Casos de estudo

Reciclagem de misturas betuminosas

Maria de Lurdes AntunesLNEC

Objectivo�Recolha de experiências de obras de reciclagem

• Elementos difíceis de encontrar na bibliografia• Aspectos de carácter prático

2

• Aspectos de carácter prático• Desconstrução e processamento do material recuperado• Formulação e características de desempenho dos materiais• Características das camadas a curto prazo• Características a longo prazo

Informações para os manuais de boas práticas

Misturas betuminosas recicladasResumo dos casos de estudo

Reciclagem

3

Desconstru-

ção

de materiais

não ligados

ou ligados

com cimento

Misturas a

quente em

central

Misturas

temperadas

em central

Misturas a

frio em

central

Misturas a

quente in situ

Misturas a

frio in situ

5 1 12 1 5 6 16

Casos de estudo PortugalCS Tipo Título

CS 4.20 A quente, em central

Application of Hot Mix Asphalt with 35% - 40% Reclaimed

Asphalt in the rehabilitation of the pavement of the National road

EN 105 between Travagem and Santo Tirso (Portugal)

4

EN 105 between Travagem and Santo Tirso (Portugal)

CS 4.21 A quente, em central

Application of Hot Mix Asphalt with 20% - 25% Reclaimed

Asphalt in the rehabilitation of the pavement of the motorway A1

between Pombal and Condeixa (Portugal)

CS 4.22 A frio, in situ Cold In-situ Recycling of the Pavement of EN 260 between km

40+200 and km 58+000

CS 4.23 A frio, in situ Rehabilitation of the IP2 Pavement between Barragem do Fratel

and EN 118 (Portugal) using Cold In-situ Recycling of Existing

Asphalt Layers

CS 4.20EN 105 (Sto Tirso)

@@Title Application of Hot Mix Asphalt with 35% - 40% Reclaimed Asphaltin the rehabilitation of the pavement of the National road EN 105between Travagem and Santo Tirso (Portugal)

@@Abstract This case study refers to the first known application of RAP in theproduction of hot mix asphalt concrete in Portugal. It concerns theapplication of a plant hot mix recycled asphalt concrete as a bidercourse in one road stretch located in the North of Portugal.

@@Country Country where the information originates from (multiple choice

5

Country Country where the information originates from (multiple choicepossible):• Portugal

@@Demolition product • Bituminous bound material@@New material • Bituminous bound material@@Demolished part of the construction

• Surface course• Binder course• Base course

@@New layer(s) • Binder course@@Year of the work 1999 - 2000@@Coordinates@@Quantity of reclaimed material@@Mean recycling rate (% by mass)

35 % - 40 %

EN 105Características do RA

6

Property

Stockpile no. 1 Stockpile no. 2

Sample 1.1(1)

Sample 1.2(1)

Sample 1.3(1)

Sample 1.4(1)

Sample 2.1(1)

Sample 2.2(1)

Reclaimed binder content, % 6,1 4,3 5,0 4,7 6,4 5,9

Reclaimed Asphalt Pavement from stockpile no. 2

Pen = 15

TAB = 68

EN 105Fabrico da mistura

Property ValuePercent of added reclaimed asphalt, %

40

7

Mix composition

reclaimed asphalt, %Percent of added virgin binder, %

3,5

Total binder content (“Kumagawa” extraction procedure)

5,3 %

Marshall test (50 blows)

Stability 8,9 kNFlow 3,1 mmMarshall quotient 3,0 kN/mmSpecimens bulk density 2,35 Mg/m3

Specimens porosity 4,7 % Central contínua com anel de introdução do RA

EN 105Propriedades de desempenho

8

CS 4.21A1 (Pombal)

@@Title Application of Hot Mix Asphalt with 20% - 25% Reclaimed Asphalt inthe rehabilitation of the pavement of the motorway A1 betweenPombal and Condeixa (Portugal)

@@Abstract This case study refers to plant hot mix recycling works in the frame ofthe rehabilitation of a stretch of the motorway A1, located in thecentre of Portugal.It concerns the use of 20% - 25% of Reclaimed Asphalt in theproduction of two different asphalt concrete mixtures for applicationin binder courses.

9

@@Country Country where the information originates from (multiple choicepossible):• Portugal

@@Demolition product • Bituminous bound material@@New material • Bituminous bound material@@Demolished part of the construction

• Surface course• Binder course

@@New layer(s) • Binder course@@Year of the work 2004 - 2005@@Coordinates@@Quantity of reclaimed material@@Mean recycling rate (% by mass)

20 % - 25 %

CS 4.22EN 260 (Serpa)

@@Title Cold In-situ Recycling of the Pavement of EN 260 between km 40+200and km 58+000 (Portugal)

@@Abstract This case study refers to an application of cold in situ recycling of an oldasphalt pavement using bitumen emulsion.The rehabilitation works were performed in 2 phases: The first phaseconsisted in recycling the existing asphalt and granular layers up to 120mm deep and application of a slurry surfacing. The second phaseconsisted in placing a asphalt cold mix binder course and a new slurrysurfacing.

@@Country Country where the information originates from (multiple choice possible):• Portugal

10

@@Demolition product • Bituminous bound material• Unbound granular material

@@New material • Bituminous bound material@@Demolished part of the construction

• Surface course• Base course

@@New layer(s) • Binder course• Base course

@@Year of the work 1998@@Coordinates@@Quantity of reclaimed material

Approximately 33 000 ton

@@Mean recycling rate (% by mass)

100 %

CS 4.23IP2 (Portalegre)

@@Title Rehabilitation of the IP2 Pavement between Barragem do Fratel and EN118 (Portugal) using Cold In-situ Recycling of Existing Asphalt Layers

@@Abstract This case study refers to a successful application of cold in situ recyclingof asphalt layers from a heavily cracked pavement using bitumenemulsion.A new hot mix asphalt binder course and a new wearing course wereplaced on the recycled layer.

@@Country Country where the information originates from (multiple choice possible):• Portugal

11

• Portugal

@@Demolition product • Bituminous bound material@@New material • Bituminous bound material@@Demolished part of the construction

• Surface course• Base course

@@New layer(s) • Base course@@Year of the work 2002@@Coordinates@@Quantity of reclaimed material

Approximately 34 000 ton

@@Mean recycling rate (% by mass)

100 %

IP2Características dos RA

90

100 Fuso granulométrico - CE obra

MF1 (sem extracção de betume)

MF2 após extracção de betume

MF3 (sem extracção de betume)

12

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0,01 0,1 1 10 100

Dimensão da malha dos peneiros (mm)

Ma

teria

l que

pa

ssa

(%

)

MF3 (sem extracção de betume)

MF4 após extracção de betume

MF5 (sem extracção de betume)

Fuso granulométrico (PG4-Art.20) - Espanha

IP2Fabrico da mistura

100 Fuso granulométrico - CE obra

13

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Dimensão da malha dos peneiros (mm)

Ma

teria

l que

pa

ssa

(%

)

Curva granulométrica semextracção de betume (14 amostras)

Curva granulométrica apósextracção de betume (8 amostras)

Fuso granulométrico (PG4-Art.20) -Espanha

IP2Controlo da compactação

2,400

2,500 Valores determinados com o Troxler 3450

Valores determinados pelo método da "garrafa de areia"

14

1,500

1,600

1,700

1,800

1,900

2,000

2,100

2,200

2,300

2,400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Locais ensaiados

Ba

rida

de s

eca

(g

/cm

3)

IP2Características dos ligantes

Binder samples Properties

Penetrtion R&B

softening

15

Identification% old

binder”% new binder

Penetrtion (25ºC, 100g, 5s), 0.1 mm

(ASTM D 5)

softeningpoint, ºC

(ASTM D 36)

Bitumen recovered from the RA

100 - 15 77,6

Bitumen extracted from the emulsion

- 100 77 -

Bitumen recovered from the recycled mixture

≈72 ≈28 32 62,6

Desconstrução�Fresagem por camadas individuais, se possível

�Separação dos materiais por fracções

16

�Separação dos materiais por fracções• Melhor controlo da granulometria• Maior homogeneidade das misturas, não

só relativamente à granulometria mas também ao teor em betume

Reciclagem a quente em central 1/2�Mistura recuperada:

� Aplicação de 10 a 70 %� RA proveniente de camadas de desgaste ou de desgaste +

regularização

17

regularização� RA com betumes convencionais, betumes moles e PMB

�Fabrico� Centrais contínuas ou descontínuas� Com ou sem disposições especiais para reciclagem� Betume novo convencional, modificado ou com rejuvenescedores

�Aplicação� Camadas de base, regularização e desgaste� Diversos tipos de estrada

Reciclagem a quente em central 2/2�Aplicação de elevadas taxas de incorporação de RA implica investimentos em

� Equipamento� Caracterização do RA

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� Caracterização do RA� Homogeneização

�Pode ser aplicada em camadas com elevadas exigências de desempenho

�Não há problemas específicos com a reciclagem de misturas com betumes modificados com polímeros ou com borracha

Reciclagem a frio em central ou in situ�Reciclagem a frio em central

� Melhor controle da homogeneidade da mistura� Maiores custos de transporte

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�Ligantes utilizados na reciclagem a frio: emulsão ou espuma de betume, com ou sem cimento

�Obras de reciclagem in situ a frio incluem camada de desgaste sobre camada reciclada

Obrigada pela atenção!

20