ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Asfaltos Modificados Bloco 2

ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

Asfaltos Modificados

Bloco 2


As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores:

Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo

Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro

Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará

AutoriaAutoria


Este CD contém 30 aulas, em 10 blocos organizados por assunto:

Lista dos assuntos do CD completoLista dos assuntos do CD completo

Bloco 1 – Introdução

Bloco 2 – Asfaltos

Bloco 3 – Agregados e Fíler

Bloco 4 – Tipos de Revestimentos Asfálticos

Bloco 5 – Dosagem de Misturas Asfálticas e de Tratamento superficial

Bloco 6 – Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas

Bloco 7 – Materiais de Bases e Soluções de Pavimentação Asfáltica

Bloco 8 – Técnicas Executivas

Bloco 9 – Avaliação de Pavimentos Asfálticos

Bloco 10 – Técnicas de Restauração e Reabilitação de Pavimentos Asfálticos


ObservaçãoObservação

O conteúdo das aulas aqui apresentadas tem caráter educacional e foi elaborado pelos quatro autores a partir das respectivas experiências em ensino, pesquisa e extensão. As informações possuem a contribuição de alunos e profissionais envolvidos nestas atividades.

Na melhor de suas possibilidades, os autores registraram o crédito devido nas diversas informações, incluindo fotos e figuras. Nenhuma informação deverá ser entendida como conselho ou recomendação de qualquer ordem.

Os materiais referidos não poderão ser copiados, reproduzidos, adaptados, publicados ou distribuídos em qualquer forma sem o consentimento prévio dos autores.


Asfaltos Modificados Asfaltos Modificados

Por polímeros

Por borracha de pneu


Razões para Substituição de Asfaltos Convencionais por ModificadosRazões para Substituição de Asfaltos Convencionais por Modificados

Rodovias com alto volume de tráfego (ex.:corredores de ônibus).

Melhoria da resistência à formação de trilhas de roda e ao trincamento por fadiga.

Aumento da coesividade e adesividade.

Criação de membranas de proteção das camadas superficiais de reflexão de trincas.

Revestimento de pontes para diminuir susceptibilidade térmica e aumentar resistência à flexão.


Razões para Substituição de Asfaltos Convencionais por ModificadosRazões para Substituição de Asfaltos Convencionais por Modificados

Redução de custos de manutenção de pavimentos.

Aumento da resistência ao envelhecimento e à oxidação.

Aumento da resistência à abrasão de misturas.

Uso de filmes mais espessos de ligante nos agregados.

Aplicações em misturas CA e nas misturas não convencionais: SMA, ultradelgados, módulo elevado, camadas drenantes e microrrevestimentos.


O Que São PolímerosO Que São Polímeros

Macromoléculas: moléculas gigantescas que resultam do encadeamento de dez mil ou mais átomos de carbono, unidos por ligações covalentes, podendo ser naturais (madeira, borracha, lã, asfalto, etc.) ou sintéticas (plásticos, borrachas, adesivos, etc.).

Polímeros (do grego “muitas partes”) são macromoléculas sintéticas, estruturalmente simples, constituídas de unidades estruturais repetidas em sua longa cadeia, denominadas monômeros.

Os homopolímeros são constituídos por apenas um monômero, e os copolímeros são os que apresentam pelo menos dois monômeros em sua estrutura.


Principais Tipos de Polímeros (1)Principais Tipos de Polímeros (1)

Termorrígidos: são aqueles que não se fundem, degradam numa temperatura limite e endurecem irreversivelmente quando aquecidos a uma temperatura que depende de sua estrutura química. Apresentam cadeias moleculares que formam rede tridimensional que resiste a qualquer mobilidade térmica.

Por exemplo: resina epóxi, poliester, poliuretano.

Termoplásticos: são aqueles que se fundem e se tornam maleáveis reversivelmente quando aquecidos. Normalmente consistem de cadeias lineares, mas podem ser também ramificadas. São incorporados aos asfaltos à alta temperatura.

Por exemplo: polietileno, polipropileno, PVC.


Principais Tipos de Polímeros (2)Principais Tipos de Polímeros (2)

Elastômeros: são aqueles que, desde que vulcanizados, apresentam propriedades elásticas. Quando aquecidos, decompõem-se antes de amolecer. Não vulcanizados apresentam comportamento plástico.

Por exemplo: SBR (estireno butadieno).

Elastômeros termoplásticos: são aqueles que, a baixa temperatura, apresentam comportamento elástico, mas quando aumenta a temperatura passam a apresentar comportamento termoplástico.

Por exemplo: SBS (estireno butadieno estireno) e EVA (Etileno acetato de vinila).


Polímeros Empregados na Modificação de Asfalto – PIARC (1999)Polímeros Empregados na Modificação de Asfalto – PIARC (1999)

Espanha: 39% SBR, 26% EVA, 18% SBS e 12% SB.

França: 80% elastômeros e 20% plastômeros.

Portugal: 66% SBS e 33% EVA.

Malásia: 72% NR e 28% SBS.

Austrália: 44% SBS, 34% BMP e 23% EVA.

Hungria: 45% SBS, 39% SBR e 15% EVA.

Polônia: 61% SBS, 36% SBR e 3% NR.

Áustria: 76% SBS, 18% resinas e 6% NR.

Argentina: SBR em microrrevestimento, EVA em camada drenante e SBS em CBUQ.


Especificações de Asfaltos Modificados por PolímerosEspecificações de Asfaltos Modificados por Polímeros

Existem muitas especificações no mundo:

Brasil do DNER (atual DNIT) para modificação por SBS da Comissão de Asfalto IBP – ANP

EUA SUPERPAVE ASTM para modificações por SBR, EVA e SBS

Europa: para modificações por elastômeros e para modificações por plastômeros.

Especificações para modificações por borracha moída de pneu.

Especificações por misturas de EVA com SBS ou PIB.


Equipamentos de MisturaEquipamentos de Mistura


Conformação Espacial do SBSConformação Espacial do SBS

Copolímero em bloco.

Os triblocos podem ser parcialmente hidrogenados

Domínio Estirênico

DomínioButadiênico

AAAAABBBBBAAAAA

AAAAABBXBBAAAAA

AAAABB

BBAAAA

A = EstirenoB = Butadieno


Morfologia do Asfalto Modificado por SBSMorfologia do Asfalto Modificado por SBS

Microscópio Ótico de Fluorescência*

asfalto enriquecido

de asfaltenos

polímero inchado

cadeia PB

domínio PS

constituintes de asfalto de baixo PM

* Ensaio de controle durante a produção


Morfologia do Asfalto Modificado por SBSMorfologia do Asfalto Modificado por SBS

Ensaio de controle durante a produção

Matriz Asfáltica

Microscópio Ótico de Fluorescência

Matriz polimérica Asfalto polímero


Asfaltos Modificados por SBSAsfaltos Modificados por SBS

Temperatura de usinagem e de compactação mais elevadas devido à alta viscosidade.

SBS é o polímero que confere as melhores propriedades elásticas ao ligante modificado.

SBS é de difícil incorporação, requer equipamentos sofisticados, formulação bem ajustada e bom controle das condições operacionais.

Estabilidade à estocagem é fator importante e depende do tipo de fabricação.

Apresenta boa resistência ao envelhecimento


Especificação do DNER de Asfalto Modificado por SBSEspecificação do DNER de Asfalto Modificado por SBS

Alguns avanços e algumas restrições que podem ser mudadas:

Misturas a quente

Um só tipo de produto;

Ductilidade a 25ºC: não deveria ser especificada;

Ausência de limite máximo para viscosidade;

Retorno elástico mínimo de 85%;

Viscosidade cinemática: deveria ser dinâmica.


Fatores a serem considerados em Asfaltos Modificados por SBSFatores a serem considerados em Asfaltos Modificados por SBS

Mecanismo de modificação - inchamento e posterior formação de duas fases na escala micro.

Micromorfologia compatível é sensível a tratamentos térmicos.

Inversão da matriz asfáltica polimérica ocorre em teores de 4 a 6%, que coincidem com faixa usual de utilização e com a variação drástica de propriedades (Ponto Amolecimento).

Seleção de ligante que acarrete compatibilidade é questão econômica.


Morfologia do SBRMorfologia do SBR

Copolímero randômico.

Apresenta-se sob forma de látex de fácil dispersão no CAP.

PM altos acarretam aumento de viscosidade, limitando seu emprego em 3%.

Propriedades mecânicas inferiores às do SBS.

Existem vários tipos de SBR de mesmo teor de estireno, mas com propriedades distintas que resultam em misturas compatíveis com CAP de diferentes procedências.


Asfaltos Modificados por SBRAsfaltos Modificados por SBR

SBR é facilmente incorporado ao CAP e não requer agitador de alto cisalhamento.

Alta viscosidade a alta temperatura.

Compatibilidade é fator crítico à semelhança do SBS.

Teor limitado a 3,5% em peso correspondendo a PG 70.

Melhor grau de desempenho PG não está associado ao maior retorno elástico.


Morfologia do EVAMorfologia do EVA

Maior teor de acetato, maior caráter amorfo e se aproxima de elastômero.

Menor teor de acetato, maior a cristalinidade, comportamento plastomérico.

Solubiliza em frações saturadas devido a natureza alifática - seqüências etilênicas de alto PM.

Região Cristalina

Região Amorfa


Asfaltos Modificados por EVAAsfaltos Modificados por EVA

São fluidos pseudoplásticos acima de 100ºC.

Apesar de ser considerado um plastômero, a região amorfa do EVA confere elasticidade, permitindo valores de retorno elástico de até 60%.

Ligante com 5% de EVA apresenta valores de ângulos de fase e toughness& tenacity a 25ºC bem próximos aos obtidos com ligantes com 3% de SBS.

Fácil incorporação.

Apresenta boa resistência ao envelhecimento.

Estabilidade à estocagem não é fator crítico, não é dependente da composição do CAP.


Morfologia do PE (Polietileno)Morfologia do PE (Polietileno)

Conformação plana com regularidade de cadeia, cristalino.

PE funcionalizado com ramificações de 4 a 5 átomos de carbono, visualizadas por NMR produzem misturas compatíveis e menor viscosidade, devido ao menor volume molar e semelhança de parâmetros de solubilidade do CAP e polímero.

Fácil dispersão no CAP.


Asfaltos Modificados por PEAsfaltos Modificados por PE

Obtenção de asfaltos modificados compatíveis e com baixa viscosidade a alta temperatura.

A incorporação do PE não requer alto cisalhamento.

Boa resistência ao envelhecimento.

Promove resistência à deformação permanente.


Ensaios para Asfaltos ModificadosEnsaios para Asfaltos Modificados

Consistência: penetração e viscosidade.

Segurança: ponto de fulgor.

Densidade.

Elasticidade: retorno elástico a 25ºC, antes e após RTFOT.

Compatibilidade: variação do ponto de amolecimento.

Outros ensaios de elasticidade: toughness & tenacity, ductilidade a 4, 5, 7, 10, 13 e 15ºC, tração & alongamento, força – ductilidade.

Parâmetros reológicos: módulo complexo G*, ângulo de fase.

Ensaios de desempenho: ponto de amolecimento, ponto de ruptura Fraass e coesividade.

Resistência ao envelhecimento: variação do ponto de amolecimento e penetração.

Grau de desempenho SUPERPAVE.


Compatibilidade de Asfaltos Modificados por SBSCompatibilidade de Asfaltos Modificados por SBS


Estabilidade à EstocagemEstabilidade à Estocagem

Duas definições

COMPATÍVEL - Inexiste a separação de fases, sem precauções com manuseio, estocagem sem agitação.

SEMICOMPATÍVEL - A separação de fases pode ocorrer. A separação lenta pode ser evitada usando estocagem com agitação, e a separação rápida de fases requer agitação intensa, mesmo em transporte rápido.


ASTM D 5892 CompatibilidadeASTM D 5892 Compatibilidade

Ensaio que quantifica estabilidade à estocagem.

Correlaciona muito bem com observações em microscopia ótica por fluorescência.

Correlaciona com resultados de tempo de relaxação do spin hidrogênio por NMR.


Ensaio de separação de fasesEnsaio de separação de fases


Coesividade VialitCoesividade Vialit

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 20 40 60 80 100

CAP 20AMPAsfalto

Modificadopor Polímero

Coesão, J/cm2

Temperatura, °C


Coesividade VialitCoesividade Vialit


ASTM D 5801Toughness & TenacityASTM D 5801Toughness & Tenacity

Prensa Instron


ASTM D 5801Toughness & TenacityASTM D 5801Toughness & Tenacity


Recuperação Elástica ASTM D 6084Recuperação Elástica ASTM D 6084

Utiliza o dutilômetro;

Molde modificado;

Teste realizado a 25°C ou a 4°C;

Velocidade de estiramento de 5 cm/min.

Distingue bem materiais modificados com elastômeros dos demais.


Recuperação Elástica ASTM D 6084 – NBR 15086Recuperação Elástica ASTM D 6084 – NBR 15086


Especificação de asfalto-polímero (SBS)Especificação de asfalto-polímero (SBS)

Comissão de Asfalto do IBP (2005) – ANP 2007

GRAU (Ponto de Amolecimento min./Recuperação elástica min) 50/65 55/75 60/85 65/90 Ensaios na amostra virgem

Método ABNT Limite de Especificação

Penetração 25oC, 5s, 100g, dmm NBR-6576 45-70 45-70 40-70 40-70 Ponto de Amolecimento min., oC NBR-6560 50 55 60 65 Ponto de Fulgor, min. oC NBR-11341 235 235 235 235 Viscosidade Brookfield a 135 oC, spindle 21, 20 RPM, max. cP NBR-15184 1500 3000 3000 3000 Viscosidade Brookfield a 150 oC, spindle 21, 20 RPM, max. cP NBR-15184 1000 2000 2000 2000 Viscosidade Brookfield a 177 oC, spindle 21, 20 RPM, max. cP NBR-15184 500 1000 1000 1000 Ensaio de separação de Fase, max., oC NBR-15166 5 5 5 5 Recuperação Elástica a 25 oC, 20cm, min. % NBR-15086 65 75 85 90 Ensaios no Resíduo do RTFOT Variação de Massa, max., % NBR-15235 1 1 1 1 Aumento do Ponto de Amolecimento, oC, max. NBR-6560 6 7 7 7 Redução do Ponto de Amolecimento, oC, max. NBR-6560 3 5 5 5 Percentagem de Penetração Original, min. NBR-6576 60 60 60 60 Percentagem de Recuperação Elástica Original a 25oC, min. NBR-15086 80 80 80 80


Degradação de Asfalto Modificado por SBS por EnvelhecimentoDegradação de Asfalto Modificado por SBS por Envelhecimento

GPC


Efeito do teor de SBS na PenetraçãoEfeito do teor de SBS na Penetração


Comparação de Propriedades de Asfaltos ModificadosComparação de Propriedades de Asfaltos Modificados

Ponto de Amolecimento de Asfaltos Modificados por SBS, EVA & PE

50

60

70

80

90

2 3 4 5 6 7 8

Teor de Polímero, %

Pont

o A

mol

ecim

ento

,°C

PA-SBS

PA-EVA

PA-PE

PG Máximo de Asfaltos Modificados por SBS, EVA & PE

60

65

70

75

80

85

90

2 3 4 5 6 7 8


Tem

p. e

m G

*/se

n d

= 2,

2 kP

a, °

C

P G Máx-SBS

P G Máx-EVA

P G Máx-P E


Propriedades do Asfalto Modificado com BMPPropriedades do Asfalto Modificado com BMP

Propriedades do Asfalto Modificado com BMP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25

Teor de BMP, %

T (G

*/se

n =2

,2kP

a), °

C;

Res

., %

0100200300400500600700800

Resiliência

P G Max

Visc@175°C

Visc@

175°C, P


Comparação de Propriedades de Asfaltos ModificadosComparação de Propriedades de Asfaltos Modificados

Retorno Elástico de Asfaltos Modificados por SBS, EVA & PE

0

20

40

60

80

100

120

2 3 4 5 6 7 8Teor de Polímero, %

Ret

orn

o E

lást

ico

, %

RE-SBSRE-EVARE-PE

Viscosidade Cinemática a 135°C de Asfaltos Modificados por SBS, EVA & PE

0

500

1000

1500

2000

2500

2 3 4 5 6 7 8


Vis

c@

13

5°C

, c

P

Visc135-SBSVisc135-EVAVisc135-PE


Aumento do Ponto de Amolecimento da Mistura com o Teor de PolímeroAumento do Ponto de Amolecimento da Mistura com o Teor de Polímero

Figura VI - Influência de teor de polímero sobre o ponto de amolecimento.

0 4 8 12 16 20

TEOR DE POLÍMERO SBS (% m/m)

40

60

80

100

120

PO

NT

O D

E A

MO

LE

CIM

EN

TO

(ºC

)


Caracterização do Ligante Asfáltico Superpave (Superior Pavement)Caracterização do Ligante Asfáltico Superpave (Superior Pavement)

Propriedades a temperaturas intermediária/alta

reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR)

viscosímetro rotacional (Brookfield)

Propriedades a baixa temperatura

reômetro de fluência de viga (BBR)

teste de tração direta (DT)

Propriedades ligadas à durabilidade

estufa de filme fino rotativo (RTFOT)

vaso de envelhecimento sob pressão (PAV)


Especificação de Ligantes SuperpaveEspecificação de Ligantes Superpave

Sistema de classificação baseado na temperatura do pavimento

PG 70-22

grau dedesempenho média das

máximas de 7 dias

consecutivos

temperatura mínima de pavimento


Especificações Superpave Adaptada para Asfalto ModificadoEspecificações Superpave Adaptada para Asfalto Modificado

Inclusão de testes adicionais:

Retorno elástico

Ângulo de fase

Força – ductilidade (force - ductility)


Dependência do Ângulo de Fase com a TemperaturaDependência do Ângulo de Fase com a Temperatura

Fig. VII - Ângulo de fase (d) versus Temperatura.

40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

Temperatura (°C)

30

40

50

60

70

80

90

CAPCAP + Polímero

d(g

raus

)


Modificação Elastomérica x CAP ConvencionalModificação Elastomérica x CAP Convencional

VANTAGENS maior coesão melhor adesão alta viscosidade* resistência ao envelhecimento** maior elasticidade resistência a tensões cisalhantes maior benefício/custo

DESVANTAGENS risco de estocagem a

longo prazo risco de ligante

heterogêneo

* evita reflexão de trincas

** asfalto borracha se destaca entre os demais nestas propriedades


Modificação de CAP por

acréscimo de borracha

moída de pneu.

Asfalto BorrachaAsfalto Borracha


Asfaltos Modificados por Borracha Moída de Pneu (BMP)Asfaltos Modificados por Borracha Moída de Pneu (BMP)


Processo de incorporação utiliza alta temperatura e alto cisalhamento que propicia desvulcanização parcial da borracha moída durante a incorporação no asfalto.

