Estudo do "fator Healing" em misturas asfálticas modificadas por polímeros utilizando o modelo S-VECD

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: GUEDES, Leonardo Rodrigues.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL; UFCG
• Palavras-chave em Português: Reologia; Ácido Polifosfórico; Performance mecânica; Terpolímero de Etileno; Rheology; Polyphosphoric Acid; Mechanical Performance; Ethylene Terpolymer; Engenharia Civil e Ambiental
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36732

O colapso de revestimentos asfálticos, causada pelo trincamento por fadiga, envolve a formação de microfissuras com propriedades não lineares. Originado das cargas repetidas de veículos e influenciado pelo envelhecimento e pela temperatura, esse fenômeno pode levar à falha estrutural do revestimento. Para a avaliação de materiais asfálticos, é crucial compreender a fadiga e o processo de "healing", ou seja, processo de auto regeneração do revestimento asfáltico quando não submetido a carregamentos. Pesquisas recentes vêm utilizando o ensaio de fadiga à tração direta aplicado ao modelo viscoelástico de dano contínuo simplificado (S-VECD) para compreender esses fenômenos. Este trabalho teve como objetivo analisar o dano por fadiga em misturas asfálticas modificadas com a adição de polímeros, a partir de resultados de ensaios de fadiga à tração direta utilizando o modelo S VECD, bem como a análise do fenômeno do <Healing= na vida de fadiga das misturas asfálticas estudadas. Foram analisados três tipos de misturas asfálticas: uma com ligante asfáltico convencional (CAP 50/70), uma modificada por polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) e uma modificada proposta com a composição de 97,75% de CAP 50/70 + 1,8% de Etileno Metil Acrilato e Glicidil Metacrilato (EMA-GMA) + 0,3% de Polietileno tereftalato (PET) + 0,15% de Ácido Polifosfórico (PPA116%). Foram realizados ensaios para estimar as propriedades físicas e reológicas dos ligantes asfálticos, bem como os efeitos da fadiga por meio do teste LAS (Linear Amplitude Sweep), com aplicação do modelo S-VECD. Foram mensuradas as propriedades mecânicas a partir dos ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência, fadiga com tração indireta por compressão diametral, dano por umidade induzida e deformação permanente FN. O comportamento linear viscoelástico (LVE) foi caracterizado com base no ensaio de módulo dinâmico, enquanto o desempenho à fadiga foi estudado por meio do ensaio de tração direta uniaxial, com a aplicação do modelo S-VECD e o <Fator Healing= foi estudado com a aplicação de períodos de repouso ao ensaio de tração direta uniaxial com uso do modelo S-VECD. Os resultados do teste LAS indicaram que o ligante modificado proposto estudado apresentou desempenho superior ao convencional, em termos de fadiga, sendo classificado como intermediário de acordo com o fator de fadiga do ligante (FFL). As misturas com ligantes modificados por polímeros indicaram uma tendência de desempenho mecânico. No ensaio de tração direta, com base no critério de falha GR, as misturas modificadas apresentaram um desempenho superior em termos de fadiga. Com base no critério de falha DR e na capacidade de dano de Sapp, a mistura com polímeros proposta foi classificada com um desempenho melhor em relação à fadiga. Portanto, a utilização de ligantes modificados por polímeros resultou em misturas asfálticas com um desempenho superior no que se refere ao dano por fadiga. O processo de healing, baseado na taxa de regeneração (%Hs), indicou uma regeneração mais eficaz na mistura com SBS, enquanto as misturas com ligante modificado proposto e o ligante base apresentaram respostas semelhantes. Em relação ao ganho de vida em fadiga (Nf), todas as misturas estudadas mostraram uma duplicação no tempo de vida de fadiga.O conhecimento do fator <healing= a partir de observações analíticas sobre os resultados de ensaios mecânicos pode conduzir a curvas fadiga mais realísticas com as condições inerentes ao que acontece realmente <in situ=, sendo, portanto, crucial para estimativa da vida útil de revestimentos asfálticos.