Performance of asphalt rubber mixtures

Abstract

Asphalt rubber mixtures are one of the most promising techniques to extend the service life of asphalt pavement overlays. Asphalt rubber binder is composed of crumb rubber from reclaimed tires and conventional asphalt. The asphalt rubber binder can be obtained through wet process in two different systems: terminal blending (produced at industrial plants) and continuous blending (produced in asphalt plants). This study presents a laboratory evaluation of asphalt rubber mixtures produced with different asphalt rubber binders, using gap and dense gradations. The mechanical behavior of the mixtures studied was established through several laboratory tests (stiffness, fatigue cracking and permanent deformation). A finite-element methodology was also employed to evaluate the fatigue life in terms of reflective cracking. Moreover, the morphologies of the crumb rubber and of the asphalt rubber binder were analyzed through scanning micrographs. The rheology of the asphalt rubber binder was characterized in order to predict the mechanical behavior of asphalt rubber mixtures. This study indicates that asphalt rubber mixtures improve the mechanical properties of asphalt pavements, enhancing their performance and increasing the service life of overlays in comparison to conventional mixtures.

As misturas com asfalto-borracha constituem uma das mais promissoras técnicas utilizadas para aumentar vida de serviço dos pavimentos asfálticos reabilitados. O ligante asfalto-borracha é composto por borracha moída proveniente de pneus insersíveis e por asfalto convencional. O asfalto-borracha pode ser obtido através de dois sistemas diferentes: terminal blending (produzido em unidades industriais) e continuous blending (produzido em usinas de asfalto). Este estudo apresenta uma avaliação em laboratório de misturas com asfalto-borracha produzidas com diferentes tipos de ligantes asfalto-borracha, utilizando graduações gap e densa. O comportamento mecânico das misturas estudadas foi realizado através de diversos ensaios de laboratório (rigidez, fadiga e deformação permanente). Uma metodologia de elementos finitos também foi empregada para estimar a vida de fadiga em termos de reflexão de trincas. Adicionalmente, as morfologias da borracha moída e do asfalto-borracha foram analisadas através de micrografias por varredura. A reologia dos ligantes asfalto-borracha foi caracterizada de modo a prever o comportamento mecânico das misturas com asfalto-borracha. Este estudo indica que as misturas com asfalto-borracha melhoram as propriedades mecânicas dos pavimentos asfálticos, aumenta seu desempenho e também a vida de serviço da reabilitação em comparação com as misturas convencionais.