asfaltos associação brasileira das empresas distribuidoras de asfaltos asfaltos modificados bloco...
Post on 17-Apr-2015
140 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Asfaltos Modificados
Bloco 2
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Asfaltos Modificados Asfaltos Modificados
Por polímeros
Por borracha de pneu
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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).
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Equipamentos de MisturaEquipamentos de Mistura
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Compatibilidade de Asfaltos Modificados por SBSCompatibilidade de Asfaltos Modificados por SBS
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Ensaio de separação de fasesEnsaio de separação de fases
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Coesividade VialitCoesividade Vialit
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
ASTM D 5801Toughness & TenacityASTM D 5801Toughness & Tenacity
Prensa Instron
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
ASTM D 5801Toughness & TenacityASTM D 5801Toughness & Tenacity
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Recuperação Elástica ASTM D 6084 – NBR 15086Recuperação Elástica ASTM D 6084 – NBR 15086
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Degradação de Asfalto Modificado por SBS por EnvelhecimentoDegradação de Asfalto Modificado por SBS por Envelhecimento
GPC
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Efeito do teor de SBS na PenetraçãoEfeito do teor de SBS na Penetração
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
Teor de Polímero, %
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
Teor de Polímero, %
Vis
c@
13
5°C
, c
P
Visc135-SBSVisc135-EVAVisc135-PE
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
)
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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)
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Especificações Superpave Adaptada para Asfalto ModificadoEspecificações Superpave Adaptada para Asfalto Modificado
Inclusão de testes adicionais:
Retorno elástico
Ângulo de fase
Força – ductilidade (force - ductility)
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
)
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Modificação de CAP por
acréscimo de borracha
moída de pneu.
Asfalto BorrachaAsfalto Borracha
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Asfaltos Modificados por Borracha Moída de Pneu (BMP)Asfaltos Modificados por Borracha Moída de Pneu (BMP)
São fluidos pseudoplásticos acima de 100ºC.
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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%
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Exemplo de Amostra de Asfalto BorrachaExemplo de Amostra de Asfalto Borracha
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Exemplo de Amostra de Asfalto Borracha Exemplo de Amostra de Asfalto Borracha
asfalto - borracha CAP 50/70
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Usina Móvel de Preparação de AMBUsina Móvel de Preparação de AMB
Arizona - USA
Controle de qualidadeem campo pelo
viscosímetro
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Exemplo de
usina de CA
com caminhão
tanque de
asfalto
borracha
estocável
alimentando a
fabricação da
mistura
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Máquina de produção de asfalto borracha não estocável (Brasil)Máquina de produção de asfalto borracha não estocável (Brasil)
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Ensaios de asfalto borracha:TorçãoEnsaios de asfalto borracha:Torção
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Ensaios de asfalto borracha:ResiliênciaEnsaios de asfalto borracha:Resiliência
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Asfaltos Modificados por Polímeros ou borrachaAsfaltos Modificados por Polímeros ou borracha
São fluidos pseudoplásticos acima de 100ºC.
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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 Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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
ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
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.
top related