Desempenho e propriedades mecânicas de misturas asfálticas mornas produzidas com revestimento asfáltico fresado e agregado de resíduo de concreto em substituição da fração graúda e miúda da granulometria

Abstract

Resumo: O constante crescimento da população, somado ao incremento do padrão de vida, tem como consequência um aumento significativo da produção de resíduos. No caso da construção de estradas, grandes quantidades de recursos naturais são utilizadas ao mesmo tempo em que grandes quantidades de resíduos também são geradas. Esse contrassenso reflete, de maneira evidente, a necessidade da busca constante por metodologias e processos de reciclagem dos materiais utilizados na construção civil, sobretudo aqueles consumidos pela indústria da pavimentação asfáltica. Neste sentido, a presente pesquisa tem o objetivo de avaliar o desempenho das misturas asfálticas mornas confeccionadas com o emprego dos dois resíduos, revestimento asfáltico fresado e agregado de resíduo de concreto, além da verificação da influência da incorporação dos mesmos, nas frações graúda e miúda da granulometria, nos parâmetros de módulo de resiliência, vida de fadiga, deformação permanente e dano por umidade induzida das misturas asfálticas. Foram produzidas cinco misturas com incorporação dos resíduos, em diferentes frações granulométricas (graúda e/ou miúda). O tipo de ligante asfáltico, a faixa granulométrica escolhida e o aditivo surfactante para produção de misturas mornas, foram mantidos constantes. A variável de controle do estudo é a fração em que cada resíduo foi incorporado, ora graúda, ora miúda ou ambas. Os resultados obtidos indicam que há influência tanto do tipo de resíduo incorporado quanto da fração em que o mesmo é disposto, no desempenho das misturas. O aumento do teor ótimo de ligante asfáltico das misturas é diretamente proporcional à quantidade e ao tamanho do agregado de resíduo de concreto incorporado. Ainda, o ligante asfáltico é o componente que exerce maior influência no módulo de resiliência das misturas. O dano por umidade induzida das misturas estudadas foi satisfatório, ficando dentro dos limites aceitáveis. Quanto à deformação permanente, as misturas com menor teor de ligante foram as que obtiveram melhor desempenho, com destaque para a mistura com incorporação de agregado de resíduo de concreto na fração graúda e revestimento asfáltico fresado na fração miúda, que alcançou resultados próximos aos da mistura de referência, atendendo ao limite aceitável de afundamento para rodovias de baixo volume de tráfego. A vida de fadiga das misturas com incorporação de resíduos, independente do tipo e da fração, apresentaram desempenho superior se comparadas com a mistura de referência. A mistura com incorporação de agregado de resíduo de concreto na fração graúda e revestimento asfáltico fresado na fração miúda foi a que, a partir do dimensionamento de uma estrutura hipotética, resistiria a um número de ciclos de carregamento maior. De forma geral, os resultados obtidos pela presente pesquisa corroboram a hipótese de que é possível produzir misturas recicladas mornas com desempenho satisfatório, sendo que a composição conjunta dos dois resíduos, tanto na fração graúda quanto na miúda, apresenta desempenho superior em comparação as misturas compostas por 100% de cada um dos resíduos isoladamente. Essas misturas se apresentam como uma alternativa econômica, ambiental e tecnicamente viável para pavimentação, principalmente para vias de baixo volume de tráfego.

Abstract: The population and its standard of living has been growing exponentially, with the consequence of a significant increase in the production of waste. The pavement industry consumes many natural resources and generates large amounts of waste. This contradiction reflects, of eleven evident, the demand of the specific method and manufacturing processes to recycle as many as possible all the materials used by the civil construction industry; specially those consumed by asphalt paving. In this sense, the present research has the objective of evaluating the asphalt mixtures made with the use of the two types of waste, reclaimed asphalt pavement and recycled concrete aggregate. Moreover, it aims to verify the influence of the same residues, in the course or fine fractions of the gradation, in the resilient modulus, fatigue, rutting and water susceptibility of the asphalt mixtures. Five mixtures were produced with said wastes in different fractions of gradation (fine and/or course). The type of asphalt binder, the gradation and the surfactant additive for the production of warm mixtures, were keep constant. The control variable is the fraction in which it has been increasingly incorporated, sometimes course, sometimes fine, or both. The results obtained indicate that there is influence of both the type of incorporated waste and the fraction in which it is disposed. The increase of the optimum binder content is directly relatedto the amount and size of the incorporated recycled concrete aggregate. In addition, the asphalt binder is the component that exerts greater influence on the resilient modulus of the mixtures. The water susceptibility of the mixtures studied was satisfactory, within acceptable limits. As for the rutting, the mixtures with the low binder content were the ones that obtained better performance, especially the mixture with incorporation of recycled concrete aggregate in course and reclaimed asphalt pavement in fine, which obtained results close to the reference mixture, within acceptable limits of rutting for low traffic highways.The fatigue life of mixtures incorporating wastes, regardless of type and gradation, presented superior performance when compared to the reference mixture. The mixture with incorporation of recycled concrete aggregate in course and reclaimed asphalt pavement in fine was the one that, from the design of a hypothetical structure, would withstand a greater number of loading cycles.In general, the results obtained by the present research corroborate the hypothesis that it is possible to produce warm recycled mixtures with satisfactory performance, and the combined composition of the two residues, in both the course and fine gradation, presents a superior performance in compared to mixtures composed of 100% of each of the residues alone.These mixtures are presented as an economical, environmentally and technically feasible alternative for paving, especially for low traffic roads.