Processo depende do tamanho da partícula para garantia de compatibilidade.

Menor tamanho de partícula da borracha propicia maior viscosidade a alta temperatura.

Misturas com borracha de pneu requerem 3 a 4 vezes mais quantidade que polímero virgem para alcançar as mesmas propriedades reológicas, devido ao fato de a borracha conter 40 a 50% de elementos não polímeros e os polímeros estarem vulcanizados.


CONAMA 258-99 Resolução 26/08/99CONAMA 258-99 Resolução 26/08/99

I - a partir de 01/01/2002: para cada quatro pneus novos fabricados no País ou pneus importados, inclusive aqueles que acompanham os veículos importados, as empresas fabricantes e as importadoras deverão dar destinação final a um pneu inservível;

II - a partir de 01/01/2003: para cada dois pneus novos fabricados no País ou pneus importados, ..., as empresas fabricantes e as importadoras deverão dar destinação final a um pneu inservível.


CONAMA 258-99 Resolução 26/08/99CONAMA 258-99 Resolução 26/08/99

III - a partir de 01/01/2004:

a) para cada um pneu novo fabricado no País ou pneu novo importado, ..., as empresas fabricantes e as importadoras deverão dar destinação final a um pneu inservível;

b) para cada quatro pneus reformados importados, de qualquer tipo, as empresas importadoras deverão dar destinação final a cinco pneus inservíveis;

IV - a partir de 01/01/2005:

a) para cada quatro pneus novos fabricados no País ou pneus novos importados, ..., as empresas fabricantes e as importadoras deverão dar destinação final a cinco pneus inservíveis;

b) para cada três pneus reformados importados, de qualquer tipo, as empresas importadoras deverão dar destinação final a quatro pneus inservíveis.


Tipos de Uso da Borracha de Pneu em Revestimentos AsfálticosTipos de Uso da Borracha de Pneu em Revestimentos Asfálticos

Processo úmido: incorporação ao CAP como um polímero modificador das características.

Processo seco: incorporação à mistura asfáltica como substituição de parte do agregado.


Requisitos da Borracha Moída de Pneu para Processo ÚmidoRequisitos da Borracha Moída de Pneu para Processo Úmido

Peneira % Passante

BMP Tipo 1 BMP Tipo 2

# 8 (2,36 mm) 100 ---

# 10 (2,00 mm) 95 – 100 100

# 16 (1,80 mm) 40 – 60 70 – 100

# 30 (600 m) 0 – 20 25 – 60

# 50 (300 m) 0 – 10 0 – 20

# 100 (150 m) 0 – 4 0 – 10

# 200 (75 m) --- 0 – 5


Borracha Moída de PneuBorracha Moída de Pneu

COMPOSIÇÃO TÍPICA(ASTM D 297 – Termogravimetria)

Cinzas – 8 % máx

Negro de fumo – 28 a 38%

SBR – 42 a 65%

Borracha natural – 22 a 39%

Solúveis em acetona – 6 a 16%


Incorporação de Borracha Moída de PneuIncorporação de Borracha Moída de PneuPROCESSO ÚMIDO

Pneus usados transformam-se...

Sacos de borracha moída

Borracha é misturada com o betume

Silos dos agregados

Agregados aquecidos no tambor/secador

BMP é misturado com os agregados

A mistura betuminosa com BMB é colocada em silos

Os caminhões são carregados e levados para a obra

231

4

5

6

7

8


Exemplo de Amostra de Asfalto BorrachaExemplo de Amostra de Asfalto Borracha


Exemplo de Amostra de Asfalto Borracha Exemplo de Amostra de Asfalto Borracha

asfalto - borracha CAP 50/70


Especificação de asfalto borracha Especificação de asfalto borracha

Proposta: Comissão de Asfalto do IBP (2007)

