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Title: Misturas asfálticas recicladas a quente contendo aditivos: avaliação do desempenho mecânico, econômico e ambiental.
Other Titles: Hot recycled asphalt mixtures containing additives: assessment of mechanical, economic and environmental performance.
???metadata.dc.creator???: COSTA, Laiana Ferreira da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LUCENA, Lêda Christiane de Figueirêdo Lopes.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: LUCENA, Luciana de Figueirêdo Lopes.
???metadata.dc.contributor.referee1???: NÓBREGA , Cláudia Coutinho.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SAVASINI , Kamilla Vasconcelos.
???metadata.dc.contributor.referee3???: LUCENA, Adriano Elisio de Figueiredo Lopes.
Keywords: Reclaimed asphalt pavement;Zeólita;Óleo de algodão;Economia circular;Avaliação do ciclo de vida;Avaliação do custo do ciclo de vida;Zeolite;Cotton oil;Circulareconomy;Life cycle  assessment;Life cycle cost assessment,;Pavimento de asfalto recuperado;Aceite de algodón;Evaluación del ciclo de vida;Evaluación de costos del ciclo de vida;Chaussée en asphalte récupéré ;Huile de coton ;Économie circulaire ;Évaluation du cycle de vie ;Évaluation des coûts du cycle de vie
Issue Date: 15-May-2023
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: COSTA, Laiana Ferreira da. Misturas asfálticas recicladas a quente contendo aditivos: avaliação do desempenho mecânico, econômico e ambiental. 2023. 303 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023.
???metadata.dc.description.resumo???: A indústria da pavimentação tem sido cada vez mais incentivada para uma atuação mais circular, associando desenvolvimento econômico a um melhor uso de recursos naturais, devido aos expressivos impactos que as suas atividades impõem principalmente ao meio ambiente e aos recursos financeiros. Uma das práticas condizentes com a tendência de economia circular é o uso de Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) em misturas asfálticas à quente. Alguns métodos têm sido adotados no intuito de elevar a quantidade de RAP, sem comprometer o desempenho mecânico das misturas asfálticas recicladas à quente, com destaque para os aditivos de misturas mornas e os óleos de origem animal e vegetal. Neste trabalho, decidiu­se avaliar a incorporação nessas misturas da zeólita e do óleo de algodão, em diferentes teores. Na primeira fase determinou­se o grau de ativação relativo do ligante RAP (DoA’) por meio de parâmetros mecânicos e volumétricos. Na segunda fase verificou­se a interferência dos aditivos nas características mecânicas do RAP por meio da avaliação das propriedades de resistência à tração, rigidez e volumetria de amostras confeccionadas com 100% RAP com a adição direta dos aditivos, em condições de temperatura e tempos de condicionamento diferentes. Na terceira fase, por meio de blending charts, foram estabelecidas as taxas de reciclagem máximas em função das temperaturas críticas de bioligantes formulados com óleo de algodão. Para esse estudo, foram analisados dois conjuntos de misturas asfálticas recicladas: com 15%, 25% e 33% de RAP, contendo, respectivamente, 4%, 6% e 10% de óleo de algodão; e com 15%, 25% e 33% de RAP, contendo 0,3% de zeólita. Na quarta fase as misturas foram avaliadas tanto por aspectos de desempenho mecânico, como também por aspectos ambientais e econômicos, por meio de uma análise integrada de propriedades mecânicas (resistência à tração, módulo de resiliência, Lottman, Cântabro, Flow Number, resistência à fadiga), do índice de circularidade, da avaliação do ciclo de vida e da avaliação dos custos do ciclo de vida. Segundo os valores de DoA’v, a temperatura de 140°C foi a que promoveu uma maior ativação do ligante envelhecido. Ambos os aditivos trouxeram benefícios na interação com o RAP, comprovados pelos resultados de Vv, RT e MR. Todas as misturas recicladas, independentemente do tipo de aditivo, apresentaram desempenho mecânico satisfatório em todos os ensaios realizados. A análise integrada das dimensões mecânica, ambiental e econômica identificou que a alternativa de mistura asfáltica reciclada contendo 0,3% de zeólita e 25% de RAP é a mais vantajosa, pois atendeu aos critérios mecânicos, apresentou bom desempenho ambiental e é a segunda alternativa dentre as estudadas de menor investimento financeiro. No conjunto de misturas recicladas com óleo de algodão, a alternativa com 10% de óleo de algodão e 33% de RAP é a mais vantajosa, mesmo sendo a alternativa que apresentou um maior dano ambiental. A análise integrada apontou a necessidade da ponderação entre os ganhos e prejuízos ambientais e econômicos quando o projeto de misturas recicladas envolve algum aditivo residual ou não.
