Fatigue analysis in hot recycled asphalt mixtures

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2020.Os pavimentos flexíveis, ao longo de sua vida útil estão sujeitos a solicitações oriundas do tráfego, que causam deformações, gerando dano ao revestimento. Sendo as patologias mais recorrentes o trincamento por fadiga e a deformação permanente, cujo processo de fadiga está relacionado ao trincamento do revestimento asfáltico, devido o carregamento repetido, estando a fadiga relacionada a rigidez das misturas e do material. Assim, dada premissa dos deslocamentos e interligações geográficas no Brasil serem em maioria realizado pela matriz rodoviária, a necessidade de conceber pavimentos com melhor desempenho à fadiga é um tema relevante. E juntamente com a precisão de novas estruturas, surge a preocupação com o meio ambiente mediante a exploração de jazidas, demandando a adoção de técnicas sustentáveis, e menos poluentes para a pavimentação. Nesta perspectiva, a reciclagem de pavimentos traz a possibilidade de redução do quantitativo de exploração às jazidas de agregados minerais, com a utilização do RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) em substituição matriz de agregados da mistura em até 100%. Logo, a presente pesquisa teve como foco estudar o comportamento da fadiga em misturas asfálticas recicladas à quente, utilizando agregado do tipo micaxisto, ligante CAP 50-70, e agente rejuvenescedor AR-5, com teores de 25, 45 e 100% de incorporação do RAP em substituição dos agregados. O processo de dosagem adotado conforme especificação Superpave, focou na análise de desempenho mecânico das misturas em aspectos de resistência, deformação, adesão e coesão. Os resultados obtidos, indicaram um bom desempenho das misturas recicladas. Nos ensaios de módulo resiliência e resistência a tração, foram observados proporcionalidade nos valores obtidos com incorporação de RAP, além da coesão e adesão atestada pelo dano por umidade induzida e desgaste cântabro serem satisfatórias. Constatou-se uma melhora no módulo dinâmico para misturas com maiores teores, isso se deve ao fato das misturas estarem mais rígidas. Devido a fadiga estar associada a rigidez, as misturas com maiores incorporações tenderam a uma menor vida de fadiga, estando a mistura com 25% de RAP com melhor comportamento. Sobretudo os resultados indicaram um bom desempenho mecânico das misturas asfálticas recicladas quente, comprovando a viabilidade na aplicação da técnica em obras de pavimentação.Flexible pavements, throughout their useful life, are subject to stresses arising from traffic, which cause deformations, causing damage to the coating. The most common pathologies are fatigue cracking and permanent deformation, whose fatigue process is related to cracking of the asphalt coating, due to repeated loading, with fatigue being related to the stiffness of mixtures and material. Thus, given the premise that displacements and geographical interconnections in Brazil are mostly carried out by the road network, the need to design pavements with better fatigue performance is a relevant topic. And along with the precision of new structures, concern with the environment arises through the exploitation of deposits, demanding the adoption of sustainable and less polluting techniques for paving. In this perspective, the recycling of pavements brings the possibility of reducing the amount of exploration to the deposits of mineral aggregates, with the use of RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) in substitution matrix of aggregates of the mixture in up to 100%. Therefore, the present research focused on studying the behavior of fatigue in hot recycled asphalt mixtures, using mica shale aggregate, CAP 50-70 ligand, and AR-5 rejuvenating agent, with contents of 25, 45 and 100% of incorporation RAP instead of aggregates. The dosing process adopted according to the Superpave specification, focused on the analysis of the mechanical performance of the mixtures in aspects of strength, deformation, adhesion and cohesion. The results obtained, indicated a good performance of the recycled mixtures. In the tests of resilience module and tensile strength, proportionality was observed in the values obtained with the incorporation of RAP, in addition to the cohesion and adhesion attested by the damage caused by moisture and cannabinoid wear are satisfactory. There was an improvement in the dynamic module for mixtures with higher contents, this is due to the fact that the mixtures are more rigid. Due to fatigue being associated with stiffness, mixtures with greater incorporation tended to have a shorter fatigue life, with the mixture having 25% RAP with better behavior. Above all, the results indicated a good mechanical performance of hot recycled asphalt mixtures, proving the feasibility in applying the technique in paving works