Avaliação do desempenho de misturas betuminosas temperadas

Abstract

O acrescido enfoque que tem vindo a ser dado ao uso racional da energia e à pegada de carbono estimula o interesse nas novas tecnologias para redução dos consumos, – menos energia / menos CO2 – e o procurement para encorajar a sua utilização. As Misturas Betuminosas Temperadas (MBT) assumem cada vez mais uma notoriedade inequívoca, traduzindo-se como uma das respostas adequadas do sector de produtores das misturas betuminosas a este repto. Actualmente, para que as MBT possam ser aceites por todos os intervenientes rodoviários, é um requisito essencial comprovar que o seu desempenho mecânico é idêntico ao obtido com o mesmo tipo de mistura betuminosa fabricada a quente. Assim, o objectivo deste trabalho é realizar uma análise comparativa do desempenho (em laboratório e num trecho experimental) de uma mistura betuminosa produzida a temperaturas convencionais, e da mesma mistura produzida com duas diferentes tecnologias para produção de MBT, nomeadamente através da introdução de dois aditivos distintos (ceras sintéticas e agentes de superfície) que permitem realizar a mistura a menor temperatura (120 a 140 ºC). Neste trabalho faz-se um enquadramento temático, abordando os benefícios e a história recente das MBT e descrevendo as diferentes tecnologias e técnicas de produção das mesmas. Em seguida, apresenta-se a caracterização laboratorial para avaliação comparativa das diferentes propriedades das misturas convencional e temperadas. Realça-se o trabalho realizado para a caracterização do ligante e restantes materiais constituintes, a metodologia de formulação das misturas betuminosas e o método utilizado para definir a quantidade óptima de aditivo e a redução de temperatura de fabrico. Por último, são descritos os procedimentos relativos à validação na produção, à execução do trecho experimental, à avaliação do desempenho das misturas in situ e à avaliação estrutural e funcional do trecho, sendo feita uma sumária análise económica do custo comparativo entre as três misturas estudadas. Apresentam-se no final os aspectos mais relevantes de todo o trabalho, e são elencadas as principais conclusões do mesmo. Concluiu-se que as MBT têm potencialmente o mesmo desempenho das misturas convencionais a quente, embora careçam de um cuidado acrescido na sua produção. Assim, deve ser implementado um controlo da qualidade mais rigoroso na fase de produção e aplicação das misturas betuminosas temperadas.

The increased focus that has been given to the rational use of energy and carbon footprint stimulates the interest in new technologies to reduce consumption – less energy / less CO2 – and procurement to encourage their use. The Warm Mix Asphalt (WMA) are increasingly acquiring an unequivocal reputation, thus becoming one of the appropriate answers of the producers of bituminous mixtures to that challenge. Presently, in order that the WMA can be accepted by all road intervenients, it is essential to ensure that their mechanical performance is identical to that obtained with the same type of asphalt mix produced at high temperatures. Thus, the aim of this work is to carry out a comparative analysis of the performance (in lab and in an experimental trial) of an asphalt mixture produced at conventional temperatures, and the same mixture produced by using two different technologies to produce WMAs, including the introduction of two different additives (synthetic waxes and surfactants) that allow to produce the mixture at lower temperatures (120 to 140 ºC). This dissertation presents a thematic context, addressing the benefits and the recent history of WMAs and describing the different technologies and techniques for their production. Then, a laboratorial characterization of the mixtures is presented for a comparative assessment of the different properties of the conventional and warm mixtures. The work carried out to characterize the binder and the other constituent materials should be emphasized, as well as the mix design methodology and the method used to define the optimum amount of additive and the reduction of the production temperature. At last, the procedures used for asphalt production validation, construction of the experimental trial, evaluation of in situ performance of the mixtures and structural and functional evaluation of the trial are described, and a brief economic analysis was done to compare the costs of the three studied mixtures. Finally, the most important aspects of this work are presented, and its main findings are listed. It was concluded that the WMA potentially have the same performance of the conventional hot mix asphalt, but they need additional attention during their production. Thus, a more stringent quality control should be implemented during the phases of production and laying down of the warm mix asphalts.