Use of modified bitumens in the regeneration of mixtures with high RAP contents

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia CivilAtualmente, a reciclagem de materiais assume uma importância crescente para a Sociedade, e em particular no que diz respeito ao sector da construção. Nas infraestruturas rodoviárias caminha-se no mesmo sentido, uma vez que a reutilização de materiais nas misturas betuminosas permite fazer frente ao gradual aparecimento duma grande diversidade de resíduos, sendo ainda possível reduzir os custos de produção. O presente estudo tem como objetivo avaliar as vantagens da utilização de betumes modificados comerciais e produzidos em laboratório na regeneração de misturas com elevadas taxas de reciclagem. Os materiais utilizados foram material fresado, agregados novos, polímeros e betumes. Na modificação dos betumes base foram utilizados polímeros virgens (SBS), reciclados (EVA) e reativos (Regefalt), e ainda um betume modificado comercial. Os ensaios laboratoriais demonstram que a utilização de betumes modificados como materiais regeneradores melhora significativamente o desempenho das misturas nos ensaios de fadiga e deformação permanente, por comparação com uma mistura de referência que utilize um rejuvenescedor comercial. No que diz respeito à sensibilidade à água todas as misturas produzidas com estes betumes regeneradores demonstram um excelente resultado. Porém, a mistura produzida com o betume modificado comercial destaca-se das restantes pela maior capacidade em resistir a este fenómeno. Quanto à resistência ao envelhecimento, os ligantes modificados apresentam um resultado equivalente à mistura de referência, ou ligeiramente melhor no caso do betume regenerador com polímero SBS. Os ensaios químicos permitem concluir que a utilização dos betumes modificados como materiais regeneradores permite baixar os índices de carbonilo, associados ao envelhecimento do betume, sendo que o betume regenerador com SBS é o que apresenta maior capacidade para reduzir a oxidação do ligante.Nowadays, the recycling materials has gained a growing importance for our Society, and especially in the construction sector. The same path is being followed in terms of road infrastructures, since the reuse of materials in asphalt mixtures allows facing the gradual emergence of a great diversity of waste, being also possible to reduce the production costs. The current study has the objective of evaluating the advantages of using commercial and laboratory produced modified bitumens for regeneration of asphalt mixtures with high recycling rates. The materials used were reclaimed asphalt pavement (RAP), new aggregates, polymers and bitumens. The polymers applied in the modification of the base bitumens were virgin (SBS), recycled (EVA) and reactive (Regefalt). In addition, a commercial modified bitumen was also used. The laboratory tests demonstrate that using modified bitumens as regenerators improves significantly the mixtures performance concerning fatigue and permanent deformation, namely when compared to a reference mixture that contains a commercial rejuvenator. In regard to water sensitivity all the mixtures produced with these regenerating bitumens showed excellent results. However, the mixture produced with a commercial modified bitumen stands out from the rest because of its higher resistance to that phenomenon. About the aging resistance, the modified binders reveal results equivalent to those of the reference mixture, or slightly better in the case of the regenerating bitumen with SBS polymer. Chemical tests allow concluding that the modified bitumens used as regenerators are able to reduce the carbonyl rates, associated to bitumen aging, wherein the regenerating bitumen with SBS is the one showing higher capacity to reduce the binder’s oxidation.FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia: projeto PLASTIROADS (PTDC/ECM/119179/2010 ou FCOMP-01-0124-FEDER-020335),FEDER através do Programa Operacional de Competitividade (COMPETE