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dc.contributor.advisorSpecht, Luciano Pivoto
dc.creatorDias, Gabriela de Souza
dc.date.accessioned2023-07-25T15:51:51Z
dc.date.available2023-07-25T15:51:51Z
dc.date.issued2023-07-20
dc.date.submitted2023
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29760
dc.description.abstractThe intense process of degradation of asphalt coatings in recent years, due to the increasing action of traffic and more severe climatic conditions, has led to the development of research in the search for new technologies in order to improve the performance and useful life of pavements. In this sense, the modification of asphalt binders by polymers has been shown to be a promising technological option in improving physical, chemical and rheological properties. This work aims to evaluate the influence of the addition of different levels of SBS polymer (2.5%, 5.0% and 7.5%) in pellet format in the conventional 50/70 binder, characterized in virgin and short-term aged conditions in RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test). Conventional softening point, penetration and elastic recovery tests were performed. For rheological characterization, the Brookfield viscosity, the high temperature PG and the master curves of Dynamic Modulus and Phase Angle were obtained by means of the Dynamic Shear Rheometer (DSR). For the data analysis, 2S2P1D modeling was used. Damage assessment was performed by Multiple Stress Creep (MSCR) tests for permanent deformation and Linear Amplitude Sweep (LAS) for fatigue. Finally, the storage stability of the modified binders was verified by the Phase Separation test. The mixing protocol performed at high and low shear, with crosslinking by the addition of sulfur, caused excessive stiffening in the binder, while the addition of SBS increased the stiffness by action of the polymer, while generating protective behavior against aging. The joint occurrence of these effects prevented obtaining clear trends regarding the percentage of SBS added in the analysis of physical and rheological properties. The high viscosity values obtained suggest the need for higher than usual temperatures to obtain adequate workability for compaction and mixing. The analysis of the master curves indicated higher values of dynamic shear modulus and lower values of phase angle. A significant increase in high temperature PG was also observed, which extended the range of use of the modified binder. The addition of SBS reduced the permanent deformation gain as well as improved the behavior of these binders against fatigue phenomena at low shear strain values.The phase separation test indicated the need for constant agitation in the asphalt tanks for the highest polymer concentrations. Finally, it is concluded that the mixing protocol was the most responsible for the changes in the behavior of the asphalt binders, indicating the need for its optimization. Likewise, further studies on the asphalt-polymer interaction are necessary in order to expand its use in paving.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectEstireno-butadieno-estireno (SBS)por
dc.subjectasfalto modificado por polímeropor
dc.subjectprotocolo de misturapor
dc.subjectStyrene-butadiene-styrene (SBS)eng
dc.subjectmixing protocoleng
dc.subjectpolymer modified asphalteng
dc.titleAnálise da modificação de ligante asfáltico pela adição de polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) na caracterização física e reológicapor
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasilpor
dc.degree.graduationEngenharia Civilpor
dc.description.resumoO intenso processo de degradação dos revestimentos asfálticos nos últimos anos, pela crescente ação do tráfego e pelas condições climáticas mais severas, tem levado ao desenvolvimento de pesquisas na busca de novas tecnologias, a fim de melhorar o desempenho e a vida útil dos pavimentos. Nesse sentido, a modificação dos ligantes asfálticos por polímeros tem se mostrado uma opção tecnológica promissora na melhoria das propriedades físicas, químicas e reológicas. Esse trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de diferentes teores de polímero SBS (2,5%, 5,0% e 7,5%) em formato de pellets no ligante 50/70 convencional, caracterizado nas condições virgem e envelhecida à curto prazo em RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test). Foram realizados os ensaios convencionais de ponto de amolecimento, penetração e recuperação elástica. Para caracterização reológica, foi obtido a viscosidade Brookfield, o PG de alta temperatura e as curvas mestras de Módulo Dinâmico e Ângulo de Fase, por meio do Reômetro de Cisalhamento Dinâmico (DSR). No tratamento dos dados, foi utilizada a modelagem 2S2P1D. A avaliação do dano foi feita pelos ensaios de MSCR (Multiple Stress Creep) para deformação permanente e LAS (Linear Amplitude Sweep) para fadiga. Por fim, a estabilidade à estocagem dos ligantes modificados foi verificada pelo ensaio de Separação de Fases. O protocolo de mistura realizado em alto e baixo cisalhamento, com reticulação pela adição de enxofre, provocou excessivo enrijecimento no CAP, já a adição de SBS elevou a rigidez por ação do polímero, ao mesmo tempo que gerou comportamento protetivo frente ao envelhecimento. A ocorrência conjunta desses efeitos impediu a obtenção de tendências claras quanto a porcentagem de SBS adicionado na análise das propriedades físicas e reológicas. Os elevados valores de viscosidade obtidos sugerem a necessidade de temperaturas superiores às usuais para a obtenção de trabalhabilidade adequada a compactação e mistura. A análise das curvas mestras indicou maiores valores de módulo de cisalhamento dinâmico e menores valores de ângulo de fase. Observou-se também um acréscimo significativo no PG de alta temperatura, que ampliou a faixa de uso do ligante modificado. A adição de SBS reduziu o ganho de deformação permanente, assim como melhorou o comportamento desses ligantes frente ao fenômeno de fadiga, em baixos valores de deformações cisalhantes. O ensaio de separação de fases indicou a necessidade de agitação constante nos tanques de asfalto para as maiores concentrações de polímero. Por fim, conclui-se que o protocolo de mistura foi o maior responsável pelas alterações no comportamento dos ligantes asfálticos, indicando a necessidade de sua otimização. Da mesma forma, faz-se necessário maiores estudos a respeito da interação asfalto-polímero, a fim de ampliar o seu emprego na pavimentaçãopor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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