Avaliação da influência do envelhecimento e da temperatura nas características viscoelásticas de ligantes asfálticos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.14295/transportes.v28i1.1897

Palavras-chave:

Região viscoelástica linear, Asfalto modificado, Propriedades reológicas, Envelhecimento de curto prazo, Reologia.

Resumo

As especificações SUPERPAVE (Superior Performing Asphalt Pavements) introduziram a caracterização reológica de ligantes asfálticos, atribuindo propriedades de engenharia aos mesmos. Devido à complexidade do comportamento viscoelástico dos ligantes, os parâmetros reológicos foram inicialmente propostos apenas na região viscoelástica linear (LVER). Sabe-se que a rigidez do material é influenciada diretamente pela frequência, temperatura e envelhecimento. Esse trabalho estudou o efeito da temperatura de ensaio e do nível de envelhecimento na região viscoelástica linear durante o ensaio de varredura de deformações usando o reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR). O envelhecimento foi realizado em estufa de filme fino rotativo (RTFO). Foram avaliados três ligantes asfálticos: um ligante convencional, um 60/85-E modificado por SBS (copolímero em bloco de estireno-butadieno-estireno) e o outro altamente modificado (HiMA). Os resultados mostram que os ligantes têm sua região viscoelástica linear reduzida com o aumento do envelhecimento e a redução da temperatura. Os ligantes modificados apresentaram maiores LVER que o ligante convencional, principalmente em altas temperaturas.

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Referências

AASHTO (2014) AASHTO Designation M332-14: Standard specification for performance-graded. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC.

AHMEDZADE, P. (2013) The investigation and comparison effects of SBS and SBS with new reactive terpolymer on the rheological properties of bitumen. Construction and Building Materials, v. 38, p. 285-291. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.07.090

AIREY, G. D. (2003) Rheological properties of styrene butadiene styrene polymer modified road bitumens. Fuel, v. 82, n. 14, p. 1709-1719. DOI: 10.1016/S0016-2361(03)00146-7

AIREY, G. D.; RAHIMZADEH, B.; COLLOP, A. (2003) Linear viscoelastic performance of asphaltic materials. Road Materials and Pavement Design, v. 4, n. 3, p. 269-292. DOI: 10.1080/14680629.2003.9689949

ANDERSON, D. A., CHRISTENSEN, D. W., BAHIA, H. U., DONGRE, R., SHARMA, M. G., ANTLE, C. E., BUTTON, J. (1994) Binder characterization and evaluation, volume 3: Physical characterization. Strategic Highway Research Program, National Research Council, Report No. SHRP-A-369.

ANP (2010) – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Cimentos Asfálticos de Petróleo. Resolução n° 32 de 21 de setembro de 2010 – Regulamento Técnico n° 04/2010

ASTM D2872-12e1 – Standard Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test), versão corrigida Fev. 2013.

ASTM D7175-15 – Standard Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer, 2015.

BAHIA, H. U.; HANSON, D. I.; ZENG, M.; ZHIA, H.; KHATRI, M.A.; ANDERSON, R. M. (2001) NCHRP Report 459: Characterization of Modified Asphalt Binders in Superpave Mix Design. TRB, National Research Council, Washington, D.C.

BAHIA, H. U., ZHAI, H., BONNETTI, K., KOSE, S. (1999) Non-linear viscoelastic and fatigue properties of asphalt binders. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, v. 68, p. 1-34.

BRESSI, S., CARTER, A., BUECHE, N., DUMONT, A. G. Impact of different ageing levels on binder rheology. International Journal of Pavement Engineering, v. 17, n. 5, p. 403-413, 2016. DOI: 10.1080/10298436.2014.993197

CASTELO BRANCO, V. T. F. (2008) A unified method for the analysis of nonlinear viscoelasticity and fatigue cracking of asphalt mixtures using the dynamic mechanical analyzer, Tese (Doutorado). College Station, Texas: Texas A&M University.

CORTIZO, M. S., LARSEN, D. O., BIANCHETTO, H., & ALESSANDRINI, J. L. (2004) Effect of the thermal degradation of SBS copol-ymers during the ageing of modified asphalts. Polymer Degradation and Stability, v. 86, n. 2, p. 275-282. DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2004.05.006

DI BENEDETTO, H.; NGUYEN, Q. T.; SAUZÉAT, C. (2011) Nonlinearity, heating, fatigue and thixotropy during cyclic loading of asphalt mixtures. Road Materials and Pavement Design, v. 12, n. 1, p. 129-158. DOI: 10.1080/14680629.2011.9690356

DIAB, A.; YOU, Z. (2017) Small and large strain rheological characterizations of polymer-and crumb rubber-modified asphalt binders. Construction and Building Materials, v. 144, p. 168-177. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.03.175

DOS SANTOS BASTOS, J. B.; BORGES, R. L.; SOARES, J. B.; KLINSKY, L. M. G. (2015) Avaliação em laboratório e em campo da deformação permanente de pavimentos asfálticos do Ceará e de São Paulo. TRANSPORTES, v. 23, n. 3, p. 44-55. DOI: 10.14295/transportes.v23i3.914

GRILLI, A.; GNISCI, M. I.; BOCCI, M. (2017) Effect of ageing process on bitumen and rejuvenated bitumen. Construction and Building Materials, v. 136, p. 474-481. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.01.027

JIA, J.; ZHANG, X.; YUAN, Y. (2005) Rolling thin film oven test investigation for polymer modified asphalt. Journal of Harbin Institute of Technology, v. 12, n. 6, p. 635–638.

KENNEDY, T. W., HUBER, G. A., HARRIGAN, E. T., COMINSKY, R. J., HUGHES, C. S., VON QUINTUS, H., MOULTHROP, J. S. (1994) Superior performing asphalt pavements (Superpave): The product of the SHRP asphalt research program. Washington, DC, USA: Strategic Highway Research Program, National Research Council.

KIM, Y.; LITTLE, D. N.; LYTTON, R. L. (2003) Fatigue and healing characterization of asphalt mixtures. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 15, n. 1, p. 75-83. DOI: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15%3A1(75).

LU, X., ISACSSON, U. (1998) Chemical and rheological evaluation of ageing properties of SBS polymer modified bitumens. Fuel, v. 77, n. 9-10, p. 961-972. DOI: 10.1016/S0016-2361(97)00283-4

LU, X., ISACSSON, U. (2000) Artificial aging of polymer modified bitumens. Journal of Applied Polymer Science, v. 76, n. 12, p. 1811-1824. DOI: 10.1002/(SICI)1097-4628(20000620)76:12<1811::AID-APP12>3.0.CO;2-1

LUCENA, M. D. C. C., SOARES, J. B., SOARES, B. J., & LEITE, L. F. M. (2004) Reologia de asfaltos brasileiros puros e modificados por SBS. In: XVIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes.

MANGIAFICO, S., SAUZÉAT, C., DI BENEDETTO, H., POUGET, S., OLARD, F., PLANQUE, L. (2015) Quantification of biasing effects during fatigue tests on asphalt mixes: non-linearity, self-heating and thixotropy. Road Materials and Pavement Design, v. 16, n. sup2, p. 73-99. DOI: 10.1080/14680629.2015.1077000

MARASTEANU, M. O.; ANDERSON, D. A. (2000) Establishing linear viscoelastic conditions for asphalt binders. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v. 1728, n. 1, p. 1-6. DOI: 10.3141/1728-01

MASAD, E., HUANG, C. W., AIREY, G., MULIANA, A. (2008) Nonlinear viscoelastic analysis of unaged and aged asphalt binders. Construction and Building Materials, v. 22, n. 11, p. 2170-2179. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2007.08.012

MOTTA, R. S. (2011) Estudo de misturas asfálticas mornas em revestimentos de pavimentos para redução de emissão de poluentes e de consumo energético. 2011. 243p. Tese (Doutorado) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo. DOI: 10.11606/T.3.2011.tde-19072011-170629

PADMAREKHA, A.; KRISHNAN, J. M. (2013) Viscoelastic transition of unaged and aged asphalt. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 25, n. 12, p. 1852-1863. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000734

PETERSEN, J. C.; ROBERTSON, R. E.; BRANTHAVER, J. F.; HARNSBERGER, P. M.; DUVALL, J. J.; KIM, S. S.; ANDERSON, D. A.; CHRIS-TIANSEN, D. W.; BAHIA, H. U. (1994) Binder characterization and evaluation: Volume 1. Rep. No. SHRP-A-367, Strategic Highway Research Program, National Research Council, Washington, DC.

READ, J.; WHITEOAK, D. (2003) The shell bitumen handbook. Thomas Telford, 2003.

SARAVANAN, U. (2012) On the use of linear viscoelastic constitutive relations to model asphalt. International Journal of Pavement Engineering, v. 13, n. 4, p. 360-373. DOI: 10.1080/10298436.2011.599386

VASCONCELOS, K. L.; BERNUCCI, L. L. B.; MOURA, E.; SANBONSUGE, K.; CHAVES, J. M. (2011) Caracterização Mecânica de Mis-turas Asfálticas Contínuas e Descontínuas com Diferentes Ligantes Asfálticos. In 7º Congresso Brasileiro de Rodovias e Con-cessões–CBR&C.

WU, S. P., PANG, L., MO, L. T., CHEN, Y. C., ZHU, G. J. (2009) Influence of aging on the evolution of structure, morphology and rheology of base and SBS modified bitumen. Construction and Building Materials, v. 23, n. 2, p. 1005-1010. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.05.004

YAN, C.; HUANG, W.; TANG, N. (2017) Evaluation of the temperature effect on Rolling Thin Film Oven aging for polymer modified asphalt. Construction and Building Materials, v. 137, p. 485-493. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.01.135

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Publicado

30-04-2020

Como Citar

Mazzoni, L. N., Takahashi, M. M., Vasconcelos, K. L., & Bernucci, L. (2020). Avaliação da influência do envelhecimento e da temperatura nas características viscoelásticas de ligantes asfálticos. TRANSPORTES, 28(1), 135–146. https://doi.org/10.14295/transportes.v28i1.1897

Edição

Seção

Artigos