Diploma thesis deals with the topic of using recycled material in the production of asphalt mixtures. In the theoretical part the methods of recycling flexible pavement are described and as well as ways in which recycled material is added to asphalt mixtures produced by the stationary hot mix plant. The thesis also deals with the current state of recycled material use in the Czech Republic and the reasons for its possible greater use. The practical part of the thesis studies the effect of using the amount of 20% recycled material to asphalt mixtures of asphalt concrete for wearing course ACO11+, on selected functional properties of these mixtures. It is also investigates the influence of bitumen binder contained in the recycled material, on the final properties in manufactured asphalt mixtures. An integral part of this thesis is a description of all methods that were used during the processing of the practical part. In the end of this thesis there are some results of findings about adding recycled material into asphalt mixtures.

Esta pesquisa teve por objetivo analisar os efeitos da cal hidratada e do ácido polifosfórico nas propriedades mecânicas e suscetibilidade à umidade de misturas asfálticas densas. O ligante utilizado foi o CAP 50/70, chamado de controle, modificado com 0,6 e 1,2% de PPA, e como aditivo a cal hidratada em concentrações de 1,5 e 3,0%, perfazendo nove combinações de misturas asfálticas. Foram moldados 108 corpos-de-prova, divididos em 4 e 7% de volume de vazios, sendo que os corpos-de-prova de 7% foram divididos em condicionados e não condicionados. Os ensaios realizados para análise das propriedades mecânicas foram o Módulo de Resiliência e a Resistência à Tração Indireta. Os resultados mostram que o aumento da concentração de ácido polifosfórico melhora a rigidez e a flexibilidade, e melhora a suscebilidade ao dano por umidade, assim como aumenta a resistência à tração; para a cal hidratada, com o aumento da sua concentração, ocorreu aumento da rigidez e da flexibilidade de maneira mais discreta, se comparado ao ácido polifosfórico, e proporciona a diminuição da resistência à tração: o teor que apresentou melhor suscetibilidade ao dano por umidade foi de 1,5% de cal hidratada. / This work aims to analyze the effects of hydrated lime and polyphosphoric acid on the mechanical properties and moisture susceptibility of dense asphalt mixtures. In nine combinations of asphalt mixtures, CAP 50/70, named control and modified with 0,6 and 1,2% of PPA, was employed as binder, and hydrated lime in concentrations of 1,5 and 3,0% was used as additive. 108 test specimens have been molded and divided into 4 and 7% of volume void, considering that 7% were separated into conditioned and non-conditioned. The Resilient Modulus and the Tensile Strength were the tests conducted for the analysis of mechanical properties. The results showed that the increase in polyphosphoric acid concentration improved stiffness and flexibility and increased the susceptibility to moisture damage, as well as the tensile strength. Also in the results, with the concentration increase of the hydrated lime, there was a smaller increase of stiffness and flexibility, and it provided a decrease of tensile strength, considering that the percentage of 1,5% of hydrated lime presented the best susceptibility to moisture damage.

