Browsing by Author "Nasraldeen, Shvan Tahir Nasraldeen"

Now showing 1 - 2 of 2

Citation - WoS: 0
Advanced Rheological Characterization of Asphalt Binders Modified With Eco-Friendly and Polymer-Based Additives Under Dynamic Loading
(Mdpi, 2025) Almusawi, Ali; Nasraldeen, Shvan Tahir Nasraldeen
This study explores the rheological performance of bitumen modified with a synthetic polymer (styrene-butadiene-styrene, SBS) and two environmentally sustainable additives-animal bone ash (AB) and waste cooking oil (WCO)-to enhance durability and deformation resistance under dynamic loading. Frequency sweep and linear amplitude sweep (LAS) tests were conducted to evaluate viscoelastic and fatigue behavior. SBS at 5% showed the highest elasticity and fatigue life, making it optimal for heavily trafficked pavements. Among bio-waste additives, 6% AB provided the highest stiffness and rutting resistance in laboratory tests; however, 5% AB offered a better balance between structural integrity and cracking resistance, making it more suitable for general pavement applications. WCO-modified binders demonstrated improved flexibility, with 4% WCO achieving the best balance between elasticity and softening, ideal for low-load or temperate environments. These results highlight the potential of combining synthetic and bio-based waste materials to tailor bitumen properties for sustainable and climate-responsive pavement design.
Sürdürülebilir Modifikasyonların Bitümün Reolojik Özellikleri Üzerindeki Etkisi
(2025) Nasraldeen, Shvan Tahir Nasraldeen; Al-Musawi, Ali Abdulhussein Abdulridha
Modern asfalt kaplamalarında sürdürülebilirlik ve performansa yönelik artan vurgu, dayanıklılık sorunları ve çevresel endişelerden kaynaklanmaktadır. Bu çalışma, SBS, WCO ve ABA katkı maddeleri ile modifiye edilmiş 40/50 penetrasyon dereceli bitümün reolojik, mekanik ve termal özelliklerini incelemektedir. SBS, WCO ve ABA katkı maddelerinin sırasıyla %4-5, %3-4-5 ve %4-5-6 oranlarında kullanıldığı bu çalışmada, G-R İndeksi, Depolama ve Kayb Modülü, Kompleks Viskozite, Kayıp Faktörü (tan δ), Faz Açısı, Kompleks Kayma Modülü (G*), Cole-Cole Grafiği, Lineer Amplitüd Tarama (LAS) ve VECD modelleri gibi ileri reolojik test yöntemleri kullanılarak kapsamlı performans değerlendirmeleri gerçekleştirilmiştir. G-R İndeksi sonuçları, SBS ve ABA'nın yüksek sıcaklık direncini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir; G*/sin δ değerleri 76°C'de %5 SBS için 5.306 kPa ve %4 ABA için 3.655 kPa seviyelerine ulaşmıştır. Buna karşılık, WCO esnekliği artırmış ancak tekerlek izi direncini azaltmıştır; %3 WCO için 52°C'de G*/sin δ değeri 13.300 kPa olarak belirlenmiştir. Depolama modülü (G′) analizi, %5 SBS ile modifiye edilen bitümde üstün sertlik (3.428 Pa) sağlandığını, ABA ile orta düzeyde iyileştirmeler gözlemlendiğini, WCO'nun ise süneklik artırıp sertliği azalttığını ortaya koymuştur. En iyi kompleks viskozite, özellikle %5 SBS ve %6 ABA ile modifiye edilen bitümlerde elde edilmiştir. Buna karşın, WCO modifikasyonu daha düşük viskozite sergileyerek esnekliği artırmıştır. Bu bulgular, tan δ değerleriyle de desteklenmiştir; %5 SBS ile modifiye edilmiş örneklerde geliştirilmiş viskoelastik davranış (0.12) gözlenirken, WCO daha yüksek viskoz davranış sergilemiştir (>0.3). Faz açısı (δ) analizi, SBS ve ABA numunelerinde elastik özellikleri yansıtırken, WCO numunelerinde daha viskoz tepkiler göstermiştir. Kompleks kayma modülü (G*) değerleri %5 SBS için 6.87 MPa ile zirve yapmış, ABA için ise orta düzeyde (3 MPa) kalmıştır. WCO modifikasyonu ise daha düşük sertlik göstermiştir. LAS ve VECD testleri, SBS ve ABA'nın üstün yorulma direnci ve gecikmiş hasar ilerlemesi sağladığını ortaya koymuş, WCO numunelerinin ise sınırlı dayanıklılığa sahip olduğu belirlenmiştir. Cole-Cole grafikleri, SBS ve ABA numunelerinde daha fazla homojenlik gösterirken, WCO modifikasyonları düşük sıcaklıklarda esneklik ve performansı vurgulamıştır. Sonuç olarak, %5 SBS ve %6 ABA formülasyonları, yüksek gerilimli koşullarda optimal sertlik, esneklik ve yorulma direnci sağlamıştır. Öte yandan, %3 WCO, düşük sıcaklık uygulamaları için üstün esneklik sunmuştur. Bu bulgular, farklı koşullarda üstün performans sergileyen çevre dostu ve dengeli bitüm tasarımları için önemli bir potansiyel olduğunu vurgulamaktadır.