Análise do Comportamento do Asfalto-Borracha modificado com Óleo Vegetal visando a Redução da Viscosidade

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil.Os ligantes asfálticos convencionais empregados nas misturas asfálticas para fins de pavimentação não têm apresentando resistência adequada para suportar o fluxo de veículos diário. Pesquisas bibliográficas indicam que para melhorar a resistência ao surgimento de patologia, tem-se adicionado ao ligante asfáltico convencional polímeros, fibras, borracha moída de pneus inservíveis, entre outros. A utilização do último aditivo mencionado requer aumento da temperatura de usinagem tendo o produto resultante maior viscosidade rotacional. Em geral, teores de borracha moída entre 18% e 30% (em peso do ligante) apresentam viscosidade rotacional excessiva, o que os torna impróprios para utilização na produção de misturas asfálticas. Para que este tipo de material possa ser utilizado, é preciso adicionar algum produto redutor de viscosidade. Assim, esta pesquisa teve por objetivo avaliar a possível redução da viscosidade rotacional de ligantes asfaltoborracha com viscosidade excessiva mediante adição de óleo vegetal, e consequentemente analisar o desempenho mecânico deste material. Assim, adicionou-se óleo vegetal (soja ou milho/ novo ou residual), em teores de 10, 15 e 20% ao CAP 50/70 modificado com 21% de borracha moída de pneus. A avaliação envolveu ligantes não envelhecidos, envelhecidos em curto prazo e envelhecidos em longo prazo, de modo que todos os ligantes foram submetidos a ensaios de ponto de amolecimento, ponto de fulgor, viscosidade Brookfield, cisalhamento dinâmico e fluência em viga. Também foi efetuada análise termogravimétrica para a mistura CAP 50/70 + óleo de soja (novo e residual) nas porcentagens de 5, 10, 15 e 20%, no estado não envelhecido e envelhecido em longo prazo. Este estudo ainda avaliou o efeito da redução da temperatura de produção do CAP 50/70+ 21% borracha + 10% de óleo de soja residual. Os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais foram submetidos a Análises de Variância (ANOVA). Constatou-se que a adição do óleo reduziu efetivamente a viscosidade excessiva inicial do CAP 50/70+21% borracha, e quanto maior a porcentagem de óleo adicionada, maior a redução alcançada, contudo a mesma acabou diminuindo a resistência a flexão desse ligante modificado em temperaturas altas. Já em temperaturas baixas o material tendeu a solidificação e apresentou maior dureza. Notou-se também que durante o processo de envelhecimento houve redução de massa quando comparado ao CAP 50/70, mostrando assim a ocorrência de volatilização do óleo ao invés do ligante asfáltico. Além disso, se observou que o óleo preservou algumas propriedades do CAP 50/70 durante o processo de envelhecimento fazendo com que os resultados obtidos antes e após este processo não apresentassem grande diferença. Concluiu-se então que menores porcentagens de óleo apresentam melhor comportamento mecânico em altas e intermediárias temperaturas. No caso deste estudo o CAP modificado com 21% de borracha e contendo 10% de óleo vegetal resultou na melhor opção, maiores porcentagens de óleo resultaram em grandes perdas de resistência à deformação permanente em altas temperaturas enquanto os valores de rigidez em temperaturas negativas aumentaram significativamente. Com relação ao tipo de óleo empregado bem como sua condição, verificou-se inexistência de diferença estatística entre estes fatores, desta forma, considerando o cenário de reaproveitamento de resíduos, seria interessante a utilização de óleo na condição residual. Além disso, para mitigar o impacto ambiental, o óleo de soja seria o preferido haja vista ser o mais consumido hoje no Brasil