Mechanical performance of asphalt mixture composed of asphalt binder modified with sunflower oil

Abstract

Warm Mix Asphalt (WMA) refers to a variety of asphalt mixtures produced at lower temperatures than those conventionally used to produce hot mixture asphalt. These reductions in the production temperatures provide social, economic, and environmental gains. This study aimed to investigate the mechanical properties of asphalt mixtures composed of asphalt binders modified with sunflower oil at the addition contents of 1%, 2%, and 3%. Indirect tensile strength, resilient modulus, water sensitivity, dynamic modulus, rutting resistance, and fatigue life of the asphalt mixtures were evaluated. Results showed that the mechanical performance of asphalt mixtures composed of oil-modified asphalt binder decreased compared to that of the mixture with neat asphalt binder, even though all of them are suitable for application in surface courses according to the current technical requirements for asphalt concretes. However, asphalt mixtures with sunflower oil-modified binders presented enhances in adhesion, which indicates less susceptibility to moisture than their equivalent non-modified.

Efeitos da adição do óleo de canola nas propriedades mecânicas de misturas asfálticas

“…Mendonça et al (2022c) obtiveram reduções nos valores de temperatura de mistura para o ligante asfáltico com óleo de algodão refinado nos teores de 1%, 2% e 3% em relação ao CAP 50/70 de 2 °C, 4,0 °C e 6 °C, respectivamente. Carvalho et al (2022) apresentaram reduções nas temperaturas de mistura e compactação para o ligante asfáltico modificado com óleo de girassol nos teores de 1%, 2% e 3% de 1,0 °C e 3,3 °C; 6,0 °C e 1 °C e 4,0 °C; 6,0 °C, respectivamente. Silva et al (2022) demonstraram o potencial do óleo de linhaça como redutor de viscosidade do ligante asfáltico, com a diminuição das temperaturas de mistura e compactação com o uso de 1%, 2% e 3% de 1,95 °C e 4,50 °C; 7,15 °C e 0,75 °C; 3,35 °C e 4,00 °C, respectivamente.…”

“…Percebe-se que as misturas contendo óleo de canola apresentaram resultados inferiores de flow number da ordem de 48% a 55%, quando comparados à mistura asfáltica com ligante puro (0%). A redução já era esperada, visto que Carvalho et al (2022) obteve resultados de flow number para as misturas asfálticas com adição de óleo de girassol inferiores ao da mistura tradicional utilizando apenas o ligante asfáltico puro. Moraes (2018) também apontou valores semelhantes ao incorporar cera de carnaúba nos teores de 1%, 3% e 5% em misturas asfálticas.…”

“…Assim, foi possível observar que, para todos os níveis de tensão, a mistura 1%OC foi a que apresentou o melhor desempenho de vida de fadiga, seguido pela mistura de 2%OC (com valores semelhantes) e por último a mistura 3%OC, ficando atrás apenas da mistura de referência. Esses resultados corroboram com a literatura, onde Carvalho et al (2022) apontou resultados semelhantes ao adicionar óleo de girassol nos teores de 1%, 2% e 3%, com maior vida de fadiga para as misturas de referência e com 1% de óleo. Enquanto Moraes et al (2022) apresentou a mistura convencional com ligante puro e a mistura com 3% de cera de carnaúba como as amostras com melhor desempenho na resistência à fadiga.…”

“…Este estudo mostrou o potencial do óleo de canola como redutor de viscosidade, onde foi observado temperaturas de mistura e compactação inferiores ao uso de outros óleos vegetais (copaíba, mamona, algodão, girassol e linhaça). Essa redução de viscosidade foi refletida na diminuição de resistência à tração, à deformação permanente, módulo de resiliência e módulo dinâmico, comportamento semelhante a estudos com óleos vegetais (Souza, 2012;Carvalho et al, 2022;Moraes et al, 2022). Entretanto, o uso do óleo de canola proporcionou uma maior adesividade à mistura asfáltica, acarretando maiores valores de resistência retida à tração e maior vida de fadiga para a amostra 1%OC.…”

“…Entretanto, o uso do óleo de canola proporcionou uma maior adesividade à mistura asfáltica, acarretando maiores valores de resistência retida à tração e maior vida de fadiga para a amostra 1%OC. O uso de óleos vegetais tende a TRANSPORTES | ISSN: 2237-1346 melhorar a adesividade das misturas asfálticas (Souza, 2012;Carvalho et al, 2022;Moraes et al, 2022;Melo Neto et al, 2022a). Pesquisas (Barros, Lucena e Herandez, 2022;Melo Neto et al, 2022a;2022b;Costa et al, 2023) apontam o uso de óleos vegetais e residuais como agentes de reciclagem devido ao potencial de reduzir a viscosidade do ligante e seu poder antioxidante ao serem misturados.…”