Study of the behavior of the asphalt rubber binders produced with WMA additives

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Planeamento e Infraestruturas de Transportes)A utilização de borracha reciclada de pneus usados em misturas betuminosas de pavimentos rodoviários pode ser uma excelente solução para os pneus em fim de vida. As características da borracha potenciam uma melhoria da qualidade das misturas. No entanto, as misturas produzidas com betume modificado com borracha apresentam a desvantagem de necessitarem de uma temperatura de produção mais elevada do que a das misturas convencionais. A presente dissertação visa estudar o comportamento do betume modificado com borracha produzido a temperaturas temperadas, pela utilização de aditivos redutores de temperatura, comparando-o com o do betume modificado com borracha produzido convencionalmente a temperaturas elevadas. Numa primeira fase realizou-se a caracterização básica e reológica do betume modificado com borracha produzido quer a temperaturas elevadas quer a temperaturas temperadas. Seguidamente produziram-se algumas misturas betuminosas para avaliar o efeito dos aditivos nas condições de produção, nomeadamente, na temperatura de produção e compactação, bem como na sensibilidade à água das misturas produzidas a temperaturas temperadas. Para análise da viabilidade técnica da utilização dos aditivos na produção de betume modificado com borracha produzido a temperaturas temperadas, comparou-se os respetivos resultados com os obtidos para o betume modificado com borracha produzido à temperatura convencional. A realização deste trabalho permitiu concluir que as misturas betuminosas produzidas a temperaturas temperadas apresentam um comportamento idêntico às misturas betuminosas com betume modificado com borracha produzido a quente, permitindo obter uma redução na temperatura de produção do betume modificado com borracha e das misturas betuminosas da ordem dos 20ºC.The use of recycled rubber from used tyres in road pavement asphalt mixtures can be an excellent solution for the end-of-life tyres. The characteristics of the rubber potentiate an improved quality of the mixtures. However, the mixtures produced with rubber modified bitumen (known as asphalt rubber) have the disadvantage of requiring a production temperature higher than that used on conventional asphalt mixtures. The present work aimed at studying the behaviour of the asphalt rubber binder produced at moderate temperatures, by the use of warm mix asphalt (WMA) additives, comparing it with that of asphalt rubber binder conventionally produced at high temperatures. Initially, the basic and rheological characterization of asphalt rubber binder, produced at both high and moderate temperatures, was carried out. Then some asphalt rubber mixtures were produced to evaluate the effect of additives in the production conditions, including the production and compaction temperature, as well as the water sensitivity of the warm asphalt rubber mixtures. To analyze the technical feasibility of the use of additives in the production of warm asphalt rubber binders, the respective results were compared with those obtained for the conventional asphalt rubber binder produced at high temperatures. This work allowed concluding that warm asphalt rubber mixtures show a behaviour similar to conventional asphalt rubber mixtures. A reduction in the production temperature of asphalt rubber binder and of the asphalt rubber mixtures in the order of 20 ºC was observed