4.3 Validation qualitative
5.1.1 Jeux de donn´ees
é possível afirmar que ambos, cera do tipo 4 e Gemul® possuem boa propriedade para melhorar adesividade, não necessitando assim de melhoradores da adesividade ligante- agregado.
Figura 24. Imagens obtidas após o ensaio de adesividade: A) LA; B) LA 5CT4 e C) LA GEMUL® (WARGHA FILHO, 2013)
5.4.2 Determinação das temperaturas de usinagem e compactação na mistura asfáltica
Para efeito de aplicação foram realizados ensaios para a determinação das temperaturas de usinagem e compactação, utilizando os parâmetros CDI e TDIm
82 (BAHIA e MAHMOUD, 2004), tendo como critérios obter resultados semelhantes aos observados para o ligante asfáltico a quente puro não modificado, utilizando a cera de carnaúba tipo 4 e o aditivo comercial Gemul®, na proporção de 5 e 0,4% em massa, respectivamente. As Tabelas 16 e 17 mostram os resultados obtidos em relação aos parâmetros de CDI e TDIm respectivamente para os ligantes modificados com a cera do tipo 4 (5%) e não modificada.
Tabela 16. Valores obtidos de CDI e TDIm para as temperaturas teste Temperatura de Compactação (°C) 105 115 125 150 CDI LA - - - 57 5CT4 61 56 59 - Gemul® 106 116 85 - TDIm LA - - - 220 5CT4 256 227 264 - Gemul® 342 343 265 -
A Tabela 16 mostra que os valores obtidos para o parâmetro CDI, para o ligante modificado com a cera de carnaúba do tipo 4, nas temperaturas 105, 115 e 125°C, foram muito próximos, sendo os valores muito próximos 61, 56 e 59, respectivamente. Pode-se afirmar que isso ocorreu em virtude da redução na viscosidade do ligante com a adição de 5% de cera. Observa-se que para o Gemul® o valor de CDI que mais se aproximou do ligante não modificado foi na temperatura de 125°C, enquanto que para as demais temperaturas foram observados valores superiores ao do ligante puro.
Observa-se que para ambas as misturas, ligante asfáltico modificado com 5% de cera de carnaúba e Gemul®, apresentaram valores de CDI e TDIm maiores que o da mistura com o ligante não modificado. Este fato pode indicar uma maior resistência à deformação permanente durante a vida de serviço do revestimento, se comparado com o ligante não modificado.
83 A mistura asfáltica contendo o ligante modificado com a cera de carnaúba do tipo 4 (5CT4) apresentou os menores valores do parâmetro TDIm em todas as temperaturas ensaiadas, com exceção do valor à temperatura de 125°C, que é similar ao encontrado para o aditivo comercial Gemul®. A partir dos resultados obtidos com os parâmetros CDI e TDIm (Tabela 15) foram calculadas as temperaturas de usinagem e compactação, sendo que a temperatura de compactação foi definida como sendo 10°C inferior a temperatura de usinagem encontrada. Esses resultados são mostrados na Tabela 17.
Tabela 17. Temperaturas de usinagem e compactação
Temperatura LA 5 CT4 Gemul®
Temperatura de Usinagem (°C) 150-160 125 135 Temperatura de Compactação (°C) 150 115 125
Foram observadas reduções na temperatura de compactação e usinagem para todas as amostras. O ligante modificado com cera de carnaúba mostrou uma redução de 25-35°C na temperatura de usinagem e 35°C na temperatura de compactação, enquanto que o ligante modificado com o Gemul® mostrou redução de 15-25°C e 25°C para as temperaturas de usinagem e compactação, respectivamente.
84
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados obtidos com os ensaios empíricos do índice de penetração e do ponto de amolecimento dos ligantes asfálticos modificados com as ceras de carnaúba do tipo 1, 2, 3 e 4 sugerem um aumento na resistência à deformação permanente. O resultado do índice de susceptibilidade térmica (IP) das amostras também se mostrou favorável. Os ligantes asfálticos modificados com teores de 5% de cera, de modo geral, apresentaram menor suscetibilidade térmica.
