Avaliação da rigidez de misturas recicladas cimentadas: Abordagem elástica e viscoelásticas
DOI:
https://doi.org/10.14295/transportes.v26i1.1342Keywords:
Reclaimed Asphalt Pavement, Viscoelastic, StiffnessAbstract
This paper presents a study of a mixture of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) with powdered rock and Portland cement. Tests were performed to verify the behavior of the mixture regarding the stiffness characteristics, so it was possible to evaluate the influence of cementation process and compaction efforts on the elastic and viscoelastic properties of the cemented mixture. The results showed that there is an increment in material stiffness for the three studied cement mixes (3, 5 and 7%) as well as an increment in the apparent specific dry weights (2,0, 2,1 and 2,2 g/cm³). It can be demonstrated that these mixes have viscoelastic properties derived from asphalt binder present in the RAP. Lastly, this paper shows that should be careful with the designing pavements considering the material as only elastic, since it’s clear the material stiffness dependency of temperature and load frequency.Downloads
References
AASHTO (2011) T 342. Determining dynamic modulus of hot-mix asphalt concrete mixtures. Washington, D. C.
AASHTO (2015) TP 79. Standard Method of Test for Determining the Dynamic Modulus and Flow Number for Asphalt Mixtures Using the Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT).Washington, DC.
ABEDA (2011). Disponível em < http://www.abeda.org.br/>
ABNT (1991) NBR 5733. Cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2016) NBR 15619. Determinação da densidade máxima teórica e da massa específica máxima teórica em amostras não compactadas. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2010) NBR 16018. Misturas asfálticas – Determinação da rigidez por compressão diametral sob carga repetida. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2001) NBR NM23. Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2009a) NBR NM52. Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2009b) NBR NM53. Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, RJ.
ABNT (2003) NBRNM 248. Agregados - Determinação da composição granulométrica, Rio de Janeiro, RJ.
Almeida Jr.; P. O. B. (2016) Comportamento mecânico de concretos asfálticos com diferentes granulometrias, ligantes e méto-dos de dosagem. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFSM – Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria.
Araujo, V. M. C.; I. S. Bessa; V. T. F. C. Branco e J. B. Soares (2013). Utilização do processamento digital de imagens para caracterização de material fresado. XXVII Congresso da Associação Nacional de Pesquisa e Ensino em Transportes (ANPET), Belém.
ARRA (1997) Pavement Recycling Guidelines for State and Local Governments Participant's Reference Book. U.S. Depart-ment of Transportation, FHWA-SA-98-042. Washington, D.C.
Arulrajah A.; J. Piratheepan e M. M. Disfani (2013) Reclaimed asphalt pavement and recycled concrete aggregate blends in pavement subbases: laboratory and field evaluation. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 26, n. 2. DOI:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000850
ASTM (2015) D 4123. Standard Test Method for Indirect Tension Test for Resilient Modulus of Bituminous Mixtures. West Conshohocken.
Balbo, J. T. (2007) Pavimentação asfáltica: materiais, projetos e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, 558 p.
Bastos, J. B. S.; R. L. Borges; J. B. Soares e L. M. G. Klinsky (2015) Avaliação em laboratório e em campo da deformação per-manente de pavimentos asfálticos do Ceará e de São Paulo. Transportes, v. 23, n. 3, p. 44-55. DOI:10.14295/transportes.v23i3.914
Bernucci, L. B.; L. M. G. Motta; J. A. P. Ceratti e J. B. Soares (2010) Pavimentação asfáltica: formação básica para engenhei-ros. Rio de Janeiro, 504 p.
Bessa, I. S.; L. R. Almeida.; K. L. Vasconcelos e L. L. B. Bernucci (2016a) Design of cold recycled mixes with asphalt emulsion and portland cement. Canadian Journal of Civil Engineering, v. 43, n. 9, p. 773-782. DOI: 0.1139/cjce-2016-0111
Bessa, I. S.; A. L. Aranha; K. L. Vasconcelos; L. L. B. Bernucci; A. H. M. Silva e J. M. Chaves (2014) Caracterização mecânica de misturas asfálticas recicladas a frio. 21º Encontro de Asfalto, Rio de Janeiro.
Bessa, I S.; A. L. Aranha; K. L. Vasconcelos; A. H. M. Silva e L. L. B. Bernucci (2016b). Laboratory and field evaluation of recycled unbound layers with cement for use in asphalt pavement rehabilitation. Materials and Structures, v. 49, n. 7, p. 2669–2680. DOI: 10.1617/s11527-015-0675-6
Bilodeau, K.; C. Sauzéat; H. Di Benedetto; F. Olard e D. Bonneau (2011) Laboratory and in situ investigations of steel fiber reinforced compacted concrete containing reclaimed asphalt pavement. 90th annual meeting of the transportation re-search board, Washington, DC.
