Analysis of the mechanical behavior of reclaimed asphalt mixtures modified with residual vegetable oil

Authors

  • Paulo Roberto Barreto Torres Federal University of Campina Grande, Paraíba – Brazil
  • Adriano Elísio de Figueiredo Lopes Lucena Federal University of Campina Grande, Paraíba – Brazil
  • Talita Miranda de Sousa Federal University of Campina Grande, Paraíba – Brazil
  • Marcela Maria Toscano Krau Federal University of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro - Brazil
  • Priscila Maria Sousa Gonçalves Luz Federal University of Campina Grande, Paraíba – Brazil
  • Lucas Ferreira de Lima Barbosa Federal University of Campina Grande, Paraíba – Brazil

DOI:

https://doi.org/10.14295/transportes.v30i1.2585

Keywords:

Reclaimed asphalt pavement, Rejuvenating agent, Factorial planning, Vegetable oil

Abstract

The objective of this research was to analyze the behavior of asphalt mixtures with RAP, at 0%, 30%, and 60%, and incorporating an asphalt binder modified with residual vegetable oil, at 0%, 2%, and 4%, aiming greater practical application. Rotational viscosity tests were conducted on binders in addition to a factorial design to study the influence of RAP and oil in the tests: Indirect Tensile Strength (ITS), Resilient Modulus, Lottman modified (LM) and Flow Number. Results indicated that the oil addition achieved reductions of: viscosity , mixing and compaction temperatures. Factorial design found indications, in RT test, that the most influential variable was the oil content, except from LM test where RAP content was more significant. A reduction of virgin aggregates was observed for 60% RAP mixture, and up to 1.2% reduction of virgin binder compared to mixtures without RAP. Corroborating indications of economy in the manufacture of this mixture.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ABNT (2011) NBR 15184 – Materiais Betuminosos – Determinação da viscosidade em temperaturas elevadas usando viscosíme-tro rotacional. Associação Brasileira de Normas Técnicas, São Paulo – SP.

ABNT (2011) NBR 16018 – Misturas Asfálticas – Determinação da rigidez por compressão diametral sob carga repetida. Associ-ação Brasileira de Normas Técnicas, São Paulo – SP.

Al-Qadi, I. L.; Q.Aurangzeb; S. H Carpenter; W. L. Pine & J. Trapanier (2012) Impact of High RAP Content on Structural and Performance Properties of Asphalt Mixtures. Research Report FHWA-A-ICT-12-002, Illinois Center for Transportation, Rantoul.

ANP. Resolução ANP Nº19, de 20 de abril de 2015.

ASTM (2009) D 6925 - Standard Test Method for Preparation and Determination of the Relative Density of Hot Mix Asphalt (HMA) Specimens by Means of the Superpave Gyratory Compactor. American Society for Testing and Materials, EUA.

Barros Neto, B.; I. S. Scarminio & R. E. Bruns(1996) Planejamento e otimização de experimentos. 2ed. Campinas: Editora da UNICAMP, 299p.

Bernucci, L.; L. Motta; J. Ceratti& J. Soares (2008) Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobrás: ABEDA.

Bohn, K. A. (2017) Avaliação de Misturas Asfálticas Recicladas Mornas com Uso de Ligantes Convencional e Modificado por Polí-mero. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria. P. 254.

Bohn, K. A.; L. P. Specht; C. Brondani; B. M. Correa; G. S. Pinheiro; K. G. Eidt; V. S. Barboza Junior; F. D. Boeira & D. S. Pereira (2020) Avaliação de misturas asfálticas recicladas mornas com uso de ligantes convencional e modificado por polímero. Transportes. v. 28, n. 1. DOI:10.14295/transportes.v28i1.1740

Carvalho, J. R. (2018) Estudo do comportamento do asfalto modificado com óleo de girassol visando à obtenção de misturas mornas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, p. 124.

Cavalcante, F. P. (2016) Efeito da adição dos óleos de ricimus communis e linus usitatissimum nas propriedades reológicas do cimento asfáltico de petróleo puro e modificado. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais). Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, p.301.

Cavalli, M. C.; M. Zaumanis; E. Mazza; M. N. Partl & L. D. Poulikakos (2018) Effect of ageing on the mechanical and chemical properties of binder from RAP treated with bio-based rejuvenators. Composites Part B. v. 141, p. 174-181. DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.12.060

Centofante, R., L. P. Specht; P. O. B. D., Almeida; R. J. B. Pinheiro & D. D. S. Pereira (2018). Avaliação do comportamento de mis-turas asfálticas recicladas a quente com inserção de material fresado. Matéria. v. 23, n. 03. Brasil. DOI: 10.1590/S1517-707620180003.0512

DNIT (2010) ME 136 – Pavimentação Asfáltica – Misturas Asfálticas – Determinação da resistência à tração por compressão diametral. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes, Rio de Janeiro.

DNIT (2018) ME 180 – Pavimentação – Misturas asfálticas – Determinação do dano por umidade induzida. Departamento Naci-onal de Infra-Estrutura de Transportes, Rio de Janeiro.

DNIT (2018) ME 184 – Pavimentação – Misturas asfálticas – Ensaio uniaxial de carga repetida para determinação da resistência à deformação permanente. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes, Rio de Janeiro.

