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dc.contributor.advisorSpecht, Luciano Pivoto
dc.creatorRamos, Victória Nunes
dc.date.accessioned2022-06-13T14:25:44Z
dc.date.available2022-06-13T14:25:44Z
dc.date.issued2022-02-18
dc.date.submitted2022
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24713
dc.description.abstractThe performance of a road pavement is strongly dependent on the properties of the petroleum asphalt cement (PAC) used. To achieve superior mechanical properties, several studies propose its modification, and recently using plastic waste, as a way to contribute to sustainability. This work aims to evaluate the effect of adding high density polyethylene (HDPE) in pellet format to conventional asphalt binder. The contents of 1, 3 and 5% of HDPE were evaluated in relation to the mass of CAP, incorporated by wet way. Penetration, Softening Point and Elastic Recovery tests were performed, in addition to short-term aging in RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test). For rheological characterization, it was verified the Rotational Viscosity using Brookfield viscometer, the high PG and the master curves of Dynamic Modulus and Phase Angle, using the Dynamic Shear Rheometer (DSR). The 2S2P1D modeling was used in data analysis. Damage characterization was performed by MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) and LAS (Linear Amplitude Sweep) tests. Finally, the phase separation test was carried out to verify storage stability. The modification of CAP 50/70 produced its stiffening, and the Elastic Recovery test proved to be inadequate for this type of modified binder. A considerable increase in the viscosity found was observed, signaling the need for higher temperatures to obtain the appropriate workability. The application of the time-temperature superposition principle and the 2S2P1D modeling proved to be effective in the data analysis, although some discontinuities were observed in the curves with the highest contents. The analysis of the master curves indicated higher values of dynamic shear modulus and lower values of phase angle, especially in the contents of 3 and 5% of HDPE. There was also an increase of the high PG, expanding the application range of the modified binder. The highest contents of HDPE also showed better results with regard to the permanent deformation test (MSCR). The Binder Fatigue Factor and C versus N criteria indicated that the higher contents of HDPE improve the fatigue behavior, contrary to what the crack opening rate criterion suggested. The mixing protocol caused significant aging and still needs to be optimized. Finally, the analysis of the samples showed excessive phase separation, reinforcing the need for constant agitation of the asphalt tanks. Thus, understanding the interaction of plastic with the asphalt matrix still needs to be studied, but it has shown a proven feasibility for 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.subjectPolietileno de alta densidadepor
dc.subjectPEADpor
dc.subjectLigantes asfálticos modificadospor
dc.subjectReologiapor
dc.subjectRheologyeng
dc.subjectHigh density polyethyleneeng
dc.subjectHDPEeng
dc.subjectModified asphalt binderseng
dc.titleO uso de polietileno de alta densidade como modificador do cimento asfáltico de petróleopor
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasilpor
dc.degree.graduationEngenharia Civilpor
dc.description.resumoO desempenho de um pavimento rodoviário possui forte dependência com as propriedades do cimento asfáltico de petróleo (CAP) utilizado. Para alcançar propriedades mecânicas superiores, diversos estudos propõem a modificação do mesmo, e recentemente utilizando resíduos plásticos, como forma de contribuir com a sustentabilidade. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da adição de polietileno de alta densidade (PEAD) em formato de pellets no CAP. Foram avaliados os teores de 1, 3 e 5% de PEAD em relação à massa do CAP, incorporados por via úmida. Foram realizados os ensaios de Penetração, Ponto de Amolecimento e Recuperação Elástica, além de ser realizado o envelhecimento a curto prazo em RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test). Para caracterização reológica, foi verificada a Viscosidade Rotacional no viscosímetro Brookfield, o PG de alta e as curvas mestras de Módulo Dinâmico e Ângulo de Fase, utilizando o Reômetro de Cisalhamento Dinâmico (DSR). A modelagem 2S2P1D foi utilizada na análise dos dados. A caracterização do dano se deu pelos ensaios de MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) e LAS (Linear Amplitude Sweep). Por fim, foi efetuado o ensaio de separação de fases para verificar a estabilidade à estocagem. A modificação do CAP 50/70 produziu o enrijecimento do mesmo, e o ensaio de recuperação elástica mostrou-se inadequado para esse tipo de ligante modificado. Foi observado um aumento considerável na viscosidade encontrada, sinalizando a necessidade de temperaturas mais elevadas para se obter a trabalhabilidade apropriada. A aplicação do princípio da superposição tempo-temperatura e da modelagem 2S2P1D mostrou-se eficaz no tratamento dos dados, embora tenham sido observadas algumas descontinuidades nas curvas dos maiores teores. A análise das curvas mestras indicou maiores valores de módulo de cisalhamento dinâmico e menores valores de ângulo de fase, especialmente nos teores de 3 e 5% de PEAD. Também houve um incremento no PG de alta, ampliando a faixa de aplicação do CAP modificado. Os maiores teores de PEAD, ainda, mostraram resultados superiores aos demais no que se refere ao ensaio de deformação permanente (MSCR). Os critérios de Fator de Fadiga do Ligante e C versus N indicaram que os maiores teores de PEAD melhoram o comportamento à fadiga, ao contrário do que sugeriu o critério da taxa de abertura da fissura. O protocolo de mistura provocou significativo envelhecimento e ainda precisa ser otimizado. Por fim, a análise das amostras mostrou excessiva separação das fases, reforçando a necessidade de agitação constante dos tanques de asfalto. Assim, entender a interação do plástico com a matriz asfáltica ainda carece de estudos, mas mostrou viabilidade comprovada para emprego em pavimentação.por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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