Laboratory study of hot recycled asphalt mixtures with different contents of RAP

Authors

DOI:

https://doi.org/10.58922/transportes.v31i1.2771

Keywords:

RAP, SuperPave, Bailey particle size selection, Mechanical behavior

Abstract

Reclaimed asphalt pavement (RAP) has potential use in the composition of new granular layers and even as a surface course. In countries like Europe, the USA and Japan, the asphalt mixtures use RAP percentages of around 10 to 30%, encouraging the establishment of such methodology also in Brazil. Nationally, some highways have implemented this, but in the state of Goiás there are no incentives for RAP recycling. Therefore, the objective of this paper is to study the mechanical behavior of Goiás regional asphalt mixtures with high incorporation of RAP, and compare them to recycled and conventional mixtures. To this end, mixtures composed of 33%, 45% and 100% of RAP, new aggregates and binders, and also a rejuvenating agent were produced on a laboratory scale. The mixtures were designed by Bailey's particle size selection and SuperPave dosage, and submitted to mechanical tests to verify their performance. When comparing the RAP mixtures to conventional asphalt mixtures, similar or superior mechanical behavior was obtained. By proposing the use of Bailey method, it was possible to verify the influence on the stiffness, considering the increasing relationship between the coarse aggregate and resilient modulus data. On the other hand, the flow number results decreased with the increasing asphalt content. Generally, the results support the technical viability of using RAP, as well as the efficiency of better aggregate selection methods and particle size evaluation. The importance of further studies is also emphasized, aiming at standardization, in order to obtain more sustainable and durable pavement structures.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ANP (2022). Resolução ANP nº 897. Agência Nacional do Petróleo. Disponível em: <https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/resolucao-anp-n-897-de-18-de-novembro-de-2022-445759308>

ANTT (2014) Avaliação de métodos de dosagem de misturas asfálticas e sua relação com as propriedades mecânicas. Agência Nacional de Transportes Terrestres.

ASTM (2019) D2872. Standard Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test). American Society for Testing and Materials.

Bahia, H.; Faheem, A. F., (2007) Using the Superpave gyratory compactor to estimate rutting resistance of hot-mix asphalt. Transportation Research Circular EC124 – Practical approaches to hot-mix asphalt mix design and production quality control testing, pp. 45-61.

Balbo, J. T. (2007). Pavimentação asfáltica: Materiais, projetos e restauração. 1 ed. São Paulo: Oficina de Textos.

Barroso, L. X. (2018) Avaliação da dosagem e do comportamento mecânico de concretos asfálticos produzidos em Goiás. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, EECA/UFG, Goiânia, p. 83, Disponível em: <https://gecon.eeca.ufg.br/p/18656-dissertacoes>

Bastos, J. B. S.; Soares, J. B.; Nascimento, L. A. H. (2017) Critérios para os resultados do ensaio uniaxial de carga repetida de misturas asfálticas em laboratório a partir do desempenho em campo. Transportes, v. 25, n. 2, p. 19–40, DOI: 10.14295/transportes.v25i2.1284. DOI: https://doi.org/10.14295/transportes.v25i2.1284

Bernucci, L. L. B.; Motta, L. M. G.; Ceratti, J. A. P.; Soares, J. B (2022) Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. 2a. ed. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA

Bonfim, V. (2007) Fresagem de Pavimentos Asfálticos. Exceção Editorial, 3º Ed, São Paulo, p.123.

Bowers, B. F., Huang, B., Shu, X., & Miller, B. C. (2014) Investigation of Reclaimed Asphalt Pavement blending efficiency through GPC and FTIR. Construction and Building Materials, v. 50, p. 517- 523. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2013.10. 003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.003

Brosseaud, Y. (2011) Reciclagem de misturas asfálticas: evolução após 20 anos e a situação atual na França. Proposta de Comunicação, 3° Salão de Inovação ABCR – 7° Congresso Brasileiro de Rodovias e Concessões. Foz do Iguaçu, p. 17.

Cabral, S.M. (2021) Estudo de misturas asfálticas recicladas a quente com incorporação de material fresado. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, EECA/UFG, Goiânia, p. 54.