Faxina, A. L. (2006)Estudo da viabilidade técnica do uso do resíduo de óleo de xisto como óleo extensor em ligantes asfalto-borracha. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC/USP). São Carlos, p. 286.

Gama, D. A. (2013) Avaliação do potencial do uso do etileno acetato de vinila (EVA) descartado pela indústria calçadista em mistu-ras asfálticas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Cam-pina Grande, p.133.

Gama, D. A. (2016) Efeito da Adição de Polímeros Reativo, Não-Reativo e Ácido Polifosfórico e Suas Combinações nas Propriedades de Ligantes Asfálticos. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, p. 166.

Gennesseaux, M. M. L. (2015) Avaliação da durabilidade de misturas asfálticas a quente e mornas contendo material asfáltico fresado. Tese (Doutorado em Engenharia – Departamento de Engenharia de Transportes). Escola Politécnica da Univer-sidade de São Paulo. São Paulo, p. 195.

Guerra, T. D. (2019) Utilização do óleo de canola para redução das temperaturas de usinagem e compactação de misturas asfálti-cas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Gran-de, p. 87.

Lucena, L. C. F. L.; I. V. Silveira & D. B. Costa (2018) Avaliação de ligantes asfálticos modificados com óleo da Moringa Oleífera para uso em misturas mornas. Matéria. v. 21, n. 01, p. 72-82. Brasil. DOI: 10.1590/S1517-707620160001.0007

Luz, P. M. S. G.; S. F. Martins; D. B. Costa & L. C. F. L. Lucena (2019) Avaliação das propriedades mecânicas de misturas asfálti-cas mornas modificadas com adição de óleos vegetais. Transportes. v. 27, n. 1, p. 141–155. DOI:10.14295/transportes.v27i1.1594

Moraes, T. M. R. P. (2018) Utilização da cera de carnaúba como aditivo redutor de temperaturas de usinagem e compactação de misturas asfálticas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, p. 135.

NAPA (2018). Annual Asphalt Pavement Industry Survey on Recycled Materials and Warm-Mix Asphalt Usage: 2016-2017. Natio-nal Asphalt Pavement Association.

Nascimento, L. A. H. (2008) Nova abordagem de misturas afálticas densas com uso de compactador giratório e foco na deformação permanente. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, p. 227.

Oliveira, R. B. (2014) Estudo sobre o efeito do ccbit-113ad no comportamento mecânico de misturas asfálticas. Dissertação (Mes-trado). Universidade Federal de Sergipe. São Cristóvão, p. 96.

Oliveira, R. B.; R. B. Ruiz; M. L. D. S. Gabriel & A. Struffaldi (2014) Sustentabilidade ambiental e logística reversa: análise das redes de reciclagem de óleo de cozinha na região metropolitana de São Paulo. Revista ADM.MADE, v.18, n. 02, p. 115-132.

Pilati, F. (2008) Análise dos efeitos da borracha moída de pneu e do resíduo de óleo de xisto sobre algumas propriedades mecâni-cas de misturas asfálticas densas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Escola de Engenharia de São Carlos, Uni-versidade de São Paulo, São Paulo, p. 212.

Portugal, A. C. X.; L. C. F. L. Lucena; A. E. F. L. Lucena; D. B. Costa (2017) Rheological performance of soybean in asphalt binder modification. Road Materials and Pavement Design. v. 19, n. 04, p. 768-782. DOI: 10.1080/14680629.2016.1273845.

Pradyumna, T. A.; Mittal, A.; Jain, P. K. Characterization of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) for Use in Bituminous Road Construction. 2° Conference of Transportation Research Group of India – Procedia – Social and Behavioral Sciences, 2013. DOI: 10.1016/j.sbspro.2013.11.211

Rocha Segundo, I. G.; V. T. F. Castelo Branco; K. L. Vasconcelos & A. S. Holanda (2016) Misturas asfálticas recicladas a quente com incorporação de elevado percentual de fresado como alternativa para camada de módulo elevado. Transportes. v. 24, n. 04. p. 85-94. DOI: 14295/transportes.v24i4.1148

Rodrigues, M. I. (2014) Planejamento de Experimentos e Otimização de Processos – 3ª Ed. Campinas – SP. Casa do Espírito Amigo fraternidade Fé e Amor, 358p.

Sousa, T. M. (2020) Estudo de misturas asfálticas mornas modificadas com adição da cera de abelha. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, p. 107.

Souza, L. J. S. (2012) Estudo das propriedades mecânicas de misturas asfálticas com cimento asfáltico de petróleo modificado com óleo de mamona. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental). Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, p. 199.

Suzuki, K. Y. (2019) Avaliação de misturas asfálticas recicladas a quente com diferentes teores de material fresado. Dissertação (Mestrado em Ciências). Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, p. 155.

Published

2022-04-30

How to Cite

Barreto Torres, P. R. ., de Figueiredo Lopes Lucena, A. E. ., Miranda de Sousa, T. ., Toscano Krau, M. M. ., Sousa Gonçalves Luz, P. M. ., & Ferreira de Lima Barbosa, L. . (2022). Analysis of the mechanical behavior of reclaimed asphalt mixtures modified with residual vegetable oil. TRANSPORTES, 30(1), 2585. https://doi.org/10.14295/transportes.v30i1.2585

Issue

Section

Artigos