Asphalt rubber studio della reologia del bitume modificato con polverino di gomma di pneumatico riciclata

The present PHD Thesis presents the research developed in the last three years to the ends of the rheological characterization of Asphalt Rubber binders, produced using the wet process. This study came about as a result of the ever-growing demand for high performances in the field of road constructions, which lead investigation into asphalt study, surpassing the current traditional empiricist approach in favor of a more specific characterization, much like it has been happening in the USA. Particularly, the interest in developing this scientific investigation is aimed at driving the worth of industrial utilization of asphalt binders over traditional asphalts, and systemizing its classification, based on the American normative SHRP (Strategic Highway Research Program). Adding to all this, there is also an environmental concern linked to the possibilities of recycling a significant amount of used tires given by the Hot Modified Rubber Asphalt Mixes. The importance and originality of this Thesis culminates with the fact that although there are already many performance studies in Hot Modified Rubber Asphalt Mixes and spread applications like SAM, SAMI and Chip Seals, there wasn’t done till now a deeper study of the of the rheology of Asphalt Rubber binders. Therefore, initially a reference table was defined analyzing the rheological behaviour of general modified binder. Based on these results, a detailed study on the characteristics of the Asphalt Rubber was done afterwards. Completing the experimental analysis, Terminal Blend type formulations were also studied and analyzed in parallel with other polymers modified binders. This study also includes a comparative analysis between polymers and chemical modified binders with Asphalt Rubber. Such study, allowed to integrate, in the present European market, the Crumb Rubber Modified Binders, through its performance features, focusing mostly in those modified through the wet method, and for which are specified its possible uses and application limitations. To complete the work, an example of a notebook of technical incumbencies is included, to serve as a guide to formulation, production (in several types of systems) and quality assertion of Asphalt Rubber binders.

La tesi di dottorato riguarda l’indagine sperimentale svolta ai fini della caratterizzazione reologica dei leganti ottenuti tramite modifica con polverino di gomma di pneumatici riciclati (CRM) secondo la cosiddetta metodologia “wet”, detti Asphalt Rubber. L’opportunità di questo studio nasce dalle sempre più pressanti esigenze legate all’ottenimento di alte prestazioni nel campo delle costruzioni stradali, le quali spingono la ricerca sui bitumi verso il superamento dell’approccio tradizionale, a favore di una caratterizzazione più specificatamente prestazionale, in sintonia con quanto sta avvenendo negli Stati Uniti. In particolare, l’interesse a sviluppare la ricerca scientifica nel campo della valutazione prestazionale dei bitumi stradali è finalizzato alla valorizzazione dell’utilizzo dei bitumi modificati rispetto ai bitumi tradizionali ed alla qualifica degli stessi bitumi in accordo con metodologie di classificazione americane definite in ambito SHRP (Strategic Highway Research Program). A tutto ciò si aggiungono le ottime caratteristiche prestazionali dimostrate dai conglomerati e leganti Asphalt Rubber, nonché gli interessi di tipo ambientale legati alla possibilità di riciclare notevoli quantità di gomma di pneumatici fuori uso. L’importanza ed il carattere di originalità della presente tesi colmano la lacuna costituita dal fatto che sinora, nonostante siano stati effettuati innumerevoli studi riguardo alle prestazioni dell'Asphalt Rubber, utilizzato sia per la produzione di conglomerati CRM che di altri materiali quali SAMI, SAM o Chip Seals, non sia ancora stato effettuato uno studio approfondito sulla propria reologia del bitume modificato con polverino di gomma di pneumatico riciclata. È stato, quindi, dapprima definito un quadro di riferimento analizzando i leganti modificati in genere, mediante un’analisi sperimentale su bitumi modificati con vari tipi di polimeri. Su tale base è stato successivamente effettuato un dettagliato studio sperimentale comparativo dei bitumi Asphalt Rubber. Per completare l‘analisi dei leganti modificati con polverino di gomma, sono stati studiati terminal blend ottenuti mediante il cosiddetto metodo texano, analizzandoli parallelamente a leganti modificati con polimeri e comparandoli con quanto risultante dall’analisi dell’Asphalt Rubber. Tale studio ha consentito di inquadrare, relativamente alle caratteristiche prestazionali di altri prodotti presenti sul mercato, i leganti modificati con polverino di gomma di pneumatici riciclati, concentrandosi principalmente su quelli ottenuti mediante metodo wet, per i quali vengono specificate in maniera sistematica e rigorosa le proprietà tecniche e prestazionali, gli utilizzi più appropriati e i limiti applicativi. A completamento del lavoro, si include una voce di capitolato tecnico in grado di costituire una guida alla formulazione, produzione in diversi tipi di impianto e controllo di qualità dei leganti Asphalt Rubber.