Avaliação da recuperação elástica de ligantes modificados com diferentes métodos de ensaio

Abstract

Nos dias de hoje, a modificação de betumes é um dos processos essenciais no que diz respeito à melhoria das diversas propriedades do betume e do seu desempenho na pavimentação rodoviária. De facto, esta é uma das soluções mais utilizadas na pavimentação, sobretudo em países com climas quentes, uma vez que permite minimizar diversos problemas, tais como o fendilhamento, o envelhecimento do betume, a deformação permanente e a suscetibilidade térmica. No entanto, o comportamento mais complexo destes betumes obriga a uma caracterização dos mesmos recorrendo a ensaios menos convencionais. Nesse sentido, o principal objetivo deste estudo é a avaliação da recuperação elástica de diferentes betumes modificados em laboratório, e a sua comparação com um betume modificado comercial (Elaster 13/60), através de alguns ensaios apropriados para avaliar esta propriedade tão relevante dos betumes modificados. Os métodos de ensaio utilizados foram o ensaio de recuperação elástica com o auxílio de um ductilómetro, o ensaio de resiliência e o ensaio de fluência e relaxamento com diferentes níveis de tensão (MSCR). Os polímeros utilizados na modificação de betumes foram o estireno-butadieno-estireno (SBS), o polietileno de alta densidade (PEAD), a borracha reciclada de pneus usados, em conjugação com óleo de motor usado, utilizando-se ainda ácido polifosfórico (PPA). Em termos de conclusão, é possível afirmar que o polímero SBS é o mais adequado no processo de modificação de betumes pois garante um adequado desempenho do pavimento, tanto a nível funcional como estrutural, uma vez que este polímero possui a melhor recuperação elástica em relação aos restantes betumes em estudo. Por outro lado, o ácido polifosfórico é o menos adequado para a modificação de betumes, no que diz respeito à sua recuperação elástica, pois este aumenta significativamente a elasticidade do betume prejudicando a sua recuperação.

Nowadays, bitumen modification is one of the essential processes regarding the improvement of various bitumen properties and their performance in road paving. In fact, this is one of the most commonly used solutions in paving, especially in countries with warm climates because it minimizes several problems, like for example, cracking, bitumen aging, permanent deformation and thermal susceptibility. However, the more complex behavior of these bitumens requires their characterization to be done by using less conventional tests. Because of this, the principal aim of this study is the evaluation of the elastic recovery of different modified bitumen in laboratory, and their comparison to a commercially modified bitumen (Elaster 13/60) using some suitable tests to evaluate this relevant property of modified bitumen. The test methods used were the elastic recovery test, with a ductilometer; the resilience test and the multiple stress creep recovery test (MSCR). The polymers used in the bitumen modification were styrene-butadiene-styrene (SBS), high density polyethylene (PEAD), recycled rubber from used tires, in conjunction with used motor oil, and the polyphosphoric acid (PPA). In conclusion, it is possible to verify that the SBS polymer is the most suitable in bitumen modification process because it ensures an adequate pavement performance at a functional and structural level since it this polymer has the best elastic recovery compared to the other bitumens studied. On the other hand, regarding the elastic recovery, the polyphosphoric acid is the less suitable for the bitumen modification, because it significantly increases the bitumen elasticity, impairing its recovery.