Development of hot mix asphalt using fractionated coarse and fine reclaimed asphalt pavement (RAP) and pulp aramid fiber (PAF) for cold climate

Saliani, Seyed Saeed (2021). Development of hot mix asphalt using fractionated coarse and fine reclaimed asphalt pavement (RAP) and pulp aramid fiber (PAF) for cold climate. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Nowadays, it is common to add recycled materials in asphalt mixes without changing the modulus and the low temperature properties. It has been shown that the usage of reclaimed asphalt pavement (RAP), when done properly, can enhance the performance of Hot Mix Asphalt (HMA). However, limited studies have looked at how RAP mixes could be improved. This study mainly focused on utilizing RAP and the effect of RAP fraction and particle size on the overall performance of high RAP mixes produced solely with either coarse or fine RAP particles. In addition, other additives that increase HMA properties have been studied here. Pulp Aramid Fibers (PAF) was added to HMA to study their effectiveness. Performance tests and thermomechanical tests such as tension-compression fatigue tests, thermal cracking resistance (TSRST), rutting resistance, indirect tension test, complex modulus tests and dynamic shear rheometer test were used to characterize the bitumens and the mix. The 2S2P1D rheological model was used to compare the behaviour of the mixes that designed in this study. As a result, fractionating the RAP particle can help to increase the RAP content limits. Also, it is expected that HMA has better performance with inclusion of coarse RAP particles than fine particles. In addition, pulp aramid fiber is suggested as the green alternative to reinforce the pavement to increase the tension resistance. Further investigation recommended regarding the optimization of fiber content in HMA.

Titre traduit

Développement de la performance de chaussée avec des additifs bitumineux et non bitumineux pour le climat froid

Résumé traduit

De nos jours, il est courant d'ajouter des matériaux recyclés dans les enrobés sans modifier le module et les propriétés à basse température. Il a été démontré que l'utilisation de granulats bitumineux recyclés (GBR) dans les enrobés, lorsqu'effectuée correctement, peut augmenter les performances de ce dernier. Cependant, peu d’études ont examiné comment les enrobés avec recyclés pourraient être améliorés. Cette étude se concentre sur l'utilisation de GBR et sur l'effet du fractionnement et de la taille des particules de GBR sur la performance globale des mélanges à forte teneur en GBR produits uniquement avec des particules grossières ou fines de GBR. En outre, un autre additif qui augmente les propriétés des enrobés a été étudié ici. Des fibres aramides courtes (PAF) ont été ajoutées à l'enrobé pour étudier leur efficacité. Des tests de performance et des tests thermomécaniques tels que des tests de fatigue en tensioncompression, la résistance à la fissuration thermique (TSRST), la résistance à l'orniérage, le test de tension indirecte, des tests de module complexe, des tests au rhéomètre à cisaillement dynamique, etc. ont été utilisés pour caractériser les bitumes et les enrobés. Le modèle rhéologique 2S2P1D a été utilisé pour comparer les mélanges conçus dans cette étude. En conséquence, la teneur en GBR dans les enrobés a été augmentée par le fractionnement du GBR en particules fines et grossières. De plus, de meilleures performances ont été observées pour l’enrobé avec de grosses particules de GBR que pour les enrobés avec la fraction fine des GBR. En outre, la fibre d'aramide est suggérée comme alternative pour renforcer la chaussée afin d'augmenter la résistance à la tension. Une étude plus approfondie est recommandée concernant l'optimisation de la teneur en fibres de l'HMA.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for the degree of doctor of philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 167-178).
Mots-clés libres:	enrobés, enrobé recyclé, granulats bitumineux recyclés, tests thermo- mécaniques, fibre d’aramide, conception de mélange, performance de mélange
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Carter, Alan
Codirecteur:	Codirecteur Baaj, Hassan
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	10 janv. 2022 16:18
Dernière modification:	10 janv. 2022 16:18
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2809

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