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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Karina Yuriko Suzuki
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Savasini, Kamilla Vasconcelos (Presidente)
Brito, Lélio Antônio Teixeira
Specht, Luciano Pivoto
Título em português
Avaliação de misturas asfálticas recicladas a quente com diferentes teores de material fresado.
Palavras-chave em português
Material asfáltico fresado
Pavimentação
Pavimentação asfáltica
Reciclagem a quente
Sustentabilidade
Resumo em português
Esta dissertação contempla um estudo da avaliação do efeito de diferentes teores de material fresado, conhecido como RAP (do inglês, Reclaimed Asphalt Pavement), na dosagem e no comportamento mecânico de misturas asfálticas recicladas a quente, para aplicação em camadas de revestimento de pavimento. Em uma primeira etapa, foram avaliadas, em laboratório, misturas com a incorporação de 0, 10, 20, 25, 35, 50 e 65% de material fresado, sem adição de agente rejuvenescedor (AR). Na segunda etapa, foi avaliado o comportamento das misturas com 25 e 50% de RAP, após adição de um AR de base vegetal. As misturas foram dosadas de acordo com o método Marshall e, em seguida, foram realizados os seguintes ensaios: resistência à tração por compressão diametral (RT), dano por umidade induzida (DUI), módulo de resiliência (MR), módulo dinâmico (MD), uniaxial de carga repetida para determinação do flow number e fadiga na flexão de quatro pontos. Embora o teor de ligante virgem adicionado tenha sido maior que o calculado (assumindo-se que todo o ligante asfáltico remanescente no RAP seria ativado e estaria disponível para se misturar com o ligante novo), foi possível obter uma significativa redução no consumo de ligante virgem. Em relação à RT e ao DUI, todas as misturas atenderam aos parâmetros estabelecidos nas especificações do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e do Departamento de Estradas de Rodagem do estado de São Paulo (DER/SP). Observou-se um aumento dos módulos de resiliência (a 25°C) para as misturas com altos teores de RAP, assim como um aumento dos módulos dinâmicos nas zonas de baixas frequências (ou elevadas temperaturas), indicando boa resistência à deformação permanente, o que foi corroborado pelos resultados de flow number. Além disso, verificou-se que, com relação à vida de fadiga, é possível produzir misturas com altos teores de RAP com propriedades similares a uma mistura convencional, ou até melhor, uma vez adicionado o agente rejuvenescedor. Adicionalmente, foram construídos três trechos experimentais, com 25% (sem AR), 25% (com AR) e 35% (com AR) de RAP na camada final de rolamento da Rodovia dos Bandeirantes (SP-348). Até o momento de conclusão desta pesquisa, observou-se um bom desempenho das misturas recicladas aplicadas. Por fim, o estudo mostrou que, não apenas o teor, mas sobretudo as características do material reciclado (tipo e propriedade do ligante envelhecido; granulometria e massas específicas do RAP), influenciam diretamente na dosagem e no comportamento mecânico das misturas. O uso de RAP com diferentes teores, de forma tecnicamente consciente, em camadas de revestimentos de pavimento é promissor em um futuro que busca cada vez mais a sustentabilidade das construções.
Título em inglês
Evaluation of hot recycled asphalt mixes with different RAP contents.
Palavras-chave em inglês
Asphalt paving
Hot recycling
Pavement
Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)
Sustainability
Resumo em inglês
The aim of this study is to evaluate the effect of different RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) contents on the design and mechanical behavior of hot recycled asphalt mixtures for application in wearing courses of pavements. In a first step, mixes with the incorporation of 0, 10, 20, 25, 35, 50 and 65% of RAP were evaluated in the laboratory without the addition of rejuvenating agent (RA). In the second step, the behavior of the mixtures with 25 and 50% of RAP was evaluated after the addition of an engineered bio-based rejuvenator. The mixtures were designed according to the Marshall method and then, the tests of indirect tensile strength (ITS), moisture susceptibility, resilient modulus, dynamic modulus, repeated uniaxial test to determine the flow number and four-point bending fatigue test were performed. Although the added virgin binder content was higher than that calculated (assuming that all the RAP binder would be active and available to blend with the neat binder), a significant reduction in the virgin binder consumption was achieved. Regarding the ITS and the moisture susceptibility results, all mixes met the requirements set by the National Department of Transportation Infrastructure (DNIT) and São Paulo DOT (DER/SP). An increase of the resilient modulus (at 25°C) was observed for high RAP mixes, as well as an increase of the dynamic modulus in low frequencies (or high temperatures) zones, indicating a good resistance to permanent deformation that was further confirmed by the flow number results. In addition, it has been found that, regarding the fatigue life, it is possible to produce high RAP mixes with similar or even better properties than a conventional mix, once the rejuvenating agent is added. Additionally, three trial sections were constructed, with 25% (without RA), 25% (with RA) and 35% (with RA) of RAP in the wearing course layer of the Bandeirantes Highway (SP-348). Until the end of this research, a good performance of the applied recycled mixtures was observed. Finally, the study showed that not only the RAP content, but also the properties of the recycled material (type and properties of the aged binder, aggregate particle size and RAP specific densities) directly influence the design and the mechanical behavior of the mixes. The use of different RAP contents in wearing courses, when technically sound, is a promising technique in the future that increasingly seeks for sustainable constructions.
 
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Data de Publicação
2019-09-24
 
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