Avaliação da resistência à fadiga e à deformação permanente de ligantes com rap e biorejuvenescedor oriundo do óleo de soja
DOI:
https://doi.org/10.58922/transportes.v32i3.2903Palavras-chave:
Ligante. RAP. Fadiga. Deformação permanente.Resumo
O uso elevado de RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) em misturas asfálticas pode prejudicar a resistência a defeitos. Para melhorar as propriedades dos ligantes, usam-se agentes rejuvenescedores, que precisam ser bem dosados para atender às especificações. O objetivo desse trabalho foi investigar o comportamento de resistência ao dano por fadiga e deformação permanente de ligantes com RAP e biorejuvenescedor oriundo do oleo de soja. Foram avaliados 16 ligantes, obtidos da mistura entre o ligante CAP 50/70, ligante extraído do RAP e biorejuvenescedor. O ligante do RAP foi adicionado à mistura com ligante puro nas porcentagens de 15 e 30%, e biorejuvenescedor nas porcentagens de 5 e 10%, ambos em relação a massa total da amostra. Também foi avaliada uma amostra 100% ligante do RAP. Foram realizados os testes Linear Amplitude Sweep (LAS) e Multiple Stress Creep Recovery (MSCR) para avaliar fadiga e resistência à deformação permanente. Em paralelo, foram determinados: penetração, ponto de amolecimento, viscosidade e índice de instabilidade coloidal (pelo fracionamento SARA). Os resultados indicam que o aumento do teor de ligante do RAP compromete a resistência à fadiga, devido ao aumento da quantidade de ligante envelhecido, enquanto que a resistência à deformação permanente é afetada pelo aumento do teor de rejuvenescedor. O biorejuvenescedor epoxidado do óleo de soja se mostrou mais adequado na resistência para os dois defeitos. Foi encontrada uma boa correlação dos parâmetros de fadiga e deformação com as propriedades físicas, ao contrário do índice de instabilidade coloidal, que apresentou baixa relação com os parâmetros mecânicos.
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Referências
AASHTO (2022) AASHTO M323-22: Performance-Graded Asphalt Binder. Washington, DC: American Association of State Highway and Transportation Officials.
Abed, A.; N. Thom e D. Lo Presti (2018) Design considerations of high RAP-content asphalt produced at reduced temperatures. Materials and Structures, v. 51, n. 4, p. 91. DOI: 10.1617/s11527-018-1220-1. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527-018-1220-1
Almeida Jr., P. O. B. (2022) Reciclagem de Misturas 100% RAP: Investigação de Parâmetros para Avaliação e Dosagem de Agentes Rejuvenescedores com Foco na Fadiga. Tese (doutorado). Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria.
Ameri, M.; A. Mansourkhaki e D. Daryaee (2018) Evaluation of fatigue behavior of high reclaimed asphalt binder mixes modified with rejuvenator and softer bitumen. Construction & Building Materials, v. 191, p. 702-712. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.09.182. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.182
ASTM (2011) ASTM D2172-11: Standard Test Methods for Quantitative Extraction of Bitumen From Bituminous Paving Mixtures. West Conshohocken: ASTM.
ASTM (2015) ASTM D 7405-15: Standard Test Method for Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer. West Conshohocken: ASTM.
DNIT (2020) DNIT 423: Pavimentação – Ligante Asfáltico – Fluência e Recuperação de Ligante Asfáltico Determinados Sob Tensões Múltiplas (MSCR) – Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.
DNIT (2022) DNIT 439: Pavimentação – Ligante Asfáltico – Avaliação da Resistência à Fadiga de Ligantes Asfálticos Usando Varredura de Amplitude Linear (LAS – Linear Amplitude Sweep – Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.
Ferreira, W. (2021) Degree of rap binder activation and its impact on recycled asphalt mixture design. Tese (doutorado). Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE. Disponível em: <http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/60108>. (acesso em 21/03/2023).
Giustozzi, F.; M. Crispino; E. Toraldo et al. (2015) Mix design of polymer-modified and fiber-reinforced warm-mix asphalts with high amount of reclaimed asphalt pavement. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v. 2523, n. 1, p. 3-10. DOI: 10.3141/2523-01. DOI: https://doi.org/10.3141/2523-01
Huang, B.; X. Shu e D. Vukosavljevic (2011) Laboratory investigation of cracking resistance of hot-mix asphalt field mixtures containing screened reclaimed asphalt pavement. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 23, n. 11, p. 1535-1543. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000223. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000223
Kuang, D.; W. Liu; Y. Xiao et al. (2019) Study on the rejuvenating mechanism in aged asphalt binder with mono-component modified rejuvenators. Construction & Building Materials, v. 223, p. 986-993. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.07.330. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.330
Lesueur, D. (2009) The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification, Advances in Colloid and Interface Science, v. 145, n. 1-2, p. 42-82. http://doi.org/10.1016/j.cis.2008.08.011 PMid:19012871. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cis.2008.08.011
Liu, H.; W. Zeiada; G.G. Al-Khateeb et al. (2021) Use of the multiple stress creep recovery (MSCR) test to characterize the rutting potential of asphalt binders: a literature review. Construction & Building Materials, v. 269, p. 121320. DOI: 10.1016/j. conbuildmat.2020.121320. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121320
Mangiafico, S.; H. Di Benedetto; C. Sauzéat et al. (2016) Effect of colloidal structure of bituminous binder blends on linear viscoelastic behaviour of mixtures containing Reclaimed Asphalt Pavement, Materials & Design, v. 111, p. 126-39. http://doi.org/10.1016/j. matdes.2016.07.124. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.07.124
Moghaddam, T. e H. Baaj. (2016) The use of rejuvenating agents in production of recycled hot mix asphalt: a systematic review. Construction & Building Materials, v. 114, p. 805-816. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.015
Nascimento, L.A.H. (2016) Previsão da Vida de Fadiga a Partir do Modelo S-VECD. Fortaleza: Departamento de Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará. Apresentação.
Olivieri, G.V.; J.V. De Quadros Jr. e R. Giudici (2020) Epoxidation reaction of soybean oil: experimental study and comprehensive kinetic modeling. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 59, n. 42, p. 18808-18823. DOI: 10.1021/acs.iecr.0c03847. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c03847
Raul, C.M. (2019) Avaliação a Nível de Ligantes da Aplicabilidade de Material Fresado na Execução de Misturas Asfalticas Antirreflexão de Trincas. Dissertação (mestrado). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo. DOI: 10.11606/D.3.2020. tde-07012020-153048.
Shen, J.; S. Amirkhanian e B. Tang (2007) Effects of rejuvenator on performance-based properties of rejuvenated asphalt binder and mixtures. Construction & Building Materials, v. 121, n. 5, p. 236-245. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2006.03.006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.03.006
Silva, J. P. S. (2011) Avaliação dos Efeitos de Produtos Rejuvenescedores em Misturas Asfálticas. Tese (doutorado). Universidade de Brasília. Brasília. Disponível em: <http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/8705>. (acesso em 21/03/2023).
Silva, S. (2005). Contribuição ao Estudo do Envelhecimento de Ligantes Asfálticos: Influência da Adição de Polímeros e Comportamento Frente à Radiação UV. Tese (doutorado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Disponível em: < http://hdl. handle.net/10183/7349>. (acesso em 21/03/2023)
Takahashi, M. (2020) Avaliação do Envelhecimento e Rejuvenescimento de Ligantes Asfalticos. Dissertação (mestrado). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo. DOI: 10.11606/D.3.2020.tde-25012021-101332. DOI: https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-25012021-101332
Uchoa, A.; W. Rocha; J. Feitosa et al. (2021) Bio-based palm oil as na additive for asphalt binder: chemical characterization and rheological properties, Construction & Building Materials, v. 285, p. 122883. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122883
Wang, C. e Y. Wang (2019) Physico-chemo-rheological characterization of neat and polymer-modified asphalt binders, Construction & Building Materials, v. 199, p. 471-482. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.12.064 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.064
You, Z.; J. Mills-Beale; J. Foley et al. (2011) Nanoclay-modified asphalt materials: Preparation and characterization, Construction & Building Materials, v. 25, n. 2, p. 1072-8. http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.070. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.070
Zargar, M.; E. Ahmadinia; H. Asli et al. (2012) Investigation of the possibility of using waste cooking oil as a rejuvenating agent for aged bitumen, Journal of Hazardous Materials, v. 233-234, p. 254-258. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.06.021. PMid:22818590. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.06.021
Zaumanis, M.; R.B. Mallick e R. Frank (2014) 100% Recycled hot mix asphalt: a review and analysis. Resources, Conservation and Recycling, v. 92, p. 230-245. DOI: 10.1016/j.resconrec.2014.07.007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2014.07.007
Zhang, J.; A.N.M. Faruk; P. Karki et al. (2016) Relating asphalt binder elastic recovery properties to HMA cracking and fracture properties. Construction & Building Materials, v. 21, p. 958-964. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.05.157. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.157
Zhou, Z.; X. Gu; Q. Dong et al. (2019) Rutting and fatigue cracking performance of SBS-RAP blended binders with a rejuvenator, Construction & Building Materials, v. 203, p. 294-303. http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.119. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.119
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