A presente dissertação teve por objetivo analisar o comportamento de misturas asfálticas modificadas, pelo processo seco, com o copolímero etileno acetato de vinila (EVA), resíduo sólido descartado pela indústria calçadista. Em razão das características do EVA, acredita-se que ele possa melhorar as características mecânicas de misturas asfálticas e a resistência ao desgaste. A maioria dos pesquisadores tem direcionado seus esforços em estudos de misturas asfálticas modificadas pelo processo úmido, porém, devido à natureza do resíduo analisado neste trabalho, optou-se pelo processo seco, que demanda menos energia por não necessitar de moagem do material. A pesquisa compreendeu o estudo de amostras de misturas asfálticas não envelhecidas e com envelhecimento de duas e quatro horas em estufa, com moldagem de corpos-de-prova para realização dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral estática, módulo de resiliência por compressão diametral, fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica, vida de fadiga e desgaste por abrasão (ensaio Cantabro). Os resultados mostram que a utilização deste resíduo aumentou a resistência das misturas à fadiga e ao desgaste de forma significativa, porém as misturas tornaram-se mais susceptíveis à deformação permanente. O tempo de envelhecimento de curto prazo se mostrou importante, pois aumentou a resistência das misturas à fadiga e à deformação permanente. / The main purpose of the present master thesis was to analyze the behavior of modified hot-mix asphalt, through the dry process, with the copolymer ethylene vinyl acetate (EVA) discarded by the footwear industry. Since the EVA characteristics, it is believed that it can improve hot-mix asphalt mechanic characteristics and the wear and tear resistance. Most of the researchers have been addressing efforts in studies on modified hot-mix asphalt by the wet process, however, due to the nature of the solid residue analyzed in this work, the dry process will demand less energy for not needing of grinding. The research evolved the study of samples of asphalt mixtures not aged and with aging of two and four hours in oven, submitted to indirect tension test, resilient modulus, static and dynamic creep, fatigue life and loss due to abrasion (Cantabro test). The results show that the use of this residue increased the resistance of the mixtures to the fatigue and loss of mass due to abrasion, however the mixtures became more susceptible to the permanent deformation. The short-time aging was shown important, because it increased the resistance of the mixtures to the fatigue and the permanent deformation.

Trata-se de uma investigação sobre a influência de alguns fatores no comportamento mecânico de misturas asfálticas densas quanto à estabilidade e à flexibilidade. Foram testados três tipos de ligantes, asfalto convencional, modificado com 4,5% de SBS e modificado com 20% de borracha reciclada de pneu; duas distribuições granulométricas do agregado, centros das faixas B e C do DNER (1997); quatro teores de ligante, escolhidos com base nos valores de volumes de vazios e espessuras de película almejados; três condições de envelhecimento a longo prazo, mistura não envelhecida, envelhecida em estufa ventilada a 85ºC por 5 dias e envelhecida por exposição ao tempo por 4 meses; e duas condições de envelhecimento a curto prazo, mistura não envelhecida e envelhecida em estufa ventilada a 135ºC por 4 horas. A técnica de planejamento e análise de experimentos fatoriais fracionários assimétricos foi utilizada para a consideração simultânea dos fatores citados. O comportamento mecânico das misturas foi avaliado através dos ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência e fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica. A análise de variância dos resultados permitiu a identificação dos fatores com influência significativa nas respostas dos ensaios. O modo como cada fator interferiu nas propriedades apresentadas pelas misturas foi estabelecido através da construção de modelos estatísticos de comportamento. Os resultados mostraram que a adição de modificadores ao asfalto melhora a resistência das misturas à fadiga e à deformação permanente. Os processos de envelhecimento aumentaram os módulos de resiliência das misturas mas diminuíram sua capacidade de recuperação elástica, o que significa queda de resistência à fadiga. Por outro lado, a resistência a deformações permanentes das misturas, inclusive daquelas compostas por asfaltos modificados, aumentou com o envelhecimento. / This work deals with the influence of some factors in the mechanical behavior of asphalt mixtures stability and flexibility. Three types of binders were tested, conventional one, modified with 4,5% of SBS and modified with 20% of recycled tire rubber. Two aggregate gradations were tested, center of B and C gradations of DNER (1997). Four binder contents were chosen based on the air voids and film thickness. Three types of long-term aging were tested, not aged, aged in a forced-draft oven for 5 days at 85ºC and aged through weather exposition for the period of 4 months. Two types of short-term aging were tested; not aged and aged in a forced-draft oven for 4 hours at 135ºC. The technique of design and analysis of asymmetric fractional factorial experiments was used for the simultaneous analysis of the factors. The mechanical behavior of the mixtures was evaluated based on indirect tensile strength test, resilient modulus test and static and dynamic creep tests. The results of the analysis of variance allowed the identification of factors with significant influence in the answers. The influence of the factors in the mixtures properties was established through statistical models of behavior. The results showed that modified binders improves the mixtures resistance in relation to fatigue and to permanent deformation. The aging processes increased the resilient modulus of the mixtures, but also decreased its capacity of elastic return, resulting in a lost of fatigue resistance. On the other hand, the permanent deformation resistance of the aging mixtures increased, including the mixtures with modified binders cases.