Chun, S., Kim, K., Park, B., & Greene, J. (2017). Evaluation of the effect of segregation on coarse aggregate structure and rutting potential of asphalt mixtures using Dominant Aggregate Size Range (DASR) approach. KSCE Journal of Civil Engineering, V.22(1), p.125–134. DOI:10.1007/s12205-017-1372-5 DOI: https://doi.org/10.1007/s12205-017-1372-5

Cunha, M. B. (2004) Avaliação do Método Bailey de Seleção Granulométrica de Agregados para Misturas Asfálticas. Dissertacão de Mestrado - EESC/ USP. São Carlos, p. 105. Disponı́vel em: <https://teses.usp.br/teses/disponiveis/ 18/18137/tde-19032007-180257/pt-br.php>.

DNIT (2006). ES 031: Pavimentos flexíveis - Concreto asfáltico - Especificação de serviço. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

DNIT (2017). Glossário de Termos Técnicos Rodoviários. 2 ed. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes.

Ding, Y.; Huang, B.; Shu, X. (2016) Characterizing blending efficiency of plant produced asphalt paving mixtures containing high RAP. Construction and Building Materials, v. 126, p. 172–178. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.09.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.025

EAPA (2017) Asphalt in Figures. European Asphalt Pavement Association. Disponível em: < https://eapa.org/eapa-asphalt-in-figures-2017/ >. Acesso em: 04 outubro de 2021.

Ferreira, J. L. S.; Soares, J. B.; Bastos, J. B. S. (2016) Métodos de seleção granulométrica com foco na resistência à deformação permanente. Transportes, v. 24, n. 2, p.46-52. DOI: 10.14295/transportes.v24i2.1129. DOI: https://doi.org/10.14295/transportes.v24i2.1129

Ferreira, J. L. S., Babadopulos, L. F. A. L., Bastos, J. B. S., & Soares, J. B. (2020). A tool to design rutting resistant asphalt mixes through aggregate gradation selection. Construction and Building Materials, V.236, p.9. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.117531 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117531

Gaspar, M. S. (2019) Mecanismos de ativação e interação entre ligantes na reciclagem asfáltica a quente e morna. Dissertação em Engenharia de Transportes, Escola Politécnica de São Paulo, SP, p.132. Disponível em <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-22082019-141237/publico/MatheusdeSouzaGasparCorr19.pdf>

Genesseaux, M. M. L (2015). Avaliação da durabilidade de misturas asfálticas a quente e mornas contendo material asfáltico fresado. Tese (Engenharia de Transportes), Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 195 p. Disponível em:

<https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-14072016-145634/publico/ManueladeMesquitaLopesGennesseaux2015.pdf>

Ghuzlan, K. A., Al-Mistarehi, B. W., & Al-Momani, A. S. (2020). Rutting performance of asphalt mixtures with gradations designed using Bailey and conventional Superpave methods. Construction and Building Materials, V.261, p.13. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.119941 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119941

Guabiroba, J.V.O.C.; Rezende, L.R.; Barroso, L.X; Silva, J.P.S. (2023). Estudo de Fadiga de Misturas Asfálticas Produzidas no Estado de Goiás. Matéria, V.28, N.01, p.21 .DOI: 10.1590/S1517-707620230001.1332. DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620230001.1332

Huang, J.; Sun, Y. (2020) Efect of Modifiers on the Rutting, Moisture-Induced Damage, andWorkability Properties of Hot Mix Asphalt Mixtures Appl. Sci. 2020, 10, 7145; DOI: 10.3390/app10207145 DOI: https://doi.org/10.3390/app10207145

Kim, S. (2006) Identification and Assessment of the Dominant Aggregate Size Range of Asphalt Mixture. Doctor of Philosophy – Graduate School of the University of Florida, University of Florida, EUA.

LAPAV, 2017. Relatório de Pesquisa RDT – CONCEPA / ANTT. Projeto de pesquisa: Análise comparativa das propriedades viscoelásticas de misturas asfálticas quentes e mornas. Escola de Engenharia UFRGS, p. 81. Laboratório de Pavimentação. Disponível em: <https://portal.antt.gov.br/documents/359170/0/AN%C1LISE%20COMPARATIVA%20DAS%20PROPRIEDADES%20VISCOEL%C1STICAS.pdf/52ae263a-81b4-6aa9-47eb-2fdde2eaf44d>.

