Indagine sperimentale sulle prestazioni di conglomerati bituminosi additivati con compound di polimeri e fibre

This work presents the evaluation of volumetric and mechanical characteristics of asphalt mixtures produced with the use of different types of additives. These additives are made of fibers and polymers compound of three types: plastomers and synthetic microfibers, plastomers and cellulose microfibers and glass fibers, also a final compound made of cellulose and synthetic fibers filled with special paraffinic and elastomeric polymers. These additives are inserted directly into the mixer so it is not required a modification of bitumen. The characteristics of each mixture are compared with other two mixtures, the first with the same bitumen used in the previous three mixtures but without additives and the second by using modified bitumen. The first two modified mixtures are made with a single percentage of additive, 0.5%, while the other mixture was accomplished with a content of 0.5% and 0.8% of additive. All mixtures are compacted with the procedure “roller running on vertical sliding plates” according to UNI EN 12697-33 and after that were cut in cylindrical specimens on which the laboratory test were made. The stiffness modulus were evaluated with the four point bending test. The test has been carried out at temperature -5, 5, 10, 15, 20°C and at frequencies of 0.5, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15 Hz. Data analysis is made possible through the construction of master curves for each mixture. It has been evaluated also the fatigue strength with four point bending test under strain control. Laboratory tests show that the modification with these compounds increase stiffness modulus and carry a significant extension of fatigue life.

Questo elaborato presenta la valutazione delle caratteristiche volumetriche e meccaniche di miscele di conglomerato bituminoso prodotto con l’utilizzo di diverse tipologie di additivi. Questi additivi sono realizzati in compound di fibre e polimeri di tre tipologie: plastomeri e microfibre di tipo sintetico, plastomeri e microfibre di cellulosa e di vetro, e un ultimo compound realizzato con fibre di cellulosa e sintetiche additivate con speciali derivati paraffinici e polimeri elastomeri. Questi additivi vengono inseriti direttamente nel mescolatore e perciò non necessitano di impianto per la modifica del bitume. A fini comparativi, le indagini sperimentali sono state anche svolte su due miscele di riferimento, la prima legata con solo bitume ordinario, la seconda con bitume modificato di tipo Hard. Le prime due miscele modificate sono state realizzate con una sola percentuale di additivo, 0.5%, mentre l’altra miscela è stata realizzato con un contenuto di 0.5% e 0.8% di additivo. Tutte le miscele sono state compattate con la procedura “ roller running on vertical sliding plates” in accordo con la normativa UNI EN12697-33 e dopo di che sono stati tagliati in provini cilindrici sui quali sono state eseguite le prove di modulo e fatica. Il modulo di rigidezza è stato valutato con la prova di flessione su quattro punti. La prova è stata effettuata alle temperature -5, 5, 10, 15, 20°C e alle frequenze di 0.5, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15 Hz. L’analisi dei dati è reso possibile attraverso la costruzione delle curve maestre per ciascuna miscela. È stata valutata anche la resistenza a fatica sempre con la prova a flessione su quattro punti sotto controllo di deformazione. La vita a fatica è stata definita imponendo come fine della prova il raggiungimento del 10% del modulo di rigidezza iniziale. I test di laboratorio mostrano che la modifica delle miscele con questi compound comportano un aumento del modulo di rigidezza, in alcuni casi portano un estensione significativa della vita a fatica.