Additivi innovativi per il miglioramento prestazionale di conglomerati bituminosi alle basse temperature : i REOB

The crude oil refining processes increasingly aim at extracting the volatile portion of the material (getting the most of it) to produce gasoline and other products. This, together with the consequent increasing usage of recycled materials in the blends, has caught the attention of academics and researchers on the identification of additives that, added to the bituminous mix, can modify the characteristics of the material, making it "softer" and therefore more resistant when operating at low temperatures. Once the bituminous conglomerate meets the design requirements provided for by the specifications, with respect to low-temperature requirements, it is possible to improve its performance at high temperatures by means of one of the many available and well known methods. The main goal of this research is to investigate how some new additives can affect the performance of a bituminous conglomerate on wear, at low temperatures. A base mixture (no additional additives), which has been taken as the benchmark for the evaluation of the effects induced by such substances, three mixtures including three different additives and one last mix with RAP ( Reclaimed Asphalt Pavement) at 30%, were prepared. The performances of the various blends have been evaluated by testing both the volumetric and the mechanical characterization, in order to identify the best additive. The tests related to the volumetric characteristics lead to a classification on the basis of the features of the various mixtures: in particular one of the additives has improved both the workability of the mixture and the self-densification. The tests concerning the basic mechanical characterization (stiffness modulus and indirect tensile strength), have pointed out a good response of the mixture adding the same additive (the best compared to the volumetric parameters). The additive has reduced the value of the material stiffness modulus at low temperatures and increased its resistance to traction (at the same temperatures). The same mixture has also been the best-performing during the fatigue and creep trials. In the final analysis, the expected result is that probably only one of the three additives may lead to the desired effect. Such a result can be achieved when the additive is added to a mixture containing a recycled material such as RAP, improving the performances especially at low temperatures where it is usually stiffer.

I processi di raffinazione del greggio tendono sempre più ad estrarre quanto più possibile la parte volatile del materiale per produrre carburanti e altri prodotti. Tale constatazione, insieme al conseguente aumento dell'utilizzo di materiale di riciclo nelle miscele, ha fatto crescere l'attenzione di studiosi e ricercatori riguardo l'individuazione di additivi che, introdotti nella miscela di conglomerato bituminoso, modificassero le caratteristiche del legante, rendendo le miscele più "duttili" e di conseguenza più resistenti alle basse temperature di esercizio. Una volta che il conglomerato bituminoso soddisfa i requisiti costruttivi imposti dai capitolati rispetto le esigenze a basse temperature è possibile poi migliorarne le prestazioni alle alte temperature, con uno dei tanti metodi disponibili e ben conosciuti. Con la presente ricerca si è voluto indagare l'effetto di nuovi additivi sulle prestazioni di un conglomerato bituminoso per stati di usura, alle basse temperature. Sono state confezionate una miscela base, ossia priva dell'aggiunta di additivi, assunta come riferimento per la valutazione degli effetti indotti da tali sostanze, tre miscele con tre diversi additivi e un'ultima miscela con fresato dosato al 30%. Le prestazioni delle diverse miscele sono state valutate mediante prove per la caratterizzazione sia volumetrica che meccanica, permettendo di individuare quale additivo risultasse il più adatto allo scopo. Dalle indagini sperimentali condotte per determinare le caratteristiche volumetriche è risultato come uno solo tra gli additivi ha migliorato sia la lavorabilità della miscela che l'auto-addensamento. Le prove per la caratterizzazione meccanica di base, ossia modulo di rigidezza e resistenza a trazione indiretta, hanno mostrato una buona risposta della miscela con l'introduzione dello stesso additivo (il migliore rispetto ai parametri volumetrici). La miscela così confezionata ha evidenziato una diminuzione del valore del modulo di rigidezza alle basse temperature e un aumentato della resistenza alla trazione indiretta, sempre alle medesime temperature. La stessa miscela è stata inoltre in grado di garantire le migliori prestazioni anche durante le prove di fatica e di creep. Da un'analisi globale è quindi emerso come non tutti gli additivi risultino idonei allo scopo, in particolare solo uno dei tre additivi testati risulta efficace. Tale sostanza se introdotta in una miscela contenente materiale riciclato, come il fresato, potrebbe essere in grado di rendere la stessa adatta all'utilizzo alle basse temperature, evitando una elevata fragilità.