Asfalt Karışım Tasarımı: Marshall Yöntemi
Marshall Yöntemi, bitümlü sıcak karışım (BSK / hot mix asphalt — HMA) tasarımında optimum bitüm içeriğini (OBC — Optimum Bitumen Content) belirlemek için kullanılan ampirik bir yöntemdir. Türkiye'de...
- Tanım ve Temel İlkeler
- Malzeme Gereksinimleri ve Türkiye Bağlamı
- Hesap Yöntemi
- Kabul Kriterleri Tablosu
- Formüller Özeti
- Yol Üstyapı Katman Sistemi ve Türkiye Uygulaması
- Suya Duyarlılık ve Soyulma Direnci
- Örnek Problemler
- Sık Yapılan Hatalar
- İlgili Standartlar ve Kaynaklar
Girdiler → bitüm seçimi → Marshall briket → ölçümler → 6 eğri analizi → OBC belirleme → kabul kriterleri kontrolü.
1. Tanım ve Temel İlkeler
Marshall tasarımı üç temel kritere dayanır:
- Stabilite (Marshall Stability): Numunelerin maksimum direnç kuvveti (N veya kN); karışımın yük taşıma kapasitesini temsil eder.
- Akma (Flow): Maksimum yük altında numune deformasyonu (mm); karışımın plastik şekil değiştirme direncini gösterir.
- Boşluk kriterleri: Hava boşlukları (%Va), agrega boşlukları (%VMA), bitümle dolu boşluklar (%VFA).
Marshall yöntemi yalnızca 20 mm'yi aşmayan maksimum agrega boyutu (NMAS — Nominal Maximum Aggregate Size) ile hazırlanan karışımlara uygulanabilir; açık gradasyonlu karışımlar bu kapsamın dışındadır.
Saha Notu: Türkiye'de KGM KTŞ 2013 Kısım 407 kapsamında aşınma tabakası (AB Aşınma) ve binder tabakası (AB Binder) için Marshall tasarımı zorunludur. Atölye/plent kalite kontrolü amacıyla her 500 ton veya günlük üretim için en az 1 Marshall seti (3 numune) üretilmesi KTŞ Madde 407.7.1 gereğidir.
Dikkat: Açık gradasyonlu TMA (Taş Mastik Asfalt) karışımlarının Avrupa standartlarında (TS EN 13108-5) Marshall stabilite kriteri yer almamaktadır; bu karışımlar için sahada gözlemlenen stabilite düşüklüğü, tasarım zaafiyeti değil, yöntemin sınırıdır.
Aşağıdaki akış şeması Marshall tasarım sürecinin tüm adımlarını göstermektedir — agrega ve bitüm seçiminden OBC onayına kadar:
2. Malzeme Gereksinimleri ve Türkiye Bağlamı
2.1 Agrega
Türkiye'de asfalt kaplamalarında kullanılan agregalara ait özellikler, KGM KTŞ 2013 Tablo-407.1 ve TS EN 13043 standardında tanımlanmaktadır. Ülkemizde genellikle kireçtaşı (kalker) kaynaklı agregalar kullanılmakla birlikte, yüksek trafikli otoyol aşınma tabakalarında sert kayaç (bazalt, granit) tercih edilmektedir.
Tablo 1: Agrega
| Özellik | Deney Standardı | KTŞ Limiti (Aşınma) |
|---|---|---|
| Parçalanma direnci (Los Angeles) | TS EN 1097-2 | max. LA 27 |
| Micro Deval aşınma kaybı | TS EN 1097-1 | max. MDE 20 |
| Hava etkisi (MgSO4) | TS EN 1367-2 | max. %16 kayıp |
| Kırılmışlık oranı | TS EN 933-5 | min. C 95/0 |
| Yassılık indeksi | TS EN 933-3 | max. FI 20 |
| Cilalanma değeri (PSV) | TS EN 1097-8 | min. PSV 50 |
| Soyulma mukavemeti | TS EN 12697-11 | min. %60 |
| Su emme | TS EN 1097-6 | max. WA24 2,0 |
Saha Notu: Türkiye'nin Doğu Anadolu, İç Anadolu ve Karadeniz kıyı bölgelerindeki yüksek don-çözülme döngüsü (bazı bölgelerde yılda 30–60 döngü) agrega seçimini kritik kılar; bu bölgelerde MgSO4 kaybı limitinin sıkı tutulması (max. %12) önerilir.
2.2 Bitüm Sınıfı Seçimi — Türkiye Uygulaması
KGM, 2013 yılında Türkiye'ye özgü "BSK Bitüm Sınıfı Seçim Haritaları" yayımlamıştır. Türkiye rafinerilerinden elde edilen bitümlerin performans sınıfları şu şekilde özetlenebilir:
Tablo 2: Bitüm Sınıfı Seçimi — Türkiye Uygulaması
| Penetrasyon Sınıfı | Rafineriler | Yüksek Sıcaklık PG | Düşük Sıcaklık PG | Kullanım Bölgesi |
|---|---|---|---|---|
| B 50/70 | Kırıkkale, Batman | PG 70 | PG -22 ila -28 | Güney, Ege, Marmara (yüksek sıcaklık) |
| B 70/100 | Kırıkkale, İzmit, Aliağa | PG 64 | PG -22 ila -28 | Genel kullanım |
| B 160/220 | Kırıkkale | PG 52–58 | PG -28 ila -34 | Yüksek rakım, Doğu Anadolu |
Saha Notu: Türkiye'nin Güneydoğu illerinde (Adana, Mersin, Şanlıurfa) yaz aylarında kaplama yüzeyinde 65–70°C ulaşılabilmektedir. Bu bölgelerde B 50/70 yerine PMB (Polimer Modifiye Bitüm, min. PG 70-22) kullanımı deformasyon direncini belirgin biçimde artırır. Türkiye iç bölgelerinde ise soğuk havalarda termal çatlama riski nedeniyle B 70/100 veya B 160/220 tercih edilmelidir.
Dikkat: KGM BSK Bitüm Seçim Haritası Madde 2'ye göre, günlük 10 milyon eşdeğer standart aks (ESAL) üzerindeki ağır trafik güzergâhlarında PMB kullanımı zorunludur.
3. Hesap Yöntemi
3.1 Adım 1: Dane Eğrisi Tasarımı
Karışımdaki agrega fraksiyonları (iri agrega, ince agrega, filler), hedef dane eğrisi üst-alt sınır arasına girecek şekilde oranlandırılır. Agrega gradasyonu karışım boşluk yapısını ve dolayısıyla tüm Marshall parametrelerini doğrudan etkiler; bu nedenle dane eğrisi tasarımı sürecin en kritik ilk adımıdır.
Tablo 3: Adım 1: Dane Eğrisi Tasarımı
| Elek Apertürü (mm) | Alt Sınır (%) | Üst Sınır (%) |
|---|---|---|
| 16 | 100 | 100 |
| 12,5 | 85 | 100 |
| 9,5 | 68 | 88 |
| 4,75 | 45 | 68 |
| 2,36 | 30 | 55 |
| 1,18 | 20 | 42 |
| 0,600 | 14 | 32 |
| 0,300 | 9 | 23 |
| 0,075 | 4 | 8 |
KGM Karayolu Teknik Şartnamesi 2013, Kısım 407, Tablo 407.2
Saha Notu: Pratikte agrega kaynağı değiştiğinde yeni elek analizi yapılmalı, karışım oranları güncellenmeli ve KTŞ Madde 407.4 gereğince plent kalibrasyon belgesi yenilenmelidir.
3.2 Adım 2: Numune Hazırlama
Dane eğrisi belirlendikten sonra, beş farklı bitüm oranında (genellikle %4,5'ten %7,0'a kadar, 0,5'er artışlarla) numuneler hazırlanır. Her bitüm oranı için en az 3 numune üretilerek istatistiksel güvenilirlik sağlanır.
Tablo 4: Adım 2: Numune Hazırlama
| Parametre | Değer | Standart |
|---|---|---|
| Çap | 101,6 mm (4 inç) | ASTM D6927 / TS EN 12697-30 |
| Yükseklik | 63,5 ± 1,3 mm | ASTM D6927 Madde 5.3 |
| Sıkıştırma (ağır trafik) | Her iki yüzden 75 darbe | ASTM D6927 Tablo 1 |
| Sıkıştırma (orta trafik) | Her iki yüzden 50 darbe | ASTM D6927 Tablo 1 |
| Karışım sıcaklığı | 150–160°C | KGM KTŞ Madde 407.5.1 |
| Sıkıştırma sıcaklığı | 140–150°C | KGM KTŞ Madde 407.5.2 |
| Bitüm oranı aralığı | %4,5–%7,0, 0,5 artımlı | AI MS-2, Bölüm 4.2 |
| Minimum numune sayısı | 15 adet (5 oran x 3 numune) | ASTM D6927 Madde 5.2 |
ASTM D6927-15 Madde 5; KGM KTŞ 2013 Kısım 407
3.3 Adım 3: Yoğunluk ve Boşluk Hesapları
Numuneler hazırlandıktan sonra yoğunluk ölçümleri yapılır ve boşluk parametreleri hesaplanır. Bu parametreler karışımın davranışını belirleyen temel göstergelerdir.
Teorik Maksimum Yoğunluk (TMD — , Rice Yöntemi)
Rice yöntemi karışımın içindeki hava boşluklarını tamamen elimine ettiğimizde ulaşabileceğimiz teorik en yüksek yoğunluğu verir. Bu değer tüm boşluk hesaplarının referans noktasıdır:
ASTM D2041-19 (Rice Yöntemi); Türkiye'de TS EN 12697-5 ile paralel
Burada:
- = efektif agrega özgül kütlesi
- = bitüm özgül kütlesi (Türkiye rafinerileri B50/70–B70/100 için genellikle 1,01–1,04)
- = kütlece yüzde
Yığışık (bulk) yoğunluk (, SSD yöntemi)
Sıkıştırılmış numune su içinde tartılarak gerçek hacim ölçülür:
Burada: = kuru numune kütlesi (g), = suya doyurulmuş yüzey kuru (SSD) kütlesi (g), = sudaki kütlesi (g). ASTM D2726 / TS EN 12697-6
Hava boşlukları (%Va — Air Voids)
Sıkıştırılmış numunedeki hava miktarının oranı; tasarım hedefi %3–5'tir:
Mineral Agrega Boşlukları (%VMA)
Agrega iskeletinin toplam hacmi içindeki boşluk miktarı; hem hava boşluklarını hem de bitümün kapladığı hacmi içerir:
Burada = agrega içeriği (kütlece %, ondalık olarak), = agrega bulk özgül kütlesi. AI MS-2, 7. Baskı, Bölüm 4.3; TS EN 12697-8 Boşluk Özelliği Tayini
Bitümle Dolu Boşluklar (%VFA)
VMA'nın bitüm tarafından doldurulmuş kısmının yüzdesidir; karışımın suya duyarlılığı ve dayanıklılığı ile doğrudan ilişkilidir:
Saha Notu: hesabındaki ±0,01'lik hata VMA değerini 0,2–0,4 birim değiştirir. Karma agrega kullanıldığında ağırlıklı ortalama olarak hesaplanmalı; TiO2 gibi katkı fillerlerinin özgül kütlesi ayrıca belirlenmelidir.
Dikkat: Rice deneyi ( tayini) her lot değişiminde tekrarlanmalıdır; hesap ile tahmini kullanmak VMA ve hatalarına yol açar, bu durum OBC'yi 0,3–0,5% kaydırabilir.
3.4 Adım 4: Marshall Stabilite ve Akma Deneyi
Boşluk hesaplarının ardından aynı numuneler mekanik test cihazında kırılıncaya kadar yüklenir. Numuneler 60°C su banyosunda 30–35 dakika bekletildikten sonra test edilir. Yük düzlemsel kafadan 50,8 mm/dak (2 inç/dak) hızında uygulanır.
Düzeltilmiş stabilite, numune yüksekliği 63,5 mm'den sapıyorsa kalınlık düzeltme faktörü (CF) uygulanır:
Tablo 5: Adım 4: Marshall Stabilite ve Akma Deneyi
| Numune Yüksekliği (mm) | CF |
|---|---|
| 50,8 | 1,47 |
| 54,0 | 1,39 |
| 57,1 | 1,19 |
| 60,3 | 1,14 |
| 63,5 | 1,09 |
| 66,7 | 1,04 |
| 69,9 | 1,00 |
| 73,0 | 0,96 |
ASTM D6927-15, Tablo 3
3.5 Adım 5: Optimum Bitüm İçeriğinin Belirlenmesi
Her bitüm oranı için elde edilen stabilite, akma, , VMA, VFA ve yoğunluk değerleri grafiklere dökülür. Bu grafiklerde her parametrenin kendi kriterine göre optimal bitüm oranı belirlenir ve üç değerin ortalaması OBC'yi verir.
