Desempenho de misturas betuminosas temperadas com incorporação de MBR (Misturas Betuminosas Recuperadas) e resíduos plásticos

Abstract

A indústria de construção rodoviária tem adotado novas técnicas de produção de misturas betuminosas, como a produção a temperaturas mais baixas, incorporação de misturas betuminosas recuperadas (MBR) e resíduos, para reduzir os impactos ambientais, o consumo de energia e as emissões de gases para a atmosfera. O principal objetivo deste estudo é desenvolver uma mistura betuminosa temperada com incorporação de uma elevada taxa de MBR e plástico de alta densidade (HDPE) com uma emulsão catiónica de rotura lenta (RECIEMUL 90 C60B5 REC) para uma camada de base, comparando o seu desempenho mecânico com o de uma mistura a quente. Esta dissertação apresenta, primeiramente, uma revisão bibliográfica, que aborda a temática das misturas betuminosas temperadas, respetivas temperaturas de produção, resumo da evolução ao longo da história, técnicas de produção mais utilizadas e vantagens e desvantagens da sua utilização. Posteriormente, faz-se uma breve abordagem a vários resíduos utilizados nas misturas betuminosas, expondo-se os prós e contras da sua aplicação e os seus métodos de incorporação. Em seguida, apresenta-se a metodologia utilizada na produção de misturas em laboratório, com diferentes percentagens de ligante e plástico. Por último, realiza-se o ensaio de sensibilidade à água, de forma a avaliar o seu efeito na melhor mistura produzida, sendo, posteriormente, apresentadas as considerações finais e recomendações para estudos futuros. Os resultados obtidos mostraram que as misturas produzidas com incorporação de 65% de MBR e 4% de HDPE, cumpriram os requisitos preconizados no Cadernos de Encargos das Estradas de Portugal, atualmente Infraestruturas de Portugal, nomeadamente, Porosidade com 4.7 %, VMA com 14.4%, Estabilidade Marshall com 13.3 kN, Quociente de Marshall com 2.6 kN/mm e Resistência conservada em tração indireta com 100%. A deformação Marshall apresentou 5.4mm sendo o valor máximo 4mm. No que diz respeito à mistura desenvolvida no estudo, a mesma apresenta grandes vantagens ambientais e económicas, ainda assim são necessários mais estudos para potenciar este novo tipo de misturas.The road construction industry has adopted new techniques for producing asphalt mixtures, such as production at lower temperatures, incorporation of reclaimed asphalt pavement (RAP) and waste materials to reduce environmental impacts, energy consumption, and emissions of gases into the atmosphere. The main objective of this study is to develop a warm mix asphalt with the incorporation of high ratio of RAP and high-density polyethylene (HDPE) with a slow breaking cationic emulsion (RECIEMUL 90 C60B5 REC) for a base layer, comparing its mechanical performance with a hot mixture. This dissertation first presents a literature review that addresses the topic of tempered asphalt mixtures, their production temperatures, a summary of their evolution throughout history, the most used production techniques, and the advantages and disadvantages of their use. Subsequently, a brief overview of various waste materials used in asphalt mixtures is provided, including the pros and cons of their application and methods of incorporation. Next, the methodology used in the laboratory production of mixtures with different binder and plastic percentages is presented. Finally, a water sensitivity test is performed to evaluate its effect on the best produced mixture, followed by final considerations and recommendations for future studies. The results obtained showed that the mixtures produced with an incorporation of 65% MBR and 4% HDPE met the requirements recommended in the, Caderno de Encargos das Estradas de Portugal currently Infraestruturas de Portugal, namely, Porosity with 4.7%, VMA with 14.4%, Marshall Stability with 13.3 kN, Marshall Quotient with 2.6 kN/mm, and Indirect Tensile Strength Ratio with 100%. The Marshall deformation was 5.4mm, with a maximum value of 4mm. Regarding the mixture developed in the study, it has significant environmental and economic advantages, although further studies are necessary to enhance this new type of mixture

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