Leandro, R. L.; Vasconcelos, K. L.; Bernucci, L. L. B. (2017). Evaluation of the laboratory compaction method on the air voids and the mechanical behavior of hot mix asphalt. Construction and Building Materials, v. 156, p.424-434. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.08.178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.08.178

Mendes, L. O.; Marques, G. L. O. (2012) Avaliação da influência do Método Bailey no processo de dosagem e desempenho de misturas asfálticas. Revista Transportes, Vol.20, No.4, p.35-43. DOI:10.4237/transportes.v20i4.574. DOI: https://doi.org/10.4237/transportes.v20i4.574

Mensch, N. G. (2017) Análise viscoelástica de misturas asfálticas quentes e mornas. Dissertação em Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre. Disponível em: < https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/ 10183/165322/ 001027528. pdf?sequence=1>.

Nascimento, L. A. H., (2008) Nova abordagem da dosagem de misturas asfálticas densas com uso de compactador giratório e foco na deformação permanente. Dissertação em Engenharia Civil, UFRJ, Rio de Janeiro. Disponível em: <http://objdig.ufrj.br/60/teses/coppe_m/LuisAlbertoHerrmannDoNascimento.pdf>

Oliveira, M. S. (2020) Análise da Fadiga em Misturas Asfálticas Recicladas à Quente. Dissertação de Mestrado em Geotecnia, Faculdade de Tecnologia, UnB, DF, p.136. Disponível em:<https://repositorio.unb.br/bitstream/10482/40895/1/2020_MatheusSilvaOliveira.pdf> DOI: https://doi.org/10.4322/cobramseg.2022.0048

Onofre, F. C., Bessa, I. S., Branco, V. T. F., Soares, J. B (2011) Correlação entre variáveis de densificação do compactador giratório e resistência à deformação permanente de misturas asfálticas convencionais e com resíduos. Revista Transportes, v.19, n.1, p. 13-22. 2011; DOI: 10.14295/transportes.v19i1.350 DOI: https://doi.org/10.14295/transportes.v19i1.350

Originlab. OriginPro (2018) Graphing & Analysis. OriginLab Corporation. Disponível em: <https://www.originlab.com/2018>.

Santos, C. R. G. (2006) Avaliação das Influências do Tipo de Ligante e do Volume de Vazios na Vida de Fadiga de Algumas Misturas Asfálticas. Dissertação (Mestrado), Escola de Engenharia de São Carlos, USP, São Carlos. Disponível em: <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18137/tde-04102005-084310/publico/DissertacaoFinal.pdf>

Silva, J. P. S.; Farias, M. M. (2018) Avaliação química e ambiental de misturas asfálticas rejuvenescidas. Matéria-Rio de Janeiro, v. 23, p. 1-15. DOI: 10.1590/S1517-707620180003.0523 DOI: https://doi.org/10.1590/s1517-707620180003.0523

Unger Filho, W. (2019) Estudo de mistura asfáltica reciclada a frio produzida com 100% de revestimento asfáltico fresado e agente de reciclagem emulsionado. Dissertação em Engenharia de Transportes, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, p.169. Disponível em: <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-25032019-102457/publico/WilsonUngerFilhoCorr19.pdf>

Vavrik, W. R.; Huber, G.; Pine, W. (2002). “Bailey Method for Gradation Selection in HMA Mixture Design”, Transportation Research Board: Transportation Research Circular Number E-C044, Washington, D.C., EUA. Outubro.

Wellner, F.; Falla, G. C.; Milow, R; Blasl, A.; Di Mino, G; Di Liberto, C. M.; Noto, S.; Lo Presti, D.; Carrion, A. J. B.; Airey, G. (2015) High-content RA asphalt mixture design. AllBack2Pave Project, Deliverable No D2.1. Conference of European Directors of Roads. 94 p.

Downloads

Published

2023-03-28

How to Cite

Carizzio Monteiro, A. M. ., Souza Silva, J. P. ., & Ribeiro de Rezende, L. . (2023). Laboratory study of hot recycled asphalt mixtures with different contents of RAP . TRANSPORTES, 31(1), 2771. https://doi.org/10.58922/transportes.v31i1.2771

Issue

Section

Artigos