O trincamento por fadiga é um dos principais mecanismos de deterioração dos pavimentos flexíveis e, mesmo assim, é, ainda hoje, um dos defeitos mais difíceis de serem controlados. Uma das alternativas para a melhoria das características de fadiga das misturas asfálticas é o emprego de ligantes asfálticos modificados, porém, há dúvida se o enrijecimento provocado pela adição dos modificadores pode influenciar a resistência à fadiga da mistura asfáltica. Com o intuito de mensurar características do ligante asfáltico que tenham relação com o trincamento por fadiga da mistura asfáltica, alguns ensaios de laboratório foram desenvolvidos recentemente, destacando-se dois: o ensaio de varredura de tempo (time sweep) e o ensaio de varredura de amplitude linear (LAS). O objetivo deste trabalho é caracterizar o comportamento à fadiga de 12 ligantes asfálticos modificados de mesmo grau de desempenho (PG 76-xx). As formulações CAP+PPA, CAP+SBS, CAP+SBS+PPA, CAP+Borracha, CAP+Borracha+PPA, CAP+PE, CAP+PE+PPA, CAP+EVA, CAP+EVA+PPA, CAP+SBR, CAP+SBR+PPA e CAP+Elvaloy+PPA foram preparadas tendo como base um ligante asfáltico 50/70 de classificação PG 64-xx. Com base na caracterização realizada neste estudo, as principais conclusões são: (a) o material que apresentou melhor vida de fadiga foi o CAP+EVA; (b) o material menos sensível à deformação foi o CAP puro; (c) o menos sensível à temperatura foi o CAP+PPA; (d) o efeito do PPA nos ligantes asfálticos com outros aditivos provocou diminuição da vida de fadiga para a maioria das formulações, aumento da sensibilidade aos níveis de deformação para todas as formulações, diminuição da sensibilidade à temperatura e aumento da sensibilidade ao envelhecimento para a maioria das formulações; (e) tomando por base o ordenamento final das melhores características à fadiga dos ligantes asfálticos segundo os parâmetros analisados, o CAP+Borracha apresenta o melhor desempenho global / Fatigue cracking is a major mechanism of deterioration of flexible pavements, and even then, it is still one of the defects that are more difficult to control. One alternative to improve fatigue characteristics of asphalt mixtures is the use of modified asphalt binders; however, there is no doubt that the stiffening caused by the addition of modifiers can influence the fatigue resistance of asphalt mixture. In order to measure characteristics of asphalt binders that are related to the fatigue cracking of asphalt mixture, some laboratory tests have been recently developed such as the time sweep and the linear amplitude sweep (LAS) test. The objective of this study is to characterize the fatigue behavior of 12 modified asphalt binders with the same high-temperature performance grade (PG 76-xx). The formulations AC+PPA, AC+SBS, AC+SBS+PPA, AC+Rubber, AC+Rubber+PPA, AC+PE, AC+PE+PPA, AC+EVA, AC+EVA+PPA, AC+SBR, AC+SBR+PPA and AC+Elvaloy+PPA were prepared with a 50/70 base asphalt binder graded as PG 64-xx in the Superpave specification. Based on the characterization made in this study, the main conclusions are the following: (a) the material that showed better fatigue life was the AC+EVA; (b) the material that is less sensitive to deformation was the neat AC; (c) the less sensitive one to temperature was the AC+PPA; (d) the effect of PPA in asphalt binders prepared with other additives caused a reduction in the fatigue life for many formulations, an increase in the sensitivity levels of deformation for all formulations, a reduction in the sensitivity to temperature and an increase in the sensitivity to aging for several formulations; (e) on the final ranking of the characteristics of asphalt binders according to the parameters analyzed in this research study, the AC+Rubber showed the best overall performance

O trincamento por fadiga é um dos principais mecanismos de deterioração dos pavimentos flexíveis e, mesmo assim, é, ainda hoje, um dos defeitos mais difíceis de serem controlados. Uma das alternativas para a melhoria das características de fadiga das misturas asfálticas é o emprego de ligantes asfálticos modificados, porém, há dúvida se o enrijecimento provocado pela adição dos modificadores pode influenciar a resistência à fadiga da mistura asfáltica. Com o intuito de mensurar características do ligante asfáltico que tenham relação com o trincamento por fadiga da mistura asfáltica, alguns ensaios de laboratório foram desenvolvidos recentemente, destacando-se dois: o ensaio de varredura de tempo (time sweep) e o ensaio de varredura de amplitude linear (LAS). O objetivo deste trabalho é caracterizar o comportamento à fadiga de 12 ligantes asfálticos modificados de mesmo grau de