Promotion of an asphalt-fiber mix in asphalt mixtures

This internship was conducted in IRC (Institut de Recherche en Contructibilité), the research center of the ESTP (namely Ecole Spéciale des Travaux Publics), an engineering school in Paris. It was lead in partnership with Onduline company, the worldwide leader in lightweight roofing systems. The study described here is part of project RoadCell, whose objective is to promote recycled cellulose fibers initially employed in Onduline tiles in bituminous mixtures. This project was divided in two parts. The first part consisted of characterising the cellulose fibers which were impregnated with bitumen according to the patented Onduline process. The objective was to determine whether these fibers are equivalent to those usually used in SMA. The second part of the project consisted of assessing the effect of bitumen-impregnated fibers in SMA mechanical properties. For this purpose, three blends with different fiber contents were manufactured and SMA mixtures were evaluated in terms of compactability, water sensitivity, rutting resistance and Marshall stability. Conclusions that are drawn are that bitumen-impregnated fibers meet the criteria found for pelletized commercial fibers used in SMA. Moreover, the use of cellulose fibers inside a Hot Mix Asphalt as SMA decreases slightly its void percentage, increases its compressive and rutting resistance. An optimum of fiber content was found for these two latter properties. Finally, according to Marshall tests, a compromise must be found between fiber and binder content in order to formulate SMA showing the highest stability and the lowest flow deformation.

Questo tirocinio è stato svolto in collaborazione con l'IRC (Institut de Recherche en Contructibilité), e il centro di ricerca dell'ESTP (Ecole Spéciale des Travaux Publics), una scuola di ingegneria a Parigi. Tale elaborato è stato condotto in partnership con la compagnia Onduline, leader mondiale nei sistemi di lightweight roofing. Lo studio descritto è parte di un progetto chiamato RoadCell, il cui obbiettivo è quello di promuovere le fibre di cellulosa riciclata, inizialmente utilizzate nella fabbricazione dei prodotti Onduline, all’interno delle miscele bituminose. Il progetto è stato diviso in due parti, la prima parte consiste nella caratterizzazione di tali fibre di cellulosa, impregnate di bitume secondo il processo Onduline. L’obbiettivo è stato quello di determinare se queste fibre sono equivalenti a quelle generalmente utilizzate nella produzione di SMA. La seconda parte di progetto consiste nella valutazione degli effetti delle fibre impregnate di bitume sulle proprietà meccaniche dell’SMA. A tale scopo, sono state prodotte tre miscele con differenti quantità di fibre e tali miscele di SMA sono state valutate in termini di compattazione, sensibilità all’acqua, resistenza all’ormaiamento e stabilità Marshall. Le conclusioni che ne sono state tratte sono che, le fibre impregnate di bitume soddisfano i criteri trovati per le fibre a pellet normalmente usate nelle miscele di SMA. Inoltre è stato dimostrato che, l’utilizzo delle fibre di cellulosa dentro a un Hot Mix Asphalt come l’SMA diminuisce notevolmente la percentuale dei vuoti e aumenta la sua complessiva resistenza all’ormaiamento. Per queste ultime due proprietà è stato trovato un contenuto ottimo di fibre. Infine, come dimostrato dal test Marshall, deve essere trovato un compromesso tra il contenuto di fibre e il contenuto di bitume, necessari per formulare una miscela di SMA che presenti la maggiore stabilità e la minore deformazione.