Trata-se de uma investigação sobre a influência de alguns fatores no comportamento mecânico de misturas asfálticas densas quanto à estabilidade e à flexibilidade. Foram testados três tipos de ligantes, asfalto convencional, modificado com 4,5% de SBS e modificado com 20% de borracha reciclada de pneu; duas distribuições granulométricas do agregado, centros das faixas B e C do DNER (1997); quatro teores de ligante, escolhidos com base nos valores de volumes de vazios e espessuras de película almejados; três condições de envelhecimento a longo prazo, mistura não envelhecida, envelhecida em estufa ventilada a 85ºC por 5 dias e envelhecida por exposição ao tempo por 4 meses; e duas condições de envelhecimento a curto prazo, mistura não envelhecida e envelhecida em estufa ventilada a 135ºC por 4 horas. A técnica de planejamento e análise de experimentos fatoriais fracionários assimétricos foi utilizada para a consideração simultânea dos fatores citados. O comportamento mecânico das misturas foi avaliado através dos ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência e fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica. A análise de variância dos resultados permitiu a identificação dos fatores com influência significativa nas respostas dos ensaios. O modo como cada fator interferiu nas propriedades apresentadas pelas misturas foi estabelecido através da construção de modelos estatísticos de comportamento. Os resultados mostraram que a adição de modificadores ao asfalto melhora a resistência das misturas à fadiga e à deformação permanente. Os processos de envelhecimento aumentaram os módulos de resiliência das misturas mas diminuíram sua capacidade de recuperação elástica, o que significa queda de resistência à fadiga. Por outro lado, a resistência a deformações permanentes das misturas, inclusive daquelas compostas por asfaltos modificados, aumentou com o envelhecimento. / This work deals with the influence of some factors in the mechanical behavior of asphalt mixtures stability and flexibility. Three types of binders were tested, conventional one, modified with 4,5% of SBS and modified with 20% of recycled tire rubber. Two aggregate gradations were tested, center of B and C gradations of DNER (1997). Four binder contents were chosen based on the air voids and film thickness. Three types of long-term aging were tested, not aged, aged in a forced-draft oven for 5 days at 85ºC and aged through weather exposition for the period of 4 months. Two types of short-term aging were tested; not aged and aged in a forced-draft oven for 4 hours at 135ºC. The technique of design and analysis of asymmetric fractional factorial experiments was used for the simultaneous analysis of the factors. The mechanical behavior of the mixtures was evaluated based on indirect tensile strength test, resilient modulus test and static and dynamic creep tests. The results of the analysis of variance allowed the identification of factors with significant influence in the answers. The influence of the factors in the mixtures properties was established through statistical models of behavior. The results showed that modified binders improves the mixtures resistance in relation to fatigue and to permanent deformation. The aging processes increased the resilient modulus of the mixtures, but also decreased its capacity of elastic return, resulting in a lost of fatigue resistance. On the other hand, the permanent deformation resistance of the aging mixtures increased, including the mixtures with modified binders cases.

