Experimental investigation on rheological properties of fiber modified bitumens

The demand for modified bitumens is increased among the past century as the volume of traffic and the requirements for performance. Polymer modified bitumens (PMBs) are generally more expensive than fiber reinforced binders so they are not always the best solution. Nowadays, many type of fibers are effectively used to improve the performance of asphalt pavements. The aim of the work is to deepen the role of fibers as modifiers for road bitumens. Rheological behavior of modified bitumen with different types of fibers are carried out. Viscosity tests, penetration, softening point and rheological analysis were conducted to characterize such related properties of mixture at different fiber contents. Three types of fibers were analyzed: synthetic fiber deriving from recycled tires (BS), cellulose and synthetic fiber (BCS) and polypropylene fiber (BPP). Performing problems of standard tests for samples with fibers are explained. Based on presented results, it could be shown that the rheological behavior of bitumens is strongly influenced even at lower dosages of fibers. Master curves of stiffness underline the strong rheological effect of fibers inside among a wide domain of frequency and temperature.

La richiesta di bitumi modificati diventa sempre più importante con il passare degli anni, parallelamente alla crescita del volume di traffico e perciò ad un aumento delle performance richieste dalla pavimentazione stradale. I bitumi modificati con polimeri sono generalmente più costosi di quelli modificati con fibre e spesso perciò non sono la migliore soluzione. Attualmente, molti tipi di fibre sono effettivamente usate per migliorare le performance delle pavimentazioni. Il comportamento reologico del bitume modificato con fibre è analizzato. Test di viscosità, penetrazione, punto di rammollimento sono stati svolti per caratterizzare le corrispettive proprietà delle misture per differenti percentuali di fibra. Tre tipi di fibre sono state analizzate: fibre sintetiche derivanti da pneumatici riciclati (BS), fibre sintetiche e cellulosa (CS) e fibre di polipropilene (PP). Sono spiegati problemi avuti nello svolgimento dei test standard con provini aventi fibre. Basandosi sui risultati ottenuti, si evince che il comportamento reologico dei bitumi è fortemente influenzato anche per bassi dosaggi di fibra. Curve maestre di rigidezza sottolineano il forte effetto reologico delle fibre correlato ad un vasto dominio di frequenza e temperatura.