Reciclagem de misturas 100%RAP: investigação de parâmetros para avaliação e dosagem de agentes rejuvenescedores com foco na fadiga
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Data
2022-08-24Primeiro coorientador
Pires, Gustavo Menegusso
Primeiro membro da banca
Caro, Silvia
Segundo membro da banca
Leite, Leni Figueiredo Mathias
Terceiro membro da banca
Pereira, Deividi da Silva
Quarto membro da banca
Bueno, Lucas Dotto
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A reciclagem de pavimentos asfálticos é uma alternativa da industria da pavimentação contemporânea como uma
resposta ao aumento considerável no preço dos materiais asfálticos e a necessidade em promover a sustentabilidade
e a conservação dos recursos naturias. O uso do Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) no concreto asfáltico tornouse atrativa por promover ganhos econômicos e ambientais principalmente pela redução do consumo de agregados
e ligantes asfálticos virgens. Os teores de incorporação do material RAP em novas misturas são limitados devido
às características do ligante presente no RAP: alta rigidez e elasticidade, com baixa propriedade coesiva, resultando
em misturas susceptíveis ao trincamento térmico e por fadiga. Para compensar a elevada rigidez, agentes
rejuvenescedores (ARs) são utilizados, com a concentração ótima ou a dosagem definida com base em
propriedades de penetração, ponto de amolecimento, Performance Grade de alta e baixa temperatura. No entanto,
esses parâmetros possuem pouca ou nenhuma relação direta com um dos principais mecanismos de falha de
misturas recicladas: o dano por fadiga. Diante disso, essa pesquisa teve por objetivo avaliar a potencialidade de
agentes rejuvenescedores em recuperar a vida de fadiga e definir parâmetros de dosagem com base neste
mecanismo de danificação a partir da análise em ligantes e validações em misturas asfálticas 100% RAP. Foram
avaliadas diferentes definições de falha, critérios de ruptura e equações de previsão da vida de fadiga a fim de
identificar quais são sensíveis aos efeitos do envelhecimento e do rejuvenescimento em ligantes e misturas
asfálticas. Para isso, o estudo explorou duas diferentes fontes de RAP em três capítulos experimentais. No primeiro
capítulo, o processo de recuperação dos ligantes RAP no evaporador rotativo foi implementado e calibrado por
meio de analises e testes reológicos e de desempenho. Esta seção evidenciou que a aplicação de testes em ligantes
foi assertiva para identificar a completa evaporação do solvente sem promover envelhecimento adicional nos
materiais. Em contrapartida, o procedimento conduzido pela norma resultou em ligantes com solvente residual,
subestimando o nível de rigidez e o nível de envelhecimento. Os ligantes RAPs foram utilizados no segundo
capítulo para análise dos efeitos do envelhecimento, juntamente com ligantes envelhecidos em laboratório, e do
rejuvenescimento por dois ARs comerciais (R e S). De modo geral, os efeitos do envelhecimento são de maior
intensidade em propriedades medidas em altas temperaturas do que nas baixas e intermediárias temperaturas,
resultando em diferentes dosagens dos ARs de acordo com o domínio de análise do critério escolhido. Os teores
de ARs definidos com base em 12 parâmetros de fadiga extraídos do teste LAS resultaram em concentrações
similares, com baixo desvio padrão e coeficiente de variação quando determinados pelas definições de falha de
queda de 50%|G*|, pico do C.N e máximo C².N.(1-C). A dosagem dos ARs por parâmetros de fadiga resultou em
teores inferiores quando adotado parâmetros linear viscoelastico (LVE) e de dano por deformação permanente. No
último capítulo, dez misturas asfálticas 100%RAP com diferentes concentrações de agente R, com combinação
entre AR e HiMA, e duas misturas de referência foram investigadas quanto ao efeito do envelhecimento e do
rejuvesnecimento em propriedades LVE e de desempenho. A ação do AR e AR + HiMA resultaram em misturas
mais rígidas e menos flexíveis em altas temperaturas, e menos rígidas e mais flexíveis em temperaturas
intermediárias e baixas quando comparadas às misturas com materiais virgens. Com relação à fadiga, os efeitos
do envelhecimento e rejuvenescimento foram identificados nas curvas C vs S, nos critérios de ruptura do GR
e DR
,
em soluções analíticas de simulações de vida de fadiga e de desempenho no FlexPAVETM. A partir da correlação
entre os resultados do LAS e as simulações no FlexPAVETM, identificou-se que a utilização das definições de falha
do pico do C.N e máximo C².N.(1-C), com a previsão da vida de fadiga pela equação de Wang et al. (2015),
resultou em correlações acima de 0,84 independente do nível de deformação (2,5% e 5%) e intervalo do Fator de
Fadiga de Ligantes - FFL (1,0% a 2,5%, 2,5% a 5,0% e 1,0% a 5,0%). Assim, essas formulações de cálculo podem
ser propostas para selecionar e dosar o agente rejuvenescedor com base no dano por fadiga.
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