ASFALTO BORRACHA ENSAIO NORMA

TIPO AB8 TIPO AB22 Penetração (25ºC, 100g, 5 segundos), 0,1 mm NBR 6576 30 - 70 30 - 70 Ponto de Amolecimento, mín., ºC NBR 6560 55 57 Viscosidade Brookfield (175ºC, 20 rpm, splindle 3), cP Projeto #037 800 - 2000 2200 - 4000 Ponto de Fulgor, mín., °C NBR 11341 235 235 Recuperação Elástica Ductilômetro (25ºC, 10 cm), mín., % NBR 15086 50 55 Estabilidade à Estocagem, máx., °C NBR 15166 9 9

ENSAIOS NO RESÍDUO DO RTFOT Variação de Massa do RTFOT, máx., % NBR 15235 1,0 1,0 Variação do Ponto de Amolecimento, máx., °C NBR 6560 10 10 Porcentagem da Penetração Original, mín. % NBR 6576 55 55 Porcentagem da Recuperação Elástica Original, (25ºC, 10 cm) mín. %

NBR 15086 100 100


Especificação asfalto borracha (DER/PR ES- 28/05)Especificação asfalto borracha (DER/PR ES- 28/05)

Cimento asfáltico modificado com adição de borracha de pneumáticos Exigência Ensaio Característica

Mínima Máxima DNER- ME 003/94 Penetração, 100g, 5s, 25ºC, 0,1mm 25 75 DNER- ME 148/94 Ponto de fulgor, ºC 235 - DNER –ME 193/96 Densidade relativa, 25ºC 1,00 1,05

ABNT NBR 6560/00 Ponto de Amolecimento, ºC 55 - NLT 329/91 Recuperação elástica por torção 50

Efeito do calor e do ar Variação em massa,% - 1,0

ABNT NBR 14736/01

Porcentagem da penetração original 50 ASTM 2196/99 Viscosidade Brookfield a 175ºC, cP 800 2500


Usina Móvel de Preparação de AMBUsina Móvel de Preparação de AMB

Arizona - USA

Controle de qualidadeem campo pelo

viscosímetro


Incorporação da Borracha de PneuIncorporação da Borracha de Pneu

ESTOCÁVEL

Alta temperatura;

Agitação em alto cisalhamento;

Despolimerização;

Desvulcanização;

Reação da borracha desvulcanizada e despolimerizada com moléculas do CAP;

Menor viscosidade;

Borracha com menor tamanho de partícula.

NÃO ESTOCÁVEL

Inchamento superficial da borracha nos maltenos do CAP;

Borracha com maior tamanho de partícula;

Rápida incorporação para evitar redução de viscosidade;

Não ocorre despolimerização nem desvulcanização;

Agitação em baixo cisalhamento.


Exemplo de

usina de CA

com caminhão

tanque de

asfalto

borracha

estocável

alimentando a

fabricação da

mistura


Máquina de produção de asfalto borracha não estocável (Brasil)Máquina de produção de asfalto borracha não estocável (Brasil)


Requisitos Físicos do Asfalto BorrachaASTM D 6114 - Não EstocávelRequisitos Físicos do Asfalto BorrachaASTM D 6114 - Não Estocável

PROPRIEDADESTIPOS – EM FUNÇÃO DO CLIMA

1 - QUENTE 2 - MODERADO 3 - FRIO

Visc. Rotacional a 117°C, Pa.s 1,5 – 4 1,5 – 4 1,5 – 4

Penetração a 4°C, 200g, 60 s, dmm 10 mín. 15 mín. 25 mín.

Ponto de Amolecimento, °C 58 mín. 54 mín. 51 mín.

Resiliência a 25°C, % 30 mín. 25 mín. 15 mín.


Ensaios de asfalto borracha:TorçãoEnsaios de asfalto borracha:Torção


Ensaios de asfalto borracha:ResiliênciaEnsaios de asfalto borracha:Resiliência


Asfalto Modificado por Borracha Retarda Reflexão de TrincaAsfalto Modificado por Borracha Retarda Reflexão de Trinca

Segmento 8 – AMB

Segmento 7 – PG 76-10

Asfalto ConvencionalFoto: Leite, 2002

Exemplo


Aplicações de Asfaltos BorrachaAplicações de Asfaltos Borracha

Concreto asfáltico denso;

Membranas absorvedoras de tensão (SAM);

Camada intermediária anti-reflexão de trincas (SAMI);

Concreto asfáltico descontínuo (Gap Graded);

Camada porosa de atrito (Aberto);

Camada Selante (Cape Seal);

Tratamento superficial.


Asfaltos Modificados por Polímeros ou borrachaAsfaltos Modificados por Polímeros ou borracha


A estimativa de viscosidade a diferentes temperaturas por extrapolação não é válida.

A viscosidade não pode ser determinada através de viscosímetros capilares ou Saybolt Furol.

Deve ser determinada em viscosímetros dinâmicos com registro da taxa de cisalhamento e geometria adequada da haste.

SUPERPAVE está estudando medidas mais adequadas para medir a viscosidade a alta temperatura para asfaltos polímeros e asfalto borracha.

Dificuldade de estabelecer temperaturas de misturação e compactação.


Asfaltos Modificados por Produtos NaturaisAsfaltos Modificados por Produtos Naturais

Produtos: gilsonita, asfaltita, asfalto natural de Trinidad:

Melhoram a susceptibilidade térmica e a resistência à formação de trilhas de roda, sem prejudicar a resistência à fadiga;

Uso na Europa, EUA, Argentina;

No Brasil existe uma experiência em Brasília com asfaltita (Liberatori, 2000), entre outros testes.


Ensaios de DesempenhoEnsaios de Desempenho

Ligantes modificados

Observam-se muitas alterações em relação aos CAP tradicionais;

Nas misturas asfálticas:

Além do próprio ligante, existem outras variáveis que influenciam no desempenho e devem ser consideradas: granulometria e natureza dos agregados, dosagem de ligante e volume de vazios.

Análise de desempenho:

Melhorias do desempenho propiciadas por ligantes modificados devem ser analisadas para cada caso e em que condições de projeto.


Asfaltos mais Adequados às Condições BrasileirasAsfaltos mais Adequados às Condições Brasileiras

Resistência à fadiga: asfaltos modificados por SBS, SBR, BMP e EVA.

Resistência à deformação permanente: asfaltos modificados por SBS, BMP, PE e EVA ou CAP 40.

Em CBUQ a seleção do tipo e teor de polímero a ser empregado no asfalto modificado pode ser efetuada a partir do critério SUPERPAVE.

Em revestimentos drenantes, é necessário o uso de asfaltos modificados.

Em microrrevestimentos: SBR ou SBS, ou mistura de EVA com PIB, na ordem de 3 a 4%,

Através da seleção do valor do módulo de resiliência e/ou resistência à tração adequados àquele tipo de serviço (função do projeto), a partir de banco de dados.


Escolha do teor e tipo de polímero depende

do clima, tráfego e tipo de serviço desejado.

SUPERPAVE trouxe vantagens na avaliação

do asfalto modificado, permitindo medidas

de ângulo de fase e correlações com

desempenho em misturas modificadas.

Asfaltos mais Adequados às Condições BrasileirasAsfaltos mais Adequados às Condições Brasileiras


Observações FinaisObservações Finais

O pavimento é uma estrutura complexa, que

requer dimensionamento adequado, controle

da usinagem e da aplicação do revestimento

betuminoso, e ainda controle de cargas

durante o serviço, sendo o asfalto modificado

por polímero apenas um dos materiais que

podem ser empregados no revestimento

superficial, que não é o único responsável

pelo desempenho.

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ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Asfaltos Modificados Bloco 2