince hem de kaba kombinasyonu. %1,5 ve %2,5 oranlarında olmak üzere agrega toplam ağırlığı kısmen değiştirilerek farklı yüzdelerde kırıntı Lastik kullanılmıştır. Lastik katkılı asfalt karışımları, geleneksel asfalt karışımıyla karşılaştırılmıştır. Optimum bitüm içeriği Asfalt Enstitüsü (AI) ve Ulusal Asfalt Kaplama Derneği (NAPA) yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Kuru işlem metodolojisi uygulanarak farklı ebatlarda ve yüzdelerde kırıntı lastik katkı maddesi eklenmesi Marshall test parametreleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve ayrıca Asfalt Enstitüsü ve Ulusal Asfalt Kaplama Derneği yöntemleri ile belirlenen optimum binder (bağlayıcı) içeriği tahminlerini etkilemektedir. Bu çalışmanın sonuçları BSK'larda kırıntı lastik kullanımı için bir referans olarak kullanılabilir.