Consiste en el desarrollo de un método de ensayo que permite la caracterización de mezclas bituminosas de granulometría abierta valorando la resistencia de estas mezclas a los esfuerzos disgredores del tráfico. Se ha procedido a su normalización y a la determinación de la precisión asociada a dicho proceso de medida. Este procedimiento ha sido aplicado a la caracterización de mezclas bituminosas porosas (porous asphalt). / The thesis deals with the development of a test method that characterises open-graded bituminous mixtures studying the resistance of these mixtures to the traffic dispersing strengthes/forces/efforts. The test method has been standardised and the accuracy associated to this measurement process has been determined. The procedure has been applied to characterise porous asphalt mixtures.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-05T00:24:48Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ DE ARIMATÉIA ALMEIDA E SILVA – TESE (PPGEP) 2015.pdf: 6946608 bytes, checksum: 04efbba58513fb4cbcc2225d2ade0888 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T00:24:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ DE ARIMATÉIA ALMEIDA E SILVA – TESE (PPGEP) 2015.pdf: 6946608 bytes, checksum: 04efbba58513fb4cbcc2225d2ade0888 (MD5) Previous issue date: 2015-06-26 / Capes / A adição do resíduo de Politereftalato de Etileno (PET) em Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP), triturados em partículas cujo diâmetro está entre 0,6 e 0,074 mm, pode ser uma alternativa técnica viável para melhorar as propriedades mecânicas e reológicas das misturas asfálticas. Esta adição tem como finalidade proporcionar uma menor susceptibilidade das misturas asfálticas a fadiga e, conseqüentemente aumentar a vida útil de revestimentos asfálticos em regiões com clima tropical e a temperaturas elevadas. Este trabalho tem como objetivo principal a incorporação de um aditivo no Cimento Asfáltico de Petróleo. A adição de PET foi realizada em proporções de 4%, 5% e 6% relativas ao peso do teor de CAP ótimo e mensuradas as propriedades volumétricas e mecânicas. Além disso foram realizados análises físicas e reológicas do CAP puro e modificado. De acordo com os resultados obtidos nesta pesquisa pode -se inferir que o PET micronizado pós consumo corresponde a um polímero melhorador das propriedades reológicas do CAP 50/70, em termos de rigidez, proporcionado a mistura asfáltica um incremento no comportamento mecânico a luz dos ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral, Módulo de Resiliência, Resistência por Umidade Induzida, Flow Number e Ruptura por Fadiga. É possível aceitar que “o resíduo do PET micronizado, no teor de 5% pode ser utilizado como agente modificador do CAP e, que o mesmo e capaz de promover ganhos nas Propriedades Mecânicas de Revestimentos Asfálticos. / The addition of polyethylene terephthalate (PET) waste in binder, crushed into particles whose diameter is between 0.074 and 0.6 mm, may be a viable alternative technique to improve the mechanical and rheological properties of asphalt mixtures . This addition is intended to provide a lower susceptibility of fatigue in asphalt mixtures and consequently improve the durability of asphalt mixtures in regions with tropical climate and high temperatures. This work has the objective the incorporation of an additive in binder. It was add in proportions of 4% 5% and 6% relative to the weight of the optimum binder content and it was measured volumetric and mechanical properties of asphalt mixtures. Also performed were physical and rheological analysis of pure and modified binder. According to the results obtained in this study can be inferred that the micronized PET improve the performance of binder 50/70. The addition of PET provided an increase in the mechanical behavior in the Indirect Tensile Strength, Resilient Modulus, Moisture susceptibility, Flow Number and Fatigue life. It is possible to accept that the use of 5% micronized PET waste may be used as modifying agent of binder, and that it improve mechanical properties of asphalt mixtures.