Optimum bitüm içeriği (OBC):
AI MS-2, Bölüm 4.5; KGM KTŞ 2013 Madde 407.5.4
Saha Notu: KGM KTŞ Madde 14.3.4'e göre bazı laboratuvarlar 4 parametre ortalaması alır (%70 VFA'ya karşılık gelen bitüm oranı da dahil edilir). Her iki yaklaşım uygulamada 0,1–0,2% fark verir; proje şartnamesinde hangisinin geçerli olduğu açıkça belirtilmelidir.
4. Kabul Kriterleri Tablosu
OBC belirlendikten sonra bu oran için tüm parametreler kriterlere karşı kontrol edilir. Herhangi bir parametre sınırın dışına çıkarsa gradasyonu veya bitüm oranını revize etmek gerekir.
Tablo 6: Kabul Kriterleri Tablosu
| Parametre | Ağır Trafik (75 darbe) | Orta Trafik (50 darbe) | KGM BSK Kriteri (KTŞ Tablo 407-5) |
|---|---|---|---|
| Marshall Stabilite (N) | >= 8.900 | >= 5.300 | >= 8.000 |
| Akma (mm) | 2–4 | 2–4,5 | 2–4 |
| Hava boşlugu Va (%) | 3–5 | 3–5 | 3–5 |
| VMA (%) — 9,5 mm NMAS | >= 14 | — | >= 13 |
| VMA (%) — 12,5 mm NMAS | >= 13 | — | >= 13 |
| VFA (%) | 65–75 | 65–78 | 65–75 |
ASTM D6927-15, Tablo X1.1; KGM KTŞ 2013, Kısım 407, Tablo 407-5
Dikkat: Tabloda yer alan VMA sınır değerleri NMAS'a (Nominal Maksimum Agrega Boyutu) bağımlıdır; 19 mm NMAS'ta min. VMA = %12, 25 mm NMAS'ta = %11'dir (AI MS-2, Tablo 4.2). Projeye uygun NMAS belirlenmeden bu değerlerin kullanılması hatalara yol açar.
5. Formüller Özeti
Tablo 7: Formüller Özeti
| Formül | Standart Referansı |
|---|---|
| hesabı (Rice) | ASTM D2041 / TS EN 12697-5 |
| hesabı (SSD) | ASTM D2726 / TS EN 12697-6 |
| AI MS-2, 7. baskı; TS EN 12697-8 | |
| AI MS-2; TS EN 12697-8 | |
| AI MS-2; TS EN 12697-8 | |
| KGM KTŞ Madde 407.5.4; AI MS-2 | |
| ASTM D6927 Tablo 3 | |
| AASHTO T 283 / TS EN 12697-12 |
6. Yol Üstyapı Katman Sistemi ve Türkiye Uygulaması
6.1 Asfalt Üstyapı Tabakaları
Marshall yöntemiyle tasarlanan karışımlar, Türkiye'deki esnek üstyapı katman sisteminin belirli tabakalarına yerleştirilir. Her tabakanın kendi kalınlık ve malzeme gereksinimleri vardır.
Tablo 8: Asfalt Üstyapı Tabakaları
| Tabaka | Tipik Kalınlık | KTŞ Referansı |
|---|---|---|
| Aşınma tabakası (BSK-14) | 4–5 cm | KTŞ Kısım 407-A |
| Binder tabakası (BSK-20) | 6–8 cm | KTŞ Kısım 407-B |
| Bitümlü temel (BTK) | 8–18 cm | KTŞ Kısım 406 |
| Granüler temel | >= 20 cm | KTŞ Kısım 203 |
| Granüler alttemel | >= 15 cm | KTŞ Kısım 211 |
KGM Karayolu Teknik Şartnamesi 2013
Saha Notu: İmar Kanunu 3194 kapsamında belediye yollarında asgari kaplama kalınlıkları İller Bankası Teknik Şartnamesi ile belirlenmektedir; bağlayıcısız temel üzerine uygulanan aşınma tabakası için minimum 5 cm şart koşulabilmektedir.
6.2 Saha Sıkıştırma Kriterleri
Plentde üretilen karışım sahaya serildikten sonra vibrasyon silindiri ile sıkıştırılır. Saha yoğunluğu (field density), minimum %93 TMD (Teorik Maksimum Yoğunluk) gereksinimini karşılamalıdır. Karot numunesi alımı KGM KTŞ Madde 407.7.4'e göre her 250 m² veya her günlük sergi için en az 1 karot alınarak gerçekleştirilir.
Tablo 9: Saha Sıkıştırma Kriterleri
| Parametre | Minimum Şart | Standart |
|---|---|---|
| Saha yoğunluğu | %93 x TMD | KTŞ Madde 407.7.3 |
| Serme sıcaklığı | >= 145°C | KTŞ Madde 407.6.1 |
| Sıkıştırma son sıcaklığı | >= 90°C | KTŞ Madde 407.6.2 |
| Hava sıcaklığı (serme) | >= 5°C (yükselen) | KTŞ Madde 407.6.3 |
| Yağmurda serme | Yasak | KTŞ Madde 407.6.3 |
Dikkat: Türkiye'nin bazı bölgelerinde (Erzurum, Kars, Ağrı) yolun açık tutulma zorunluluğu sermeyi zorlaştırmaktadır; kışlık çalışmada ısıtmalı platform taşıma araçları ve kısa mesafe transferi (<10 km) sıcaklık kaybını minimize eder.
7. Suya Duyarlılık ve Soyulma Direnci
7.1 TSR Deneyi
Suya duyarlılık (moisture susceptibility / stripping direnci), karışım tasarımının tamamlayıcı bir parçasıdır ve Marshall kriterlerini geçen bir karışımın uzun dönem performansını doğrular. Türkiye'de KGM KTŞ Madde 407.8 kapsamında uygulanmaktadır.
Gerilme oranı (TSR — Tensile Strength Ratio), kondisyonlu (suya doyurulmuş, dondurulmuş-çözülmüş) numunelerin çekme dayanımını kuru numunelerininkiyle karşılaştırır:
Tablo 10: TSR Deneyi
| Standart | TSR Minimum Değeri |
|---|---|
| KGM KTŞ Madde 407.8 | >= %80 |
| AASHTO T 283 | >= %80 |
| TS EN 12697-12 (ITSR) | >= %70–80 (bölgeye göre) |
AASHTO T 283 (TS karşılığı yoktur; TS EN 12697-12 paralel standarttır)
Dikkat: Türkiye'nin yağışlı bölgelerinde (Karadeniz kıyısı) yüksek nem ve don-çözülme döngüsü soyulma hasarını belirgin biçimde artırmaktadır. TSR < 0,80 olan karışımlarda anti-soyulma katkısı (anti-stripping agent — polimer, kireç tozu) değerlendirilmelidir.
Saha Notu: Bazalt-kalker agrega karışımlarında SBS polimer modifiye bitüm kullanımının TSR değerini %80–92 bandına çektiği KGM ve üniversite çalışmalarında gösterilmiştir. Kireçtaşı agrega kullanıldığında bazalt karıştırılması da soyulma direncini iyileştirir.
8. Örnek Problemler
Problem 1 — Kolay
Veriler:
- Bitüm içeriği: (toplam karışım kütlesine göre)
- Bitüm özgül kütlesi:
- Agrega özgül kütlesi:
- Karışım bulk yoğunluğu: Mg/m³
- Agrega absorpsiyonu: sıfır
İstenen: , VMA ve VFA hesaplayınız.
Çözüm:
Adım 1 — Birim hacim ( m³) varsayımıyla kütleler:
Adım 2 — Hacimler:
Adım 3 — Boşluk hacmi:
Adım 4 — Boşluk parametreleri:
Sonuç:
- → 3–5% aralığında KABUL
- → >= 14% (9,5 mm NMAS için) KABUL
- → 65–75% aralığında, sınırda (kabul edilebilir) — bitüm oranı düşürülürse VFA düşer ve daha rahat limite girer; artırılırsa kanama riski oluşabilir.
Problem 2 — Orta
Veriler:
- Bitüm içeriği: (toplam karışım kütlesine göre)
İstenen: VTM (%Va), VMA ve VFA'yı hesaplayınız ve KGM KTŞ kriterlerine göre değerlendirin.
