Avaliação dos efeitos da radiação ultravioleta sobre propriedades reológicas de ligantes asfálticos modificados

• Processo: 12/14712-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Infra-estrutura de Transportes
• Pesquisador responsável: Adalberto Leandro Faxina
• Beneficiário: Adalberto Leandro Faxina
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Pavimentação asfáltica Raios ultravioleta Reologia Envelhecimento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: curvas-mestre | envelhecimento a longo prazo | envelhecimento foto-oxidativo | ligantes asfálticos modificados | propriedades reológicas | Radiação ultravioleta | pavimentação asfáltica

Resumo

O envelhecimento dos ligantes asfálticos é um fenômeno natural, que tem início na fase de construção das camadas asfálticas executadas a quente e que se desenvolve mais lentamente ao longo da vida útil do pavimento. A principal consequência do envelhecimento é o endurecimento do ligante asfáltico, expresso no aumento do seu módulo, que favorece a resistência à deformação permanente nos primeiros meses após a construção, mas que desfavorece a resistência à fadiga quando este fenômeno se dá por deformação controlada. Tamanha é a importância do envelhecimento sobre as propriedades mecânicas das misturas asfálticas que as especificações atuais, tanto estrangeiras quanto a nacional, limitam determinados índices ou parâmetros de envelhecimento, visando contornar o endurecimento excessivo do ligante asfáltico. Em especificações mais elaboradas, como a especificação Superpave para ligantes asfálticos, a problemática do envelhecimento está, aparentemente, bem modelada. Esta especificação prescreve a simulação do envelhecimento a curto prazo, ocorrido na fase de construção da camada asfáltica, por meio do ensaio em estufa de filme fino rotativo (RTFOT), e o envelhecimento a curto prazo, que se dá lentamente ao longo da vida útil do pavimento, por meio do ensaio em vaso pressurizado (PAV). Tais técnicas de envelhecimento acelerado, além de várias outras listadas na literatura, são orientadas pelo princípio da simulação termo-oxidativa, que se baseia na aplicação de temperatura e pressão, combinada com exposição a algum gás (ar ou oxigênio), durante um determinado período. A radiação ultravioleta (UV), que tem efeito inegavelmente expressivo sobre a oxidação do ligante asfáltico, normalmente é desconsiderada pelas especificações, incluindo a brasileira. Tendo em vista a pequena quantidade de estudos acerca do efeito da radiação ultravioleta sobre o envelhecimento oxidativo dos ligantes asfálticos, propõe-se a realização de um estudo amplo com o objetivo de quantificar os efeitos da radiação UV sobre as propriedades reológicas de ligantes asfálticos. Em virtude do uso gradativamente crescente dos ligantes asfálticos modificados, faz-se necessário avaliar como a radiação ultravioleta afeta as propriedades reológicas destes materiais. Serão avaliados 12 ligantes asfálticos modificados, todos com classificação por grau de desempenho PG 76-XX, preparados com base em um CAP 50-70 com classificação PG 64-XX, previamente envelhecidos a curto prazo na estufa RTFO. Os modificadores empregados são o Elvaloy, a borracha moída de pneus, o SBS, o EVA, o polietileno, o SBR e o ácido polifosfórico (PPA). Serão analisadas cinco formulações do tipo CAP+modificador e seis formulações do tipo CAP+modificador+PPA, além do CAP+PPA e do CAP puro. Os ligantes asfálticos envelhecidos a curto prazo serão expostos a diferentes níveis de radiação UV em diferentes temperaturas e os resíduos obtidos serão submetidos a ensaios no reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR). Os resultados obtidos serão comparados aos das amostras envelhecidas a curto e a longo prazos, nas estufas RTFO e PAV, sem a aplicação da radiação UV. (AU)