Esta dissertação contempla um estudo da avaliação do efeito de diferentes teores de material fresado, conhecido como RAP (do inglês, Reclaimed Asphalt Pavement), na dosagem e no comportamento mecânico de misturas asfálticas recicladas a quente, para aplicação em camadas de revestimento de pavimento. Em uma primeira etapa, foram avaliadas, em laboratório, misturas com a incorporação de 0, 10, 20, 25, 35, 50 e 65% de material fresado, sem adição de agente rejuvenescedor (AR). Na segunda etapa, foi avaliado o comportamento das misturas com 25 e 50% de RAP, após adição de um AR de base vegetal. As misturas foram dosadas de acordo com o método Marshall e, em seguida, foram realizados os seguintes ensaios: resistência à tração por compressão diametral (RT), dano por umidade induzida (DUI), módulo de resiliência (MR), módulo dinâmico (MD), uniaxial de carga repetida para determinação do flow number e fadiga na flexão de quatro pontos. Embora o teor de ligante virgem adicionado tenha sido maior que o calculado (assumindo-se que todo o ligante asfáltico remanescente no RAP seria ativado e estaria disponível para se misturar com o ligante novo), foi possível obter uma significativa redução no consumo de ligante virgem. Em relação à RT e ao DUI, todas as misturas atenderam aos parâmetros estabelecidos nas especificações do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e do Departamento de Estradas de Rodagem do estado de São Paulo (DER/SP). Observou-se um aumento dos módulos de resiliência (a 25°C) para as misturas com altos teores de RAP, assim como um aumento dos módulos dinâmicos nas zonas de baixas frequências (ou elevadas temperaturas), indicando boa resistência à deformação permanente, o que foi corroborado pelos resultados de flow number. Além disso, verificou-se que, com relação à vida de fadiga, é possível produzir misturas com altos teores de RAP com propriedades similares a uma mistura convencional, ou até melhor, uma vez adicionado o agente rejuvenescedor. Adicionalmente, foram construídos três trechos experimentais, com 25% (sem AR), 25% (com AR) e 35% (com AR) de RAP na camada final de rolamento da Rodovia dos Bandeirantes (SP-348). Até o momento de conclusão desta pesquisa, observou-se um bom desempenho das misturas recicladas aplicadas. Por fim, o estudo mostrou que, não apenas o teor, mas sobretudo as características do material reciclado (tipo e propriedade do ligante envelhecido; granulometria e massas específicas do RAP), influenciam diretamente na dosagem e no comportamento mecânico das misturas. O uso de RAP com diferentes teores, de forma tecnicamente consciente, em camadas de revestimentos de pavimento é promissor em um futuro que busca cada vez mais a sustentabilidade das construções. / The aim of this study is to evaluate the effect of different RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) contents on the design and mechanical behavior of hot recycled asphalt mixtures for application in wearing courses of pavements. In a first step, mixes with the incorporation of 0, 10, 20, 25, 35, 50 and 65% of RAP were evaluated in the laboratory without the addition of rejuvenating agent (RA). In the second step, the behavior of the mixtures with 25 and 50% of RAP was evaluated after the addition of an engineered bio-based rejuvenator. The mixtures were designed according to the Marshall method and then, the tests of indirect tensile strength (ITS), moisture susceptibility, resilient modulus, dynamic modulus, repeated uniaxial test to determine the flow number and four-point bending fatigue test were performed. Although the added virgin binder content was higher than that calculated (assuming that all the RAP binder would be active and available to blend with the neat binder), a significant reduction in the virgin binder consumption was achieved. Regarding the ITS and the moisture susceptibility results, all mixes met the requirements set by the National Department of Transportation Infrastructure (DNIT) and São Paulo DOT (DER/SP). An increase of the resilient modulus (at 25°C) was observed for high RAP mixes, as well as an increase of the dynamic modulus in low frequencies (or high temperatures) zones, indicating a good resistance to permanent deformation that was further confirmed by the flow number results. In addition, it has been found that, regarding the fatigue life, it is possible to produce high RAP mixes with similar or even better properties than a conventional mix, once the rejuvenating agent is added. Additionally, three trial sections were constructed, with 25% (without RA), 25% (with RA) and 35% (with RA) of RAP in the wearing course layer of the Bandeirantes Highway (SP-348). Until the end of this research, a good performance of the applied recycled mixtures was observed. Finally, the study showed that not only the RAP content, but also the properties of the recycled material (type and properties of the aged binder, aggregate particle size and RAP specific densities) directly influence the design and the mechanical behavior of the mixes. The use of different RAP contents in wearing courses, when technically sound, is a promising technique in the future that increasingly seeks for sustainable constructions.