A importância dos tempos de fluência e recuperação no comportamento reológico e na suscetibilidade de ligantes asfálticos modificados à deformação permanente

Autor(es)

Matheus David Inocente Domingos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2017-03-24

Membros da banca

Jose Reynaldo Anselmo Setti; Amit Bhasin; Jorge Barbosa Soares

• Orientador: Adalberto Leandro Faxina

Resumo

O ensaio de fluência e recuperação sob tensão múltipla (MSCR) e o parâmetro Jnr (compliância não-recuperável) apresentam vantagens em relação ao ensaio em regime oscilatório e ao parâmetro G*/senδ, mas as limitações dos tempos padronizados de fluência e recuperação no comportamento dos ligantes asfálticos têm sido um dos motivos de preocupação entre os pesquisadores na literatura científica. Em uma tentativa de superar tais deficiências, o presente estudo foi realizado com o objetivo de quantificar e analisar o comportamento fluência-recuperação de diversos ligantes asfálticos modificados com a mesma classificação PG 76-xx e submetidos aos tempos de 1/9, 2/9, 4/9, 8/9, 1/240 e 1/500 s. Cinco temperaturas (52, 58, 64, 70 e 76°C) foram escolhidas e 12 formulações foram preparadas a partir de um CAP 50/70: CAP+PPA, CAP+Elvaloy+PPA, CAP+borracha, CAP+borracha+PPA, CAP+SBS, CAP+SBS+PPA, CAP+EVA, CAP+EVA+PPA, CAP+PE, CAP+PE+PPA, CAP+SBR e CAP+SBR+PPA. Misturas asfálticas densas também foram preparadas com estes materiais e ensaiadas a 60°C para determinação do valor de FN (flow number). Um modelo de potência com quatro parâmetros (A, B, n e α) foi escolhido para se ajustar aos dados dos CAPs nos tempos escolhidos para o estudo. As correlações entre FN e os parâmetros do CAP foram altas tanto para Jnr quanto GV (componente viscosa da rigidez de fluência), e os ordenamentos dos ligantes e misturas asfálticas são muito similares para ambos os parâmetros. Tais correlações se tornam ainda melhores quando os tempos de 2/9 e 4/9 s são escolhidos para o MSCR, e se acredita que o fenômeno de steady state exerceu influência nos dados dos ligantes asfálticos. Apesar de algumas limitações pontuais, o parâmetro α pode ser utilizado para estimar o percentual de recuperação do CAP (R), especialmente nos tempos de até 8/9 s. O uso do PPA juntamente com um aditivo principal (SBS, EVA, PE e SBR) tende a aumentar a resistência da formulação à deformação permanente quando o tempo de recuperação é de 9 s, mas o CAP+borracha e o CAP+borracha+PPA não se enquadram nestes comentários. Com exceção do CAP+Elvaloy+PPA, do CAP+borracha e do CAP+EVA (reduções em A e B com a temperatura), os aumentos de deformação permanente com o aumento dos tempos de fluência podem ser explicados pela presença de taxas de deformação maiores (parâmetro B); em alguns casos, o parâmetro de não-linearidade (n) também contribui para tais aumentos. Em termos dos materiais com níveis baixos de elasticidade, o tempo de 240 s pode não ser apropriado para todos os tipos de modificadores (especialmente o CAP+borracha, o CAP+SBR e o CAP+SBS). No que diz respeito ao tempo de recuperação de 500 s, o CAP+EVA apresentou recuperações iguais ou tendendo a 100% nas temperaturas de até 64°C e tensão de 100 Pa, e as variáveis internas do DSR podem ter influenciado os resultados de formulações como o CAP+Elvaloy+PPA. Uma proposta de refinamento nos critérios da especificação Superpave® para atribuição do nível de tráfego adequado ao CAP é feita na pesquisa, e se acredita que ela pode auxiliar na escolha da melhor formulação durante uma obra de pavimentação. (AU)

• Processo FAPESP: 13/20483-6 - Efeitos de Diferentes Tempos de Fluência e Recuperação nas Propriedades Reológicas de Ligantes Asfálticos Modificados
• Beneficiário: Matheus David Inocente Domingos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado