ANALYSIS OF TEMPERATURE VARIATION DURING MIXING AND COMPACTION AND THE IMPACT OF BEESWAX ON THE STIFFNESS OF ASPHALT MIXTURES

Abstract

This study explores the potential of beeswax as a modifier for asphalt mixtures, focusing on its impact on pavement performance. The physical properties of the asphalt binder modified with 1 and 5% beeswax by weight of the binder were evaluated through penetration, softening point, and rotational viscosity tests. The modified binders were used to produce asphalt mixtures, where stiffness was assessed through indirect tensile strength and resilient modulus tests. The results indicated that beeswax reduced the binder's consistency, with a 9 and 12°C decrease in mixing and compaction temperatures when using 5% beeswax, demonstrating the potential for reducing greenhouse gas emissions in production and energy consumption. Statistical analyses revealed significant changes in mechanical properties, highlighting the impact of beeswax as a modifier. Warm mixtures with 1 and 5% beeswax showed 10.85 and 16.87% reductions in indirect tensile strength and 32.05 and 10.03% in resilient modulus, respectively, compared to conventional hot asphalt mixtures. Despite slightly lower performance at temperatures 10°C lower, the variations remained within acceptable limits. These findings underscore beeswax as a sustainable additive for asphalt pavements, offering viscosity reduction, lower working temperatures, and environmental benefits comparable to conventional modifiers. Keywords: alternative material; asphalt binder; physical and mechanical properties; t-test.   Análise da variação de temperatura durante a mistura e compactação e o impacto da cera de abelha na rigidez de misturas asfálticas   RESUMO: Este estudo explora o potencial da cera de abelha como modificador de misturas asfálticas, focando no impacto no desempenho do pavimento. Avaliou-se as propriedades físicas do ligante asfáltico modificado com 1 e 5% de cera de abelha por peso do ligante por meio de ensaios de penetração, ponto de amolecimento e viscosidade rotacional. Os ligantes modificados foram utilizados na produção de misturas asfálticas, onde a rigidez foi avaliada por meio dos ensaios de resistência à tração indireta e módulo de resiliência. Os resultados indicaram que a cera de abelha reduziu a consistência do ligante, com uma diminuição de 9 e 12°C nas temperaturas de mistura e compactação ao usar 5% de cera, mostrando potencial para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na produção e consumo de energia. Análises estatísticas revelaram alterações significativas nas propriedades mecânicas, destacando o impacto da cera de abelha como modificador. As misturas mornas com 1 e 5% de cera de abelha apresentaram reduções de 10,85 e 16,87% na resistência à tração indireta, e de 32,05 e 10,03% no módulo de resiliência, respectivamente, em comparação com misturas asfálticas convencionais a quente. Apesar de um desempenho ligeiramente inferior das misturas a temperaturas 10°C mais baixas, as variações permaneceram dentro dos limites aceitáveis. Essas descobertas destacam a cera de abelha como um aditivo sustentável para pavimentos asfálticos, oferecendo redução de viscosidade, temperaturas de trabalho mais baixas e benefícios ambientais comparáveis aos modificadores convencionais. Palavras-chave: material alternativo; ligante asfáltico; propriedades físicas e mecânicas; teste-t.This study explores the potential of beeswax as a modifier for asphalt mixtures, focusing on its impact on pavement performance. The physical properties of the asphalt binder modified with 1 and 5% beeswax by weight of the binder were evaluated through penetration, softening point, and rotational viscosity tests. The modified binders were used to produce asphalt mixtures, where stiffness was assessed through indirect tensile strength and resilient modulus tests. The results indicated that beeswax reduced the binder's consistency, with a 9 and 12°C decrease in mixing and compaction temperatures when using 5% beeswax, demonstrating the potential for reducing greenhouse gas emissions in production and energy consumption. Statistical analyses revealed significant changes in mechanical properties, highlighting the impact of beeswax as a modifier. Warm mixtures with 1 and 5% beeswax showed 10.85 and 16.87% reductions in indirect tensile strength and 32.05 and 10.03% in resilient modulus, respectively, compared to conventional hot asphalt mixtures. Despite slightly lower performance at temperatures 10°C lower, the variations remained within acceptable limits. These findings underscore beeswax as a sustainable additive for asphalt pavements, offering viscosity reduction, lower working temperatures, and environmental benefits comparable to conventional modifiers. Keywords: alternative material; asphalt binder; physical and mechanical properties; t-test.   Análise da variação de temperatura durante a mistura e compactação e o impacto da cera de abelha na rigidez de misturas asfálticas   RESUMO: Este estudo explora o potencial da cera de abelha como modificador de misturas asfálticas, focando no impacto no desempenho do pavimento. Avaliou-se as propriedades físicas do ligante asfáltico modificado com 1 e 5% de cera de abelha por peso do ligante por meio de ensaios de penetração, ponto de amolecimento e viscosidade rotacional. Os ligantes modificados foram utilizados na produção de misturas asfálticas, onde a rigidez foi avaliada por meio dos ensaios de resistência à tração indireta e módulo de resiliência. Os resultados indicaram que a cera de abelha reduziu a consistência do ligante, com uma diminuição de 9 e 12°C nas temperaturas de mistura e compactação ao usar 5% de cera, mostrando potencial para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na produção e consumo de energia. Análises estatísticas revelaram alterações significativas nas propriedades mecânicas, destacando o impacto da cera de abelha como modificador. As misturas mornas com 1 e 5% de cera de abelha apresentaram reduções de 10,85 e 16,87% na resistência à tração indireta, e de 32,05 e 10,03% no módulo de resiliência, respectivamente, em comparação com misturas asfálticas convencionais a quente. Apesar de um desempenho ligeiramente inferior das misturas a temperaturas 10°C mais baixas, as variações permaneceram dentro dos limites aceitáveis. Essas descobertas destacam a cera de abelha como um aditivo sustentável para pavimentos asfálticos, oferecendo redução de viscosidade, temperaturas de trabalho mais baixas e benefícios ambientais comparáveis aos modificadores convencionais. Palavras-chave: material alternativo; ligante asfáltico; propriedades físicas e mecânicas; teste-t