Çözüm:
Adım 1 — Hava boşluğu (): değeri Rice deneyi ile ölçülmüştür; bu durumda doğrudan hesaplanır:
Adım 2 — Agrega içeriği:
Adım 3 — VMA: Ağırlıklı ortalama ile agrega iskeletinin doluluk oranı hesaplanır:
Adım 4 — VFA:
Sonuç ve KGM Değerlendirmesi:
Tablo 11: Problem 2 — Orta
| Parametre | Hesaplanan Değer | KGM KTŞ Limiti | Durum |
|---|---|---|---|
| Va (%) | 5,43 | 3–5 | SINIR DIŞI |
| VMA (%) | 14,1 | >= 14 | KABUL |
| VFA (%) | 61,5 | 65–75 | SINIR DIŞI |
bu karışım için fazla yüksektir; hava boşluğu limite ulaşmış, VFA kriterin altında kalmıştır. Bitüm oranı düşürülmeli (yaklaşık 5,4–5,6% denenmelidir).
Kontrol: iken VFA < 65% olması, VMA'nın agrega iskeletinin yetersiz sıkıştırıldığına işaret eder; agrega gradasyonu gözden geçirilmelidir.
Problem 3 — Zor
Verilen: BSK-14 aşınma tabakası, PG 64-22 bitüm (). Beş farklı bitüm oranı için yapılan Marshall deneylerinin ortalama sonuçları:
Tablo 12: Problem 3 — Zor
| (%) | (%) | VMA (%) | VFA (%) | Stabilite (N) | Akma (mm) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4,5 | 2,310 | 2,520 | 8,3 | 16,8 | 50,6 | 7.200 | 2,1 |
| 5,0 | 2,358 | 2,498 | 5,6 | 15,4 | 63,6 | 8.650 | 2,5 |
| 5,5 | 2,385 | 2,475 | 3,6 | 14,6 | 75,3 | 9.100 | 3,1 |
| 6,0 | 2,390 | 2,452 | 2,5 | 14,3 | 82,5 | 8.400 | 3,8 |
| 6,5 | 2,375 | 2,430 | 2,3 | 14,8 | 84,5 | 7.600 | 4,6 |
İstenen: OBC'yi belirleyiniz ve tüm KGM KTŞ kriterlerine göre kontrol ediniz.
Çözüm:
Adım 1 — interpolasyon:
değeri, ve arasında doğrusal interpolasyon ile bulunur:
Adım 2 — (maksimum stabilite):
Tabloda maksimum stabilite 9.100 N → →
Adım 3 — (maksimum ):
→ →
Adım 4 — OBC hesabı:
Adım 5 — OBC'de parametre kontrolü (interpolasyon):
ile arasındaki interpolasyon ile OBC = 5,63% için:
Tablo 13: Problem 3 — Zor
| Parametre | Hesaplanan Deger @ OBC | KGM KTŞ Limiti | Durum |
|---|---|---|---|
| (%) | yaklaşık 3,2 | 3–5 | KABUL |
| VMA (%) | yaklaşık 14,4 | >= 13 | KABUL |
| VFA (%) | yaklaşık 78 | 65–75 | Sınırda yüksek |
| Stabilite (N) | yaklaşık 9.000 | >= 8.000 | KABUL |
| Akma (mm) | yaklaşık 3,3 | 2–4 | KABUL |
Sonuç: OBC = %5,6 (±0,3% saha toleransıyla %5,3–%5,9 aralığında üretim yapılacaktır). VFA'nın 75% sınırında olması nedeniyle agrega gradasyonu ince tarafa doğru hafifçe kaydırılarak VMA artırılabilir.
Kontrol — TSR: Bu karışımın KGM şartnamesine girmesi için TSR >= %80 deneyinin de tamamlanması gerekir (AASHTO T 283 / TS EN 12697-12).
9. Sık Yapılan Hatalar
- Darbe sayısı karıştırılması: Ağır trafik (> 10 milyon ESAL) için 75 darbe zorunludur; 50 darbe ile tasarlanan karışım, ağır trafikte hızlı deformasyon yaşayabilir.
- Rutting hassasiyeti: Türkiye'nin güney illerinde (Adana, Mersin) kaplama yüzeyi 65–70°C'ye ulaşabilmektedir. Bu koşullarda PG 64-22 yetersiz kalır; PG 70-22 veya PMB 70-22 tercih edilmelidir (KGM BSK Bitüm Haritası).
