The use of foamed bitumen in the production of more sustainable asphalt mixtures

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia CivilEste trabalho teve como principal objetivo estudar misturas betuminosas temperadas com o uso de betume-espuma. O uso de misturas betuminosas temperadas (MBT) em vez de misturas betuminosas a quente (MBQ) prende-se com a sustentabilidade das primeiras. As misturas betuminosas temperadas são produzidas a temperaturas mais baixas do que as MBQ, tornando-se assim menos prejudiciais ao ambiente. No entanto, para a sua utilização generalizada é necessário comprovar o seu desempenho em relação às misturas a quente, uma vez que são novas tecnologias que conduzem a dúvidas. Neste trabalho é feita uma comparação entre duas misturas, uma convencional e outra temperada. Esta última foi produzida com betume-espuma, que permite envolver melhor os agregados a baixas temperaturas. Para a produção de betume-espuma foi utilizado um aditivo, devido à falta de estabilidade da espuma. Foram realizados vários ensaios, ao nível do desempenho e comportamento das misturas betuminosas. Os ensaios “Anel & Bola”, viscosidade dinâmica, penetração a 25ºC e reologia foram realizados aos betumes. As misturas betuminosas foram ensaiadas para medição das baridades máxima teórica e aparente, compactabilidade, sensibilidade à água (resistência à tração indireta), módulo de rigidez e resistência à fadiga e à deformação permanente. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que é viável o uso de betume-espuma para as misturas betuminosas temperadas. No entanto, são necessários estudos mais aprofundados para que estas misturas (MBT) sejam melhores do que as MBQ, uma vez que são mais sustentáveis.The main objective of this work is to study warm mix asphalts produced with foamed bitumen. The use of Warm Mix Asphalt (WMA) instead of Hot Mix Asphalt (HMA) is related to the sustainability of the WMA. The WMA mixtures are produced at lower temperatures than those of HMA, making them less harmful to the environment. However, for its generalized use it is necessary to prove its performance in relation to HMA mixtures, since new technologies always raise doubts about their efficiency. In this work, a comparison is made between two mixtures, one HMA and one WMA. The latter was produced with foamed bitumen, which coats the aggregates more efficiently at lower temperatures. For the production of the foamed bitumen an additive was used to stabilise the foam. Several tests were performed to assess the performance of the asphalt mixtures. Softening point (Ring & Ball), dynamic viscosity, penetration at 25ºC and rheology tests were performed to determine bitumen’s properties. The asphalt mixtures were tested in order to evaluate the maximum theoretical and bulk densities, and also their compactability, water sensitivity (indirect tensile strength), stiffness modulus and fatigue and the rutting resistance. Based on the results obtained, it was possible to conclude that it is feasible to use foamed bitumen on warm mix asphalt. However, further studies are needed for these mixtures (WMA), to prove that they can perform better than HMA, since they are more sustainable