Efeito da incorporação de fibras do bagaço de cana em mistura asfáltica dosada pelo método Superpave
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i13.20878Palavras-chave:
Desempenho mecânico; Misturas asfálticas; Resíduo agrícola; Superpave; Sustentabilidade.Resumo
O bagaço de resíduos da indústria açucareira contém muitos materiais de fibra natural e a aplicação de fibras naturais nas misturas asfálticas tipo SMA (Stone Matrix Asphalt) tornou-se uma alternativa atra-ente para a construção de pavimentos flexíveis. O objetivo deste estudo é avaliar o desempenho mecâ-nico de mistura asfáltica modificada por incorporação de fibra do bagaço de cana de açúcar em 0.3% e com tamanho de 20 mm. Para realização desta pesquisa o ligante asfáltico utilizado foi submetido a ensaios de penetração, ponto de amolecimento e viscosidade rotacional, e os agregados caracterizados por meio dos ensaios de massa específica, granulometria e absorção. A dosagem Superpave foi realiza-da para produção dos corpos de prova a serem avaliados nos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência, estabilidade Marshall e escorrimento. A mistura asfáltica modificada apresentou melhor desempenho em todos os ensaios de resistência avaliados e o teor de escorrimento dentro das especificações em norma. Portanto, as fibras do bagaço de cana, de acordo com esta pesquisa, mostraram-se uma alternativa bastante viável para as misturas do tipo SMA. A aplicação desse material na pavimentação asfáltica além de melhorar algumas características essenciais, pode contribuir significativamente para a redução dos impactos ambientais gerados pelo descarte ina-dequado destes resíduos pelas usinas de açúcar.
Referências
Abiola, O. S., Kupolati, W. K., Sadiku, E. R., & Ndambuki, J. M. (2014). Utilisation of natural fibre as modifier in bituminous mixes: A review. Construction and Building Materials, 54, 305-312. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.12.037
Agência Nacional de Petróleo. (2005). Resolução ANP Nº19, de 11 de julho de 2005.
American Association of State Highway and Transportation (2017). AASHTO M 325-08: Standard Specification for Stone Matrix Asphalt (SMA). Washington, DC.
American Association of State Highway and Transportation (2018). AASHTO T305-14: Standard Method of Test for Determination of Draindown Characteristics in Uncompacted Asphalt Mixtures. Washington, DC.
American Society for Testing and Materials (2015). ASTM C127: Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate. West Conshohocken.
American Society for Testing and Materials (2015). ASTM C128: Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Fine Aggregate. West Conshohocken.
American Society for Testing and Materials (2015). ASTM D4402M: Standard Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures Using a Rotational Viscometer. West Conshohocken.
American Society for Testing and Materials (2019). ASTM C136M: Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. West Conshohocken.
American Society for Testing and Materials (2020). ASTM D36M-14: Standard Test Method for Softening Point of Bitumen (Ring-and-Ball Apparatus). West Conshohocken.
American Society for Testing and Materials (2020). ASTM D5M: Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials. West Conshohocken.
Amin, M. N., Murtaza, T., Shahzada, K., Khan, K., & Adil, M. (2019). Pozzolanic Potential and Mechanical Performance of Wheat Straw Ash Incorporated Sustainable Concrete. Sustainability, 11 (2). https://doi.org/10.3390/su11020519
Badeli, S., Carter, A., Doré, G., & Saliani, S. (2018). Evaluation of the durability and the performance of an asphalt mix involving Aramid Pulp Fiber (APF): Complex modulus before and after freeze-thaw cycles, fatigue, and TSRST tests. Construction and Building Materials, 20, 60-71. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.103
Bellatrache, Y, Ziyani, L, Dony, A, Taki, M, & Haddadi, S (2020). Effects of the addition of date palm fibers on the physical, rheological and thermal properties of bitumen. Construction and Building Materials, 239, 117808. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117808
Bernucci, L. L. B., Motta, L. M. G., Ceratti, J. A. P., & Soares, J. B. (2010). Pavimentação Asfáltica: Formação básica para engenheiros. Petrobras/Abeda, Rio de Janeiro.
Boeira, F. D. (2014). Estudo do desempenho de concretos asfálticos com diferentes tipos de agregados e cales. Dissertação de M.Sc, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil.
Caro, S, Vega, N, Husserl, J, & Alvarez, A. E (2016). Studying the impact of biomodifiers produced from agroindustrial wastes on asphalt binders. Construction and Building Materials, 126, 369-380. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.043
Carvalho, F. S. S., Lucena, A. E. F. L., Neto, O. M. M., Porto, T. R., & Porto, T. M. R. (2021). Análise dos parâmetros mecânicos das misturas asfálticas com adição de óxidos metálicos. Revista Matéria, 26 (3), 2021.