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / The use of recycled materials can become a constructive application with good acceptance in the road sector, and is a great contribution to the sustainability policy. In this scenario, the study of economic and sustainable techniques for execution, construction and maintenance of highways, forces a survey in which they can find alternatives to the use of materials that reduce energy consumption, taking into account also the environmental appeal. Therefore, this is an objective research on the study of a way to use, reuse, and improve the use of the recycled asphalt pavement (RAP) in hot asphalt mixtures. This is possible due to the RAP's recycling process being a viable option to replace conventional pavement materials. Then, the RAP becomes an alternative when someone wishes to improve the properties of a material, called particle size stabilization, aiming at a correct particle size and obtain a material with greater strength, efficiency and lower cost. To achieve the purpose of this study, laboratory tests were made to evaluate the mechanical properties and adhesiveness of mixtures containing 10% addition of RAP, 20% and 30%, compared to a reference mix without the RAP addition. Additionally, the initial use of the Bailey method was an important factor to the formation of the mixtures and selection of the aggregates used to Superpave methodology to design dosage strength and preparing of the samples. For mechanical evaluation were used resilient modulus tests (RM) and to review viscoelastic were used uniaxial dynamic modulus test. In addition, the indirect tensile strength tests were performed (RT) and Flow Number (FN) and damage tests induced moisture through the Modified Lottman test and wear a Cantabro abrasion, for evaluation of the properties of adhesion and cohesion of the mixtures, respectively. So after obtained these results, it was possible to make an analysis of the use of these hot mix asphalt recycling hot pavements, as well as assess how much conventional mixtures can be improved with the inclusion of recycled material, replacing virgin aggregate. Then, it was possible to infer that the mechanical evaluation showed positive results with the addition of RAP compared to a reference blend. It´s possible to reduce the new binder content between 13 and 37%. The results showed that RM stiffness and indirect tensile strength increases with RAP amount. Furthermore, the FN test results showed reductions on permanent deformation and rutting of the RAP´s mixtures. Through the master curve obtained by dynamic module, along with modeling 2S2P1D, it was found that the CAF10 mixture unexpectedly had stiffness greater than the CAF20 mixture, which has 20% more RAP than the previous. / A utilização de materiais provenientes da reciclagem pode se tornar uma aplicação construtiva com boa aceitação no setor rodoviário, além de contribuir na política de sustentabilidade. Com isso, torna-se viável o estudo de técnicas econômicas e sustentáveis para execução, construção e manutenção de rodovias, forçando uma pesquisa em que se possa encontrar alternativas para o uso de materiais que diminuam o consumo de energia, levando em conta, ainda, o apelo ambiental. Por isso, essa pesquisa se objetiva no estudo de uma maneira de utilizar, reutilizar e melhor aproveitar o material fresado em misturas asfálticas a quente. Isto se dá devido ao processo de reciclagem deste material ser uma alternativa de possível substituição aos materiais convencionais naturais de pavimentação como, por exemplo, a pedra britada. Então, o material asfáltico do pavimento deteriorado (fresado) torna-se uma das alternativas quando se deseja melhorar as propriedades de um material, denominada estabilização granulométrica, visando corrigir sua granulometria e obter um material com maior resistência, eficiência e menor custo. Para atingir o objetivo desta pesquisa, foram realizados ensaios laboratoriais que pudessem avaliar as propriedades mecânicas e de adesividade das misturas contendo 10% de adição de fresado, 20% e 30%, comparadas a uma mistura de referência sem adição de agregado reciclado. Além disso, a utilização inicial do Método Bailey foi um fator importante para a formação das misturas e seleção dos agregados, sendo utilizada a metodologia Superpave para dosagem do teor de projeto e moldagem das amostras. Para avaliação mecânica, foram usados ensaios de módulo de resiliência (MR) e, ainda, para avaliação viscoelástica, ensaio de módulo dinâmico uniaxial. Além destes, foram realizados ensaios de resistência à tração indireta (RT) e Flow Number (FN) e, também, ensaios de dano por umidade induzida, através do ensaio de Lottman Modificado, e desgaste por abrasão Cântabro, para avaliação das propriedades de adesividade e coesão das misturas, respectivamente. Assim, após obtidos estes resultados, foi possível efetuar uma análise da utilização destas misturas asfálticas na reciclagem a quente de pavimentos, bem como avaliar o quanto as misturas convencionais podem ser melhoradas com a inserção de material reciclado, em substituição ao agregado virgem. Então, foi possível concluir que a avaliação mecânica apresentou resultados positivos com a adição de fresado, quando comparados a uma mistura de referência. Os resultados de MR mostraram que a rigidez aumenta ao passo que a quantidade de fresado é maior na composição das misturas, o mesmo foi possível verificar através dos ensaios de RT, os quais apresentaram valores crescentes. Além disso, o ensaio de FN comprovou que o fresado aumenta a rigidez das misturas. Através da curva mestra obtida pelo módulo dinâmico, juntamente com a modelagem 2S2P1D, foi possível constatar que a mistura CAF10, inesperadamente, apresentou rigidez maior que a mistura CAF20, a qual tem 20% a mais de fresado que a anterior.