A presença da cera de carnaúba reduziu a viscosidade do ligante asfáltico, contribuindo também para a redução das temperaturas de usinagem e compactação (TUC), mostrando o potencial do aditivo para a obtenção de misturas asfálticas mornas (MAMs). Isso implica na possibilidade de menor gasto energético e redução das emissões, além de melhorar a trabalhabilidade da mistura asfáltica. A cera de carnaúba tipo 4, na proporção de 5% em massa, mostrou ser o aditivo que mais reduziu a viscosidade do ligante asfáltico, obtendo também os melhores resultados para as temperaturas de usinagem e compactação (TUC).
Resultados obtidos através de ensaios com misturas asfálticas (ligante modificado com CT4-agregado), onde os parâmetros CDI e TDIm foram obtidos,
mostraram que a CT4 também apresentou melhores resultados na TUC. Para efeito comparativo utilizou-se um produto comercial Gemul® como modificador de ligante. A mistura com CT4 foi produzida a 125 °C enquanto que para a mistura com Gemul® a temperatura de produção foi de 135 °C. Desta forma, a mistura com cera de carnaúba do tipo 4 pode ser considerada como um promissor material para misturas asfálticas mornas.
Ensaios reológicos utilizando o reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR) foram realizados para obtenção dos parâmetros que mostram correlação com as propriedades do ligante e desempenho no campo. O Grau de Desempenho (PG) em temperaturas elevadas dos ligantes asfálticos modificados com adição da cera não foi alterado, indicando que o limite de temperatura da utilização do ligante modificado com a cera foi o mesmo do ligante não modificado.
O módulo complexo (|G*|), parâmetro que reflete a rigidez do ligante, mostrou-se mais elevado para altas frequências (baixas temperaturas). As amostras modificadas com cera de carnaúba tipo 2 e 4, nas proporções de 3 e 5% em massa, apresentam rigidezes maiores em relação às amostras modificadas com as demais ceras
85 e a não modificada. Já para baixas frequências (altas temperaturas), o comportamento reológico foi semelhante ao do ligante asfáltico não modificado.
A análise do ângulo de fase (δ), parâmetro responsável pela resposta elástica, mostra que a incorporação de cera 3% em massa, comparada ao ligante puro, apresenta a seguinte tendência: LA 3 CT3> LA 3 CT1> LA 3 CT2> LA 3 CT4 > LA. Já para o ligante asfáltico modificado com cera de carnaúba, na proporção de 5% em massa, a seguinte tendência foi observada: LA 5 CT3 > LA 5 CT2> LA 5 CT1> LA 5 CT4> LA.
Ao analisarmos o comportamento reológico com a temperatura, é possível observar que a rigidez (G*) e resposta elástica (δ) apresentam uma mudança brusca com o aumento da temperatura devido à mudança de fase da cera incorporada ao ligante. Mudanças repentinas na rigidez podem promover um aumento da deformação no ligante asfáltico. A modificação com a cera de carnaúba tipo 4 nas proporções de 3 e 5% em massa, apresentam melhor comportamento frente a variação de temperatura.
O ligante modificado com a cera de carnaúba tipo 4, com 5% em massa, foi escolhido para realizar o ensaio de fluência em viga (BBR) e calcular o grau de desempenho (PG) a baixas temperaturas, uma vez que sofreu a maior redução de viscosidade, TCU e um bom comportamento reológico. Observou-se que a adição da CT4 promoveu uma redução na temperatura mínima de trabalho, indicando maior resistência a ocorrência de trincas térmicas.
O ensaio de creep dinâmico (MSCR) mostrou que o ligante modificado com a CT4, 5% em massa, mantém boas características em temperaturas abaixo do seu grau de desempenho (PG). Os ensaios indicam a possibilidade do ligante modificado com a CT4 ser utilizado em estradas com volume de tráfego pesado.
Quando comparado com o aditivo comercial Gemul® (0,4%) para a produção de misturas asfálticas, o ligante asfáltico modificado com a CT 4, apresentou melhor desempenho no recobrimento com o agregado, ou seja, melhor adesividade, sem a necessidade de adição de agente facilitador de adesividade. Além disso, apresentou maior redução nas temperaturas de usinagem e compactação (TUC).
Os resultados apresentados sugerem que a cera de carnaúba é um aditivo potencialmente útil para ser utilizado na preparação de misturas asfálticas mornas (MAMs), contribuindo, deste modo, para a redução dos gastos energéticos, redução das emissões de gases. Dentre as ceras de carnaúba que foram utilizadas para modificação do ligante asfáltico 50/70, a cera de carnaúba do tipo 4 apresentou o melhor resultado.
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