Bonfim, V. (2016) Fresagem de Pavimentos Asfálticos. 3 ed., São Paulo: Exceção editorial.
Bruxel, D. F. (2015) Estudo do comportamento viscoelástico de concretos asfálticos convencionais e modificados através de ensaios de laboratório e de análise de desempenho. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFSM – Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria.
CentofantE, R. (2016) Estudo laboratorial da utilização de material fresado em misturas de reciclagem a quente. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UFSM – Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria.
Christensen, R. M. (1982) Theory of Viscoelasticity. New York: Dover Publications, Inc.
Consoli, N. C.; E. Pasche; L. P. Specht e M. C. Tansky (2017) Key parameters controlling dynamic modulus of crushed re-claimed asphalt paving–powdered rock–Portland cement blends. Road materials and pavement design, v. 4, n. 2, p. 1-18. DOI: 10.1080/14680629.2017.1345779
Daniel J. S.; N. Gibson; S. Tarbox; A. Copeland e A. Andriescu (2013) Effect of long-term ageing on RAP mixtures: laboratory evaluation of plant-produced mixtures. Road Materials and Pavement Design, v.14, n. 2, p. 173-192. DOI: 10.1080/14680629.2013.812840
Dalla Rosa, F.; J. F. Silva; L. A. T. Brito e J. A. P. Ceratti (2015) Análise do comportamento mecânico de um pavimento reciclado com adição de diferentes agentes estabilizadores. Transportes, v. 23, n. 2, p. 95-104. DOI: 10.14295/transportes.v23i2.880
Di Benedetto, H.; B. Delaporte; P. Chaverot e G. Gauthier (2004) Linear viscoelastic behavior of bituminous materials: from binders to mixes. Road Materials and Pavements Design, v. 5, n. 1, p. 163-202. DOI : 10.1080/14680629.2004.9689992
Di Benedetto, H. e J. F. Corté (2005) Matériaux routiers. Paris: Hermes-Lavoisier, Paris. 283 p. Vol. 2.
Di Benedetto H. e F. Olard (2003) General 2S2P1D Model and relation between the Linear viscoelastic behaviours of bitu-minous binders and mixes. Road Materials and Pavement Design, v. 4, n. 2, p. 185-224. DOI: 10.1080/14680629.2003.9689946
Di Benedetto, H.; M. N. Partl; L. Francken e C. De La Roche (2001) Stiffness testing for bituminous mixtures. Materials and Structures. v. 34, n. 2, p.66-70 DOI: 10.1007/BF02481553
DNER (1994) ME 053.Misturas betuminosas – percentagem de betume, Rio de Janeiro.
DNIT (2006a) Manual de pavimentação. Rio de Janeiro.
DNIT (2006b) Manual de restauração de pavimentos asfálticos. Rio de Janeiro.
DNIT (2010a) ES 141: Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente. Rio de Janeiro.
DNIT (2010b) ME 135: Pavimentação asfáltica - Misturas asfálticas -Determinação do módulo de resiliência. Rio de Janeiro.
Dong, Q. e B. Huang (2013). Laboratory evaluation on resilient modulus and rate dependencies of RAP used as unbound base material. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 26, n. 2, p 379-383. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000820
Francken, L. e M. Partl (1996) Complex modulus testing of asphaltic concrete: RILEM Inter laboratory test program. Journal of the Transportation Research Board. v. 1545. DOI: 10.3141/1545-18
Guatimosim, F. V.; K. L. Vasconcelos; L. L. B. e K. Jenkins (2016). Laboratory and field evaluation of cold recycling mixture with foamed asphalt. Road Materials and Pavement Design, v. 19, n. 2, p. 385-399. DOI: 10.1080/14680629.2016.1261726
Hajj, E. Y.; P. E. Sebaaly e R. Shrestha (2009) Laboratory evaluation of mixes containing recycled asphalt pavement (RAP). Road Materials and Pavement Design, v. 10, n. 3, p. 495-517. DOI: 10.1080/14680629.2009.9690211
Hermes, T. B.; J. A. Echeverria e L. P. Specht (2016) Utilização de material fresado como camada de pavimentos em con-strução de faixa adicional. Revista Pavimentação. v. 41, p. 49 - 62.
Hornych P.; J.M. Balay; C. Mauduit e D. Bodin (2013) Evaluation of the concept of equivalent temperature for pavement design. Ninth International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields. Trondheim, Norway.
Hoyos L.; A. J. Puppala e C. Ordonez (2011) Characterization of cement-fiber-treated reclaimed asphalt pavement aggre-gates: preliminary investigation. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 23, n. 7. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000267
Hoy M.; S. Horpibulsuk; R. Rachan; A. Chinkulkijniwat e A. Arulrajah (2016a) Recycled asphalt pavement – fly ash geopoly-mers as a sustainable pavement base material: Strength and toxic leaching investigations. Science of the Total Environ-ment, v. 573. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.08.078
Hoy M.; S. Horpibulsuk e A. Arulrajah (2016b) Strength development of Recycled Asphalt Pavement – Fly ash geopolymer as a road construction material. Construction and Building Materials, v. 117, p. 209-219. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.136
Huang, H. Y. (1993) Pavement analysis and design. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 805p.
Hunter R. N. (1994) Bituminous mixtures in road construction. London: Thomas Telford. 441p.
Lo Presti D.; N. A. Hassan; G. Airey e A. Collop (2013) Fundamental characterization of reclaimed asphalts: the importance of testing homogeneous specimens. Road Materials and Pavement Design, v.14, n. suplementar 1, p. 120 -131. DOI: 10.1080/14680629.2013.774750
Lopes, M.; T. Gabet; L. L. B. Bernucci; V. Mouillet e Y. Brosseaud (2015). Incorporacão de Elevado percentual (50%) de material asfaltico fresado a misturas asfálticas mornas. XVIII Congreso Ibero Latinoamericano del Asfalto, Bariloche.
Loureiro, T. G.; J. B. SoareS e L. M. G. Motta (2004). Estudo do desempenho de concreto asfáltico com fresado pelo críterio da deformação de tração crítica. 17º Encontro de Asfalto, Rio de Janeiro. p. 308-319.
Mangiafico S.; H. Di Benedetto; C. Sauzéat; F. Olard; S. Pouget S. e L. Planque(2013) Influence of reclaimed asphalt pave-ment content on complex modulus of asphalt binder blends and corresponding mixes: experimental results and model-ing. Road Materials and Pavement Design, v. 14, p.132-148. DOI: 10.1080/14680629.2013.774751
Medina. J. e L. M. G. Motta (2015) Mecânica dos pavimentos. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 570p.
Mendes L. O. e G. L. O. Marques (2012) Avaliação da influência do método Bailey no processo de dosagem e desempenho de misturas asfálticas. Transportes, Rio de Janeiro, v. 20, n. 4, p. 35–43. DOI: 10.4237/transportes.v20i4.574
Moreira, J. P. V.; P. Pereira e A. G. Correia (2003) Reutilização de material fresado em camadas estruturais de pavimento. IV Congresso Rodoviário Português – Centro de Congressos do Estoril.
Moreira, H. S. e J. B. Soares (2004). Comparação do comportamento mecânico de misturas asfálticas recicladas a frio com diferentes teores de agregado fresado incorporado. XVII Congresso de Ensino e Pesquisa em Transportes ANPET, Floria-nópolis. v. 01. p. 01-10.
Nguyen, M. L.; J. M. Balay; H. Di Benedetto; C. Sauzéat; K. Bilodeau; F. Olard; B. Héritier; H. Dumont e D. Bonneau (2016) Evaluation of pavement materials containing RAP aggregates and hydraulic binder for heavy traffic pavement. Road Ma-terials and Pavement Design, v. 18, n. 2, p.264-280. DOI: 10.1080/14680629.2016.1213483
Oliveira, J. A.; V. T. F. C. Branco e J. B. Soares (2013). Avaliação do procedimento de dosagem de misturas asfálticas recicla-das mornas com diferentes percentuais de fresado. XVII Congresso Ibero-Latinoamericano del Asfalto, Guatemala.
Papagiannakis, A. T. e E. A. Massad (2008) Pavement Design and Materials. Hoboken: John Wiley& Sons. 542p.
Pasche, E.; C. F. C. E. Silva; G. M. Pires; L. P. Specht e J. A. Echeverria (2014). Estudo das características tecnológicas do fresado e suas aplicações em camadas de pavimento no Rio Grande do Sul. 21º Encontro do Asfalto, Rio de Janeiro.
Pires, G. M.; L. P. Specht; G. Pinheiro; D. S. Pereira e E. M. Renz (2016) Comportamento mecânico de material fresado após processo de estabilização granulométrica e química por meio da incorporação de cimento e cinza de casca de arroz moída. Matéria, UFRJ, v. 21. DOI: 10.1590/S1517-707620160002.0035.
Puppala A. J.; S. Saride e R. Williammee (2011) Sustainable reuse of limestone quarry fines and RAP in pavement base/subbase layers. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 24, n. 4. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000404
Recasens, J. R. M.; F. E. Pérez-Jiménez e S. C. Aguilar (2000). Mixed recycling with emulsion and cement of asphalt pave-ments: design procedure and improvements achieved. Materials and Structures, v. 33, n. 5, p. 324–330. DOI: 10.1007/BF02479703
Rocha Seg, I.G.; V. T. F. C. Branco; K. L. Vasconcelos e A. S. Holanda (2016) Misturas asfálticas recicladas a quente com in-corporação de elevado percentual de fresado como alternativa para camada de módulo elevado. Transportes, v. 24, n. 4, p. 85-94 DOI: 10.14295/transportes.v24i4.1148
Silva, A. H. M.; L. L. B. Bernucci; S. Ferri; C. Y. Suzuki e J. M. Chaves (2011). Avaliação dos parametros de projetos de restau-ração pavimentos asfálticos utilizando misturas recicladas com 100% de agregados fresados. 17ª Reunião de Pavi-mentação Urbana, Porto Alegre.
Silva, A. H. M.; K. L. Vasconcelos; A. L. Aranha; L. L. B. Bernucci e J. M. Chaves (2013) Laboratory and Field Evaluation of Cold-in-Place RAP Recycling. Transportation Research Board 92nd Annual Meeting, Washington, DC.
Soares, J. B.; L. M. G. Motta e S. A. S. Benevides (2000). Dimensionamento mecanístico de reforço considerando alternativa de base com revestimento fresado incorporado. Simpósio Internacional de Manutenção e Restauração de Pavimentos e Controle Tecnológico, São Paulo.
Soares, J. B.; H. S. Moreira e L. M. G. Motta (2005) Comparação do comportamento mecânico de misturas asfálticas a frio com diferentes teores de fresado incorporado. XIX Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes, ANPET, Recife. v. 2. p. 1283-1293.
Specht, L. P.; N. C. Consoli e J. A. P. Ceratti. (2006). Laboratory study of soil-cement-fiber mixtures under static and repeat-ed loading for pavements. IJP - International Journal of Pavements, v. 5, p. 99-109.
Specht, L. P.; G. M. Pires; T. Vitorello; F. Hirsch; F. Cronst; E. C. Bergmann e M. D. Tiefensee (2013) Utilização de material fresado como camada de pavimento: estudo laboratorial de aplicação em campo. 42 Reunião Anual de Pavimentação - 16 Enacor, Gramado.
Specht, L. P.; L. F. A. L. Babadopulos; H. Di Benedetto; C. Sauzéat e J. B. Soares (2017) Application of the theory of viscoelas-ticity to evaluate the resilient modulus test in asphalt mixes. Construction and Building Materials, v. 149, p. 648-658. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.05.037
Vasconcelos, K. L. e J. B. Soares (2003) Projeto de misturas de concreto betuminosos reciclado a quente com diferentes teores de materiais fresados. XII Congresso Ibero-Latino Americano Del Asfalto, Quito. v. 1, p. 1-10.
Vasconcelos, K. L. e J. B. Soares (2004). Influência do Percentual de Fresado e do Envelhecimento de Curto Prazo na Dos-agem de Misturas Asfálticas Recicladas a Quente. XVII Congresso de Ensino e Pesquisa em Transportes - ANPET, Floria-nópolis. v. 01, p. 01-10.
Wright Jr., F. (2001). FHWA Recycled Materials Policy. Disponível em < http://www.fhwa.dot.gov/legsregs/directives/policy/recmatpolicy.html >
Yoder, E. J. (1959) Principles of Pavement Design. London: John Wiley & Sons Inc., 569p.
Yoder, E. J. e M. W. Witczak (1975) Principles of Pavement Design. New York: John Wiley & Sons Inc., ed. 2, 711p.ABEDA (2011). Disponível em < http://www.abeda.org.br/>
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who submit papers for publication by TRANSPORTES agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant TRANSPORTES the right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors may enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of this journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in TRANSPORTES.
- Authors are allowed and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) after publication of the article. Authors are encouraged to use links to TRANSPORTES (e.g., DOIs or direct links) when posting the article online, as TRANSPORTES is freely available to all readers.
- Authors have secured all necessary clearances and written permissions to published the work and grant copyright under the terms of this agreement. Furthermore, the authors assume full responsibility for any copyright infringements related to the article, exonerating ANPET and TRANSPORTES of any responsibility regarding copyright infringement.
- Authors assume full responsibility for the contents of the article submitted for review, including all necessary clearances for divulgation of data and results, exonerating ANPET and TRANSPORTES of any responsibility regarding to this aspect.
