Estudo da compactabilidade em laboratório de misturas betuminosas com resíduos plásticos

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Vias de Comunicação e Transportes

Esta dissertação tem como objetivo o estudo da compactabilidade em laboratório de misturas betuminosas com resíduos plásticos. São analisadas misturas betuminosas incorporando três diferentes betumes modificados com polímeros utilizando três temperaturas de compactação diferentes. Para o fabrico dos provetes com este tipo de misturas, utilizaram-se dois equipamentosde compactação distintos, um amplamente utilizado em Portugal, o compactador de impacto, e outro, a nível internacional, o compactador giratório. Iniciou-se este trabalho com um estudo de formulação tendo sido selecionado um betume modificado convencional e uma temperatura de compactação para moldar com o compactador de impacto os provetes destinados ao estudo formulação. Após a escolha da percentagem ótima de betume e da curva de agregados ótima para estas condições, fez-se um estudo de avaliação da compactabilidade utilizando os dois equipamentos de compactação referidos, o compactador de impacto e o compactador giratório, com os outros dois betumes modificados com resíduos plásticos reciclados e diferentes temperaturas de compactação. No caso do compactador giratório foi necessário proceder à calibração dos diversos parâmetros do equipamento, como o ângulo interno, pressão, altura, velocidade de rotação, entre outros. Analisou-se também a sensibilidade à água de provetes com estes betumes modificados. Para complementar o estudo, moldaram-se lajes utilizando o compactador de rolo, com o objetivo de efetuar o ensaio de pista para avaliação da resistência à deformaçãopermanente. Os resultados obtidos mostram alguma variabilidade nas características volumétricas das misturas produzidas com o compactador de impacto. Relativamente à sensibilidade à água, em geral, apresentaram uma boa resistência conservada. As misturas com o betume modificado com polietileno de alta densidade apresentaram uma maior resistência à deformação permanente do que as misturas com betume modificado por espuma vinílica de acetato, que apresentou comportamentos atípicos na análise desta característica. Pode admitir-se, com base nos resultados obtidos, que as misturas compactadas com a temperatura de 155ºC e o betume modificado por espuma vinílica de acetatoalcança um melhor desempenho que os restantes.

Abstract: The main objective of this dissertation is the laboratory study of compactness of bituminous mixtures with plastic waste. Bituminous mixtures incorporating three different modified bitumen with polymers using three different compaction temperatures were analysed. To compact this kind of mixtures it was used two distinct compaction equipment, one widely applied in Portugal, impact compactor, and another, widely used at international level gyratory compactor. This works starts with a formulation study with one chosen bitumen and compaction temperature to mould specimens to the formulation and using impact compactor. After choosing the optimum asphalt content and optimum gradation curve at this conditions, it was held a compactness evaluation using the two compaction equipment referred, impact compactor and gyratory compactor, with the other bitumen and compaction temperature. In the case of the gyratory compactor it was necessary to calibrate some parameters of equipment, as internal angle, pressure, height, rotation speed, between others. It was also analysed the water sensitivity with this modified bitumens and using impact compactor. To complement the study, it was also moulded slabs using roller compactor, with the goal of accomplish the wheel tracking test to evaluate de resistance to the deformation. The results show some variability in the volumetric characteristic in the mixtures produced with the impact compactor. Relatively to the values obtain in the water sensitivity test, in general, they present a good retained resistance. The mixtures with the bitumen modified by high density polyethylene show a better resistance to permanent deformation than those with the bitumen modified by ethylene vinyl acetate, which showed atypical behaviour in the analysis to this property. It is possible to admit, based on the obtained results, that the mixtures compacted with the temperature of 155 ºC and the bitumen modified by ethylene vinyl acetate, achieved better performance than the other ones.