Abstract: The paving industry has been increasingly encouraged to act more circularly, associating economic development with a better use of natural resources, due to the significant impacts that its activities impose mainly on the environment and financial resources. One of the practices consistent with the circular economy trend is the use of Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) in hot mix asphalt. Some methods have been adopted in order to increase the amount of RAP, without compromising the mechanical performance of recycled hot­mix asphalt, with emphasis on warm mix asphalt additives and oils of animal and vegetable origin. In this work, it was decided to evaluate the incorporation of zeolite and cottonseed oil in these mixtures, at different levels. In the first phase, the degree of relative activation of the RAP binder(DoA') was determined using mechanical and volumetric parameters. In the second phase, the interference of the additives in the mechanical characteristics of the RAP was verified through the evaluation of the properties of indirect tensile test, resilient modulus and volumetry of samples made with 100% RAP with the direct addition of the additives, in different temperature conditions and conditioning times. In the third phase, by means of blending charts, the maximum recycling rates were established as a function of the critical temperatures of bioligands formulated with cotton oil. For this study, two sets of recycled hot mixes asphalt were analyzed: with 15%, 25% and 33% of RAP, containing, respectively, 4%, 6% and 10% of cottonseed oil; and with 15%, 25% and 33% RAP, containing 0.3% zeolite. In the fourth phase, the recycled hot­mixes asphalt were evaluated both for mechanical performance aspects, as well as for environmental and economic aspects, through an integrated analysis of mechanical properties (tensile strength, resilient modulus, Lottman, Cantabro, Flow Number, resistance to fatigue), circularity index, life cycle assessment and life cycle cost assessment. According to the DoA'v values, the temperature of 140°C promoted greater activation of the aged binder. Both additives brought benefits in the interaction with RAP, confirmed by the results of Vv, RT and MR. All recycled hot­mixes asphalt, regardless of the type of additive, showed satisfactory mechanical performance in all tests carried out. The integrated analysis of the mechanical, environmental and economic dimensions identified that the recycled hot­mixes asphalt alternative containing 0.3% zeolite and 25% RAP is the most advantageous, as it met the mechanical criteria, presented good environmental performance and is the second alternative among those studied with less financial investment. In the set of recycled hot­mixes asphalt with cotton oil, the alternative with 10% cotton oil and 33% RAP is the most advantageous, even though it is the alternative that presented the greatest environmental damage. The integrated analysis pointed out the need to balance the environmental and economic gains and losses when the project for recycled hot­mixes asphalt involves a residual additive or not.
Keywords: Reclaimed asphalt pavement
Zeólita
Óleo de algodão
Economia circular
Avaliação do ciclo de vida
Avaliação do custo do ciclo de vida
Zeolite
Cotton oil
Circulareconomy
Life cycle  assessment
Life cycle cost assessment,
Pavimento de asfalto recuperado
Aceite de algodón
Evaluación del ciclo de vida
Evaluación de costos del ciclo de vida
Chaussée en asphalte récupéré 
Huile de coton 
Économie circulaire 
Évaluation du cycle de vie 
Évaluation des coûts du cycle de vie
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia civil.
Engenharia ambiental.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32183
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Civil e Ambiental

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