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2017-07-18T12:00:27Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3670112 bytes, checksum: d762a13cb07012ebb6bb3db0a6e3d4d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T12:00:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3670112 bytes, checksum: d762a13cb07012ebb6bb3db0a6e3d4d6 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The accumulated water on pavement surfaces is one of the factors responsible for the occurrence of traffic accidents, as it reduces the tire-pavement interface friction. The use of porous asphalt mixtures can increase road safety because it increases the adherence between a vehicle's tires and the pavement, especially in a wet highway, owing to its high drainage capacity. Accordingly, this research had the purpose of analyzing the use of polyethylene terephthalate (PET) waste as an alternative of additives to porous asphalt mixtures. The work method consisted of materials characterization, determination of the optimum binder content, production of three kinds of asphalt mixtures (conventional, with the addition of PET, and with polymer asphalt) and the performance of draindown tests, moisture susceptibility, resilient modulus, flow number, fatigue test, permeability to the asphalt mixtures, in their respective optimum binder contents. The PET was added to the mixtures by a dry process in the proportions of: 0; 0,33; 0,5; 0,75 e 1% regarding to the weight of the aggregates. The asphalt mixtures with polymer asphalt were taken as reference. Considering the mixtures design, additions of 0,75% PET up carried out the lowest optimum binder content. Besides that, the addition of PET contributed for a binder draindown inhibition and improved the mixtures performance regarding to moisture susceptibility. The PET additivated mixtures presented an increasing in the resilient modulus and a tendency of a longer fatigue life at low tension levels and high number of load applications. However, the mixtures are susceptible to rutting, even though presenting stiffening. Concerning to permeability, the execution of only one test became inconclusive. Although, it was verified that PET can present viability of being used as additive porous asphalt mixtures. / A água acumulada sobre a superfície do pavimento é uma das responsáveis pela ocorrência de acidentes em rodovias, por reduzir o atrito na interface pneu-pavimento. A adoção de misturas asfálticas porosas pode aumentar a segurança viária, pois seu uso favorece a aderência entre os pneus dos veículos e o pavimento, especialmente em pista molhada, tendo em vista a sua alta capacidade de drenagem. Diante disso, esta pesquisa objetivou analisar o uso de resíduos de politereftalato de etileno (PET) como aditivo para misturas asfálticas porosas. O método de trabalho consistiu na realização de ensaios de caracterização dos materiais utilizados, determinação do teor de projeto de ligante asfáltico, confecção de três tipos de misturas asfálticas (convencional, com adição de PET e com asfalto polímero) e realização de ensaios de escorrimento, dano por umidade induzida, módulo de resiliência, deformação permanente, vida de fadiga e permeabilidade para as misturas asfálticas, em seus respectivos teores de projeto de ligante asfáltico. A adição de PET nas misturas foi realizada via processo seco nas proporções 0,00; 0,33; 0,50; 0,75 e 1,00% em relação ao peso dos agregados. As misturas asfálticas com asfalto modificado por polímero foram tomadas como referência, tendo em vista a preferência do uso desse tipo de ligante em misturas porosas. Em termos de dosagem, adições de PET em até 0,75% resultaram na redução do teor de projeto de ligante asfáltico. Além disso, o PET contribuiu para a inibição do escorrimento do ligante e favoreceu o desempenho das misturas em relação ao dano por umidade induzida. As misturas aditivadas com PET apresentaram um aumento no módulo de resiliência e uma tendência de maior vida de fadiga para baixos níveis de tensões e elevadas repetições de carga. Porém, mostraram-se suscetíveis à deformação permanente, mesmo tendo apresentado um maior enrijecimento. Quanto a permeabilidade, é necessário a realização de mais ensaios de modo a garantir uma melhor confiabilidade nos resultados. De todo modo, pôde-se verificar que o PET pode apresentar viabilidade de ser utilizado como aditivos em misturas asfálticas porosas.

A presente dissertação teve por objetivo analisar o comportamento de misturas asfálticas modificadas, pelo processo seco, com o copolímero etileno acetato de vinila (EVA), resíduo sólido descartado pela indústria calçadista. Em razão das características do EVA, acredita-se que ele possa melhorar as características mecânicas de misturas asfálticas e a resistência ao desgaste. A maioria dos pesquisadores tem direcionado seus esforços em estudos de misturas asfálticas modificadas pelo processo úmido, porém, devido à natureza do resíduo analisado neste trabalho, optou-se pelo processo seco, que demanda menos energia por não necessitar de moagem do material. A pesquisa compreendeu o estudo de amostras de misturas asfálticas não envelhecidas e com envelhecimento de duas e quatro horas em estufa, com moldagem de corpos-de-prova para realização dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral estática, módulo de resiliência por compressão diametral, fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica, vida de fadiga e desgaste por abrasão (ensaio Cantabro). Os resultados mostram que a utilização deste resíduo aumentou a resistência das misturas à fadiga e ao desgaste de forma significativa, porém as misturas tornaram-se mais susceptíveis à deformação permanente. O tempo de envelhecimento de curto prazo se mostrou importante, pois aumentou a resistência das misturas à fadiga e à deformação permanente. / The main purpose of the present master thesis was to analyze the behavior of modified hot-mix asphalt, through the dry process, with the copolymer ethylene vinyl acetate (EVA) discarded by the footwear industry. Since the EVA characteristics, it is believed that it can improve hot-mix asphalt mechanic characteristics and the wear and tear resistance. Most of the researchers have been addressing efforts in studies on modified hot-mix asphalt by the wet process, however, due to the nature of the solid residue analyzed in this work, the dry process will demand less energy for not needing of grinding. The research evolved the study of samples of asphalt mixtures not aged and with aging of two and four hours in oven, submitted to indirect tension test, resilient modulus, static and dynamic creep, fatigue life and loss due to abrasion (Cantabro test). The results show that the use of this residue increased the resistance of the mixtures to the fatigue and loss of mass due to abrasion, however the mixtures became more susceptible to the permanent deformation. The short-time aging was shown important, because it increased the resistance of the mixtures to the fatigue and the permanent deformation.

Esta pesquisa teve por objetivo analisar os efeitos da cal hidratada e do ácido polifosfórico nas propriedades mecânicas e suscetibilidade à umidade de misturas asfálticas densas. O ligante utilizado foi o CAP 50/70, chamado de controle, modificado com 0,6 e 1,2% de PPA, e como aditivo a cal hidratada em concentrações de 1,5 e 3,0%, perfazendo nove combinações de misturas asfálticas. Foram moldados 108 corpos-de-prova, divididos em 4 e 7% de volume de vazios, sendo que os corpos-de-prova de 7% foram divididos em condicionados e não condicionados. Os ensaios realizados para análise das propriedades mecânicas foram o Módulo de Resiliência e a Resistência à Tração Indireta. Os resultados mostram que o aumento da concentração de ácido polifosfórico melhora a rigidez e a flexibilidade, e melhora a suscebilidade ao dano por umidade, assim como aumenta a resistência à tração; para a cal hidratada, com o aumento da sua concentração, ocorreu aumento da rigidez e da flexibilidade de maneira mais discreta, se comparado ao ácido polifosfórico, e proporciona a diminuição da resistência à tração: o teor que apresentou melhor suscetibilidade ao dano por umidade foi de 1,5% de cal hidratada. / This work aims to analyze the effects of hydrated lime and polyphosphoric acid on the mechanical properties and moisture susceptibility of dense asphalt mixtures. In nine combinations of asphalt mixtures, CAP 50/70, named control and modified with 0,6 and 1,2% of PPA, was employed as binder, and hydrated lime in concentrations of 1,5 and 3,0% was used as additive. 108 test specimens have been molded and divided into 4 and 7% of volume void, considering that 7% were separated into conditioned and non-conditioned. The Resilient Modulus and the Tensile Strength were the tests conducted for the analysis of mechanical properties. The results showed that the increase in polyphosphoric acid concentration improved stiffness and flexibility and increased the susceptibility to moisture damage, as well as the tensile strength. Also in the results, with the concentration increase of the hydrated lime, there was a smaller increase of stiffness and flexibility, and it provided a decrease of tensile strength, considering that the percentage of 1,5% of hydrated lime presented the best susceptibility to moisture damage.