Chen, Z, Yi, J, Chen, Z, & Feng, D (2019). Properties of asphalt binder modified by corn stalk fiber. Construction and Building Materials, 212, 225-235. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.329
Costa, L. F (2017). Análise do uso das fibras do pseudocaule da bananeira em misturas asfálticas SMA”. Dissertação de M.Sc., Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Brasil, 2017.
Costa, L. F, Lucena, L. C. F. L., Lucena, A. E. F. L., & Barros, A. G. (2019). Use of Banana Fibers in SMA Mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, 32 (1). https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002994
Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (1995). DNIT 043-ME: Misturas betuminosas à quente - ensaio Marshall. Rio de Janeiro.
Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (2006). DNIT 031-ES: Pavimentos flexíveis - Concreto asfáltico - Especificação de serviço. Rio de Janeiro.
Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (2018). DNIT 136-ME: Pavimentação asfáltica – Misturas asfálticas – Determinação da resistência à tração por compressão diametral – Método de ensaio. Rio de Janeiro.
Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (2018). DNIT 135-ME: Pavimentação asfáltica - Misturas asfálticas Determinação do módulo de resiliência - Método de ensaio. Rio de Janeiro.
Gama, D A. (2016). Efeito da adição de polímeros reativo, não-reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos. Tese de D.Sc., Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Brasil.
Khasawneh, M. A., & Alyaseen, S. K. (2020). Analytic methods to evaluate bituminous mixtures enhanced with coir/coconut fiber for highway materials. Materials Today: Proceedings, 33 (4), 1752-1757. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.04.870
Kim, M, Kim, S, Yoo, D, & Shin, H (2018). Enhancing mechanical properties of asphalt concrete using synthetic fibers. Construction and Building Materials, 178, 233-243. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.070
Klinsky, L. M. G., Kaloush, K. E., Faria, V. C., & Bardini, V. S. S. (2018). Performance characteristics of fiber modified hot mix asphalt. Construction and Building Materials, 176, 747-752. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.221
Leal, C. L. D. (2013). Aproveitamento do bagaço de cana de açúcar em misturas asfálticas. Tese de D.Sc., Universidade Federal Fluminense, Niterói, Brasil.
Li, Z., Zhang, X., Fa, C., Zhang, Y., Xiong, J., & Chen, H. (2020). Investigation on characteristics and properties of bagasse fibers: Performances of asphalt mixtures with bagasse fibers. Construction and Building Materials, 248, 118648. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118648
Liang, M, Liang, P; Fan, W, Qian, C, Xin, X, Shi, J, & Nan, G (2015). Thermo-rheological behavior and compatibility of modified asphalt with various styrene–butadiene structures in SBS copolymers. Materials & Design, 88, 177-185. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.09.002
Mohammed, M., Parry, T., Thom, N., & Grenfell, J. (2020). Microstructure and mechanical properties of fibre reinforced asphalt mixtures. Construction and Building Materials, 240, 117932. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117932
Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM.
Pirmohammad, S, Mengharpey, M. H. (2020). Influence of natural fibers on fracture strength of WMA (warm mix asphalt) concretes using a new fracture test specimen. Construction and Building Materials, 251, 118927. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118927
Slebi-Acevedo, C. J., Lastra-González, P., Pascual-Muñoz, P., & Castro-Fresno, D. (2019). Mechanical performance of fibers in hot mix asphalt: A review. Construction and Building Materials, 200, 756-769. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.171
Tebaldi, P. D (2016). Verificação da dosagem e do comportamento mecânico do concreto asfáltico: estudo de caso. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil.
Tripathi, N, Hills, C. D., Singh, R. S.., & Atkinson, C. J (2019). Biomass waste utilisation in low-carbon products: harnessing a major potential resource. Climate and Atmospheric Science, 2 (35). https://doi.org/10.1038/s41612-019-0093-5
Vale, A. C., Casagrande, M. D. T., & Soares, J. S. (2014). Behavior of Natural Fiber in Stone Matrix Asphalt Mixtures Using Two Design Methods. Journal of Materials in Civil Engineering, 26 (3). https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000815
Valença, P. M. A. (2012). Desempenho mecânico de misturas asfálticas do tipo stone matrix asphalt com uso de fibras amazônicas e agregados de resíduos de construção e demolição. Dissertação de M.SC., Universidade Federal do Amazonas, Manaus, Brasil.
Varuna, M, Sunil, S, Anjneyappa, & Amarnath, M. S. (2020). Studies on warm stone asphalt mixes using natural and synthetic fibres. Materials Today: Proceedings, 9. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.497
Xing, X, Chen, S, Li, Y, Pei, J, Zhang, J, Wen, Y, Li, R, & Cui, S (2020). Effect of different fibers on the properties of asphalt mastics. Construction and Building Materials, 262, 120005. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120005
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