- Rice deneyi atlanması: değerinin formülle tahmin edilmesi VMA ve hesaplarında sistematik hataya neden olur. Her lot için deney tekrarlanmalıdır.
- Agrega özgül kütlesi hatası: hesabındaki ±0,01 hata VMA'yı 0,2–0,4 birim değiştirir; kum ve filler fraksiyonlarının ayrı ayrı değerlendirilmesi gerekir.
- Suya duyarlılık testi atlanması: TSR < 0,80 olan karışımlar KGM KTŞ Madde 407.8 gereğince reddedilir; anti-soyulma katkısı değerlendirilmelidir (ASTM D4867 / TS EN 12697-12).
- Saha sıkıştırma yetersizliği: OBC saha karışımında ±0,3% tolerans ile üretilmeli; saha yoğunluğu min. %93 TMD sağlamalıdır (KGM KTŞ Madde 407.7.3). Daha düşük yoğunluk erken çatlama ve deformasyona neden olur.
- Sıcaklık dışında serme: Hava sıcaklığı < 5°C veya yağmurlu havalarda serme kesinlikle yapılmamalıdır (KGM KTŞ Madde 407.6.3). Türkiye'de bu ihlal uygulamada sık görülen bir hata kaynağıdır.
- Dane eğrisi kayması: Plent kalibrasyonu yapılmadan ya da agrega kaynağı değiştirildiğinde dane eğrisi KTŞ sınırlarının dışına çıkabilir; her lot başında elek analizi tekrarlanmalıdır.
İlgili Standartlar ve Kaynaklar
- ASTM D6927-15, Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Asphalt Mixtures.
- ASTM D2041-19, Theoretical Maximum Specific Gravity and Density of Bituminous Paving Mixtures (Rice Method).
- ASTM D2726, Bulk Specific Gravity and Density of Non-Absorptive Compacted Asphalt Mixtures.
- ASTM D4867, Effect of Moisture on Compacted Bituminous Mixtures (Lottman Method).
- TS EN 12697-34+A1, Bitümlü Karışımlar — Sıcak Asfalt Karışımları için Deney Yöntemleri — Bölüm 34: Marshall Tayini, TSE, 2008.
- TS EN 12697-6, Bitümlü Karışımlar — Bölüm 6: Sıkıştırılmış Bitümlü Örneklerin Yığışık Yoğunluğunun Tayini, TSE.
- TS EN 12697-8, Bitümlü Karışımlar — Bölüm 8: Boşluk Özelliği Tayini, TSE.
- TS EN 13108-1, Bitümlü Karışımlar — Malzeme Özellikleri — Bölüm 1: Asfalt Betonu, TSE (Türk Standardı olarak yayımlanmıştır).
- TS EN 13043, Bitümlü Karışımlar ve Yüzey Uygulamalarında Kullanılan Agregalar, TSE, Aralık 2004.
- Asphalt Institute, Mix Design Methods for Asphalt Concrete (MS-2), 7. Baskı, 2014.
- KGM, Karayolu Teknik Şartnamesi 2013 (KTŞ), Kısım 407 — Asfalt Beton Kaplamalar.
- KGM, BSK Bitüm Sınıfı Seçim Haritaları Kitapçığı, Teknik Araştırma Dairesi, 2013.
- KGM, Türkiye Bitümlerinin Performans Sınıflarının Belirlenmesi, Teknik Araştırma Dairesi Yayını.
- AASHTO T 283, Resistance of Compacted Bituminous Mixture to Moisture-Induced Damage (TS EN 12697-12 ile paralel).
- Kıyıldı, R. K., Yapay Sinir Ağları ile Marshall Stabilite Değerinin Tahmini, Niğde ÖHÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2021.
İlgili Makaleler
- UL-001: Esnek Üst Yapı Tasarımı — AASHTO 93
- UL-009: Rijit Üst Yapı (Beton Yol) Tasarımı
- UL-013: Zemin Stabilizasyonu
- UL-015: Yol Geometrik Standartları Tablosu
Kaynakça
- İlgili Türk Standartları (TS) ve Avrupa Normları (EN)
- TBDY 2018 — Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği
- İlgili ders kitapları ve teknik kaynaklar
Not: Bu makale eğitim amaçlıdır. Projelerde güncel yönetmelik ve standartlara başvurunuz.
İlgili Hesaplama Araçları
Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:
Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.