desempenho (PG 76-xx). As formulações CAP+PPA, CAP+SBS, CAP+SBS+PPA, CAP+Borracha, CAP+Borracha+PPA, CAP+PE, CAP+PE+PPA, CAP+EVA, CAP+EVA+PPA, CAP+SBR, CAP+SBR+PPA e CAP+Elvaloy+PPA foram preparadas tendo como base um ligante asfáltico 50/70 de classificação PG 64-xx. Com base na caracterização realizada neste estudo, as principais conclusões são: (a) o material que apresentou melhor vida de fadiga foi o CAP+EVA; (b) o material menos sensível à deformação foi o CAP puro; (c) o menos sensível à temperatura foi o CAP+PPA; (d) o efeito do PPA nos ligantes asfálticos com outros aditivos provocou diminuição da vida de fadiga para a maioria das formulações, aumento da sensibilidade aos níveis de deformação para todas as formulações, diminuição da sensibilidade à temperatura e aumento da sensibilidade ao envelhecimento para a maioria das formulações; (e) tomando por base o ordenamento final das melhores características à fadiga dos ligantes asfálticos segundo os parâmetros analisados, o CAP+Borracha apresenta o melhor desempenho global / Fatigue cracking is a major mechanism of deterioration of flexible pavements, and even then, it is still one of the defects that are more difficult to control. One alternative to improve fatigue characteristics of asphalt mixtures is the use of modified asphalt binders; however, there is no doubt that the stiffening caused by the addition of modifiers can influence the fatigue resistance of asphalt mixture. In order to measure characteristics of asphalt binders that are related to the fatigue cracking of asphalt mixture, some laboratory tests have been recently developed such as the time sweep and the linear amplitude sweep (LAS) test. The objective of this study is to characterize the fatigue behavior of 12 modified asphalt binders with the same high-temperature performance grade (PG 76-xx). The formulations AC+PPA, AC+SBS, AC+SBS+PPA, AC+Rubber, AC+Rubber+PPA, AC+PE, AC+PE+PPA, AC+EVA, AC+EVA+PPA, AC+SBR, AC+SBR+PPA and AC+Elvaloy+PPA were prepared with a 50/70 base asphalt binder graded as PG 64-xx in the Superpave specification. Based on the characterization made in this study, the main conclusions are the following: (a) the material that showed better fatigue life was the AC+EVA; (b) the material that is less sensitive to deformation was the neat AC; (c) the less sensitive one to temperature was the AC+PPA; (d) the effect of PPA in asphalt binders prepared with other additives caused a reduction in the fatigue life for many formulations, an increase in the sensitivity levels of deformation for all formulations, a reduction in the sensitivity to temperature and an increase in the sensitivity to aging for several formulations; (e) on the final ranking of the characteristics of asphalt binders according to the parameters analyzed in this research study, the AC+Rubber showed the best overall performance

Aditivos têm sido incorporados ao ligante asfáltico no intuito de melhorar o desempenho dos pavimentos. O enrijecimento do ligante asfáltico provocado pelos aditivos, aumenta a resistência à deformação permanente das misturas asfálticas, mas ainda não se sabe qual o efeito deles sobre a resistência à fadiga e ao trincamento térmico dos ligantes asfálticos. Um dos produtos modernos mais promissores para modificação de ligantes asfálticos é o ácido polifosfórico (PPA). No entanto, o mecanismo de modificação com PPA depende fortemente da composição química do ligante asfáltico de base. Para avaliar o impacto da adição de PPA em ligantes asfálticos de diferentes fontes, dois ligantes asfálticos 50/70 (REDUC e LUBNOR), de diferentes PGs e composição química foram modificados por quatro proporções de PPA (0,5, 1,0, 1,5, 2,0%). As frações de saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos (SARA) dos ligantes asfálticos puros e modificados foram determinadas por meio da cromatografia de camada fina. Para avaliar o efeito da adição de PPA sobre as propriedades reológicas dos ligantes asfálticos, foram analisados a viscosidade, o grau de desempenho, a rigidez, a elasticidade, a recuperação elástica, a compliância não-recuperável e o comprimento de trinca na ruptura. A viscosidade dos ligantes asfálticos e as temperaturas de usinagem e compactação aumentaram com o aumento do teor de PPA. A temperatura alta do PG aumentou com a proporção de PPA em intensidades diferentes, dependendo do ligante asfáltico de base. A adição de PPA aumenta a rigidez, a elasticidade e a recuperação elástica e diminui a compliância não-recuperável dos ligantes asfálticos. Em termos de tolerância à fadiga, a adição de PPA e o envelhecimento provocaram um aumento na tolerância à fadiga dