Universidade do Estado de Mato Grosso Engenharia Civil...

Aula 12: Asfaltos Modificados

Ana Elza Dalla Roza e Lucas Ribeiro

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Universidade do Estado de Mato Grosso

Engenharia Civil

Estradas II

Especificações

Polímeros

2Aula 12: Asfaltos Modificados

Ana Elza Dalla Roza – Lucas Ribeiro

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.

Tipos de Polímeros



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.

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: resina epóxi, poliester, poliuretano.

Por exemplo: polietileno, polipropileno, PVC.

Tipos de Polímeros



Elastômeros: são aqueles que, quando aquecidos, se decompõem antes

de amolecer, com propriedades elásticas.

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

(acetato de vanil etila).

Utilização



Razões para Substituição de Asfaltos

Convencionais por Modificados

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

•ƒMelhoria da resistência à formação de trilhas de roda.

•ƒAumento da coesividade e adesividade.

•ƒ Criação de membranas de proteção das camadas superficiais de

reflexão de trincas.

•ƒ Revestimento de pontes para diminuir susceptibilidade térmica e

aumentar resistência à flexão.

Utilização



Razões para Substituição de Asfaltos

Convencionais por Modificados

•Redução de custos de manutenção de pavimentos.

•ƒAumento da resistência ao envelhecimento e oxidação.

•ƒAumento da resistência à abrasão de misturas.

•ƒUso de filmes finos de ligante nos agregados.

•ƒ Aplicações em misturas não convencionais:

SMA, ultradelgados, módulo elevado, camadas drenantes e

microrrevestimentos

Escolha



Qual polímero escolher?

•Preço do polímero.

•ƒFacilidade de incorporação do polímero no asfalto.

•ƒEquipamentos disponíveis para mistura do polímero com

•asfalto.

•ƒ Composição química do cimento asfáltico a ser modificado por

polímero.

•ƒResistência ao envelhecimento.

•ƒCurva de Viscosidade para estimativa da temperatura de usinagem e

compactação.

•ƒEstabilidade à estocagem.

Asfaltos de Borracha



Modificação de CAP por

acréscimo de borracha

moída de pneu.

Asfaltos de Borracha



Asfaltos Modificados por

Borracha Moída de Pneu

(BMP)

CONAMA



- 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;

-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



- 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 cincopneus inservíveis;

- 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.

Utilização



Processo úmido: incorporação ao

CAP como um polímero modificador

das características.

ƒ

Processo seco: incorporação à mistura

asfáltica como substituição de parte do

agregado.

Utilização



Utilização



COMPOSIÇÃO TÍPICA

(ASTM D 297 – Termogravimetria)

•ƒ Cinzas – 8 % máx

•ƒ Negro de fumo – 28 a 38%

•ƒ SBR – 42 a 65%

•ƒ Borracha natural – 22 a 39%

•ƒ Solúveis em acetona – 6 a 16%

Fabricação – Processo Úmido



Fabricação – Processo Úmido



Estocagem



ESTOCÁVEL

ƒ Alta temperatura;

ƒ Agitação em alto cisalhamento;

ƒ Despolimerização;

ƒ Desvulcanização;

ƒ Reação da borracha desvulcanizada e

despolimerizada com moléculas do CAP;

ƒ Menor viscosidade;

ƒ Borracha com menor tamanho de

partícula.

NÃO ESTOCÁVEL

ƒ Inchamento superficial da borracha nos

maltenos do CAP;

ƒ Borracha com maior tamanho

de partícula;

ƒ Rápida incorporação para

evitar redução de viscosidade;

ƒ Não ocorre despolimerização

nem desvulcanização;

ƒ Agitação em baixo

cisalhamento.

Asfalto estocável



Usina de asfalto não estocável



Onde utilizar?



•Concreto asfáltico denso;

•ƒ Membranas absorvedoras de tensão (SAM);

•ƒ Camada intermediária anti-reflexão de trincas (SAMI);

•ƒ Concreto asfáltico descontínuo (Gap Graded);

•ƒ Camada porosa de atrito (Aberto);

•ƒ Camada Selante (Cape Seal);

•ƒ Tratamento superficial duplo ou triplo.

Comparação entre o AMB e Outros

Ligantes Modificados por Polímero



Os ligantes modificados por borracha e SBS possuem boas

propriedades elásticas baseadas em resiliência, G* sen δ e boa

recuperação elástica, todos relacionados a resistência à fadiga.

O AMB possui propriedades melhores a baixa temperatura, expressa

pela temperatura de módulo de rigidez de 300 MPa.

O asfalto modificado por borracha apresenta propriedades melhores

a alta temperatura, expressa em termos de grau de desempenho

(PG),que está relacionada a resistência ao afundamento.

Quando se modifica um asfalto com polímeros ou borracha de

pneu, o ponto de amolecimento aumenta, indicando um aumento

na resistência à deformação permanente. No caso do AMP o

incremento é maior.

Desvantagens



São fluidos pseudoplásticos acima de 100ºC. ƒ A estimativa de

viscosidade a diferentes temperaturas por extrapolação não é válida.

ƒ A viscosidade não pode ser determinada através de viscosímetros

capilares ou Saybolt Furol. ƒDeve ser determinada em viscosímetros

dinâmicos com registro da taxa de cisalhamento e geometria. ƒ

SUPERPAVE está estudando medidas mais adequadas para medir a

viscosidade a alta temperatura para asfaltos polímeros e asfalto

borracha.ƒDificuldade de estabelecer temperaturas de misturação

e compactação.

Observações Finais



Asfalto modificado por polímero precisa de conhecimento, tanto por

parte do fabricante, quanto do usuário.

ƒOs ensaios de desempenho mais adequados para medir a contribuição

do polímero ainda estão em discussão.

ƒInteresse comercial dos fabricantes influencia o estabelecimento de

ensaios de especificação que favorecem mais um determinado

polímero em detrimento de outro.

ƒExiste variação dos parâmetros de resistência mecânica com asfaltos

modificados por polímero.

ƒ Porém, sob alguns aspectos, os CAP convencionais podem gerar

misturas tão adequadas quanto os poliméricos, principalmente para o

clima brasileiro, favorável em termos de temperatura.

Observações 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.

Próxima Aula



Agregados utilizados no revestimento

Date post:	26-Jan-2019
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