Avaliação do envelhecimento e rejuvenescimento de ligantes asfálticos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Takahashi, Marcia Midori
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-25012021-101332/
Resumo: O envelhecimento e rejuvenescimento de dois ligantes asfálticos convencionais foram avaliados neste estudo. Os ligantes são provenientes de um trecho experimental construído com mistura asfáltica densa a quente,com 4 cm de espessura(para ambos os ligantes). Os ligantes foram extraídos e recuperados das amostras coletadas das seções do trecho experimental em diferentes tempos (T= 0, 12, 24, 36 e 108 meses após a construção do pavimento). Em laboratório, os ligantes foram envelhecidos por meio dos ensaios RTFOT, PAV 20h, PAV 60h e SUNTEST. Foram realizados ensaios reológicos de varredura de frequência e temperatura, bem como a análise dos parâmetros G*c, ?c, R e GR. Além disso, foram realizados os ensaios MSCR e LAS para avaliar a resistência à deformação permanente e à fadiga dos ligantes, respectivamente, nos diferentes níveis de envelhecimento e rejuvenescimento. Os ensaios de fracionamento SARA, GPC, FTIR e RMN foram realizados para avaliar as alterações químicas decorrentes do envelhecimento em laboratório e em campo. Os resultados mostraram que o envelhecimento pelo SUNTEST foi o mais severo, mostrando a importância da radiação UV no processo de degradação dos ligantes asfálticos. Além disso, o envelhecimento fotoquímico provocou reações químicas diferentes nos ligantes asfálticos quando comparado ao envelhecimento termo oxidativo, tendo impacto diferente nas frações químicas dos dois ligantes avaliados. Em campo, os ligantes continuaram envelhecendo ao longo do tempo, provocando alterações químicas e de desempenho nos ligantes asfálticos. A comparação entre os envelhecimentos em laboratório e em campo mostrou que o envelhecimento em campo (após 36 meses) foi mais severo que o ensaio PAV 20h, apresentando resultados mais próximos do PAV 60h, para ambos os ligantes. A utilização de AR a base de óleo vegetal de pinho, nos teores de 2%, 4% e 6%, mostrou que o AR permite recuperar a maioria das propriedades do ligante envelhecido com teor de 4% de AR. No entanto, o rejuvenescimento segue uma tendência diferente do envelhecimento, mostrando que o AR atua de forma diferente sobre as propriedades viscoelásticas dos ligantes envelhecidos. Além disso, a avaliação da dosagem de AR com diferentes parâmetros mostrou que a dosagem apenas pelas propriedades viscoelásticas lineares do ligante asfáltico pode não ser suficiente para garantir o desempenho final das misturas recicladas.
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Além disso, foram realizados os ensaios MSCR e LAS para avaliar a resistência à deformação permanente e à fadiga dos ligantes, respectivamente, nos diferentes níveis de envelhecimento e rejuvenescimento. Os ensaios de fracionamento SARA, GPC, FTIR e RMN foram realizados para avaliar as alterações químicas decorrentes do envelhecimento em laboratório e em campo. Os resultados mostraram que o envelhecimento pelo SUNTEST foi o mais severo, mostrando a importância da radiação UV no processo de degradação dos ligantes asfálticos. Além disso, o envelhecimento fotoquímico provocou reações químicas diferentes nos ligantes asfálticos quando comparado ao envelhecimento termo oxidativo, tendo impacto diferente nas frações químicas dos dois ligantes avaliados. Em campo, os ligantes continuaram envelhecendo ao longo do tempo, provocando alterações químicas e de desempenho nos ligantes asfálticos. A comparação entre os envelhecimentos em laboratório e em campo mostrou que o envelhecimento em campo (após 36 meses) foi mais severo que o ensaio PAV 20h, apresentando resultados mais próximos do PAV 60h, para ambos os ligantes. A utilização de AR a base de óleo vegetal de pinho, nos teores de 2%, 4% e 6%, mostrou que o AR permite recuperar a maioria das propriedades do ligante envelhecido com teor de 4% de AR. No entanto, o rejuvenescimento segue uma tendência diferente do envelhecimento, mostrando que o AR atua de forma diferente sobre as propriedades viscoelásticas dos ligantes envelhecidos. Além disso, a avaliação da dosagem de AR com diferentes parâmetros mostrou que a dosagem apenas pelas propriedades viscoelásticas lineares do ligante asfáltico pode não ser suficiente para garantir o desempenho final das misturas recicladas.The aging and rejuvenation of two neat asphalt binders were evaluated in this study. Both binders are from an experimental section that was built with dense hot asphalt mixtures of the two binders, with 4 cm thick. The binders were extracted and recovered from the samples collected from the experimental sectionsat different times (T = 0, 12, 24, 36 and 108 months after the pavement construction). In the laboratory, the virgin binders were aged using RTFOT, PAV 20h, PAV 60h and SUNTEST. Rheological frequency sweep tests were carried out, as well as the analysis of the parameters G*c, ?c, R and GR. In addition, MSCR and LAS tests were carried out to evaluated the resistance to permanent deformation and to fatigue, respectively, of both binders at different levels of aging and rejuvenation. The SARA fraction, GPC, FTIR and NMR tests were performed to evaluate the chemical changes resulting from laboratory and field aging. The results show that the SUNTEST aging was the most severe, showing the importance of UV radiation in the aging process of asphalt binders. In addition, photochemical aging causes different chemical reactions in the asphalt binders when compared to thermo oxidative aging, with different impact on chemical fractions of the two binders evaluated. In the field, binders continued to age over time, resulting in chemical and performance changes in asphalt binders. The comparison between laboratory and field aging showed that aging in the field (after 36 months) was more severe than the PAV 20h, and the results were closer to PAV 60h, for both binders. The use of pine-based rejuvenating agent with 2%, 4% and 6% content, showed that the AR allowed to recover most of the properties of the aged binders with 4% of AR. However, rejuvenation follows a different trend from aging, showing that AR acts differently on the viscoelastic properties of aged binders. In addition, the AR dosage evaluation using different parameters showed that the dosage only through binder\'s linear viscoelastic properties may not be sufficient to guarantee the final performance of the recycled mixtures.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSavasini, Kamilla VasconcelosTakahashi, Marcia Midori2020-03-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-25012021-101332/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2021-01-26T14:54:02Zoai:teses.usp.br:tde-25012021-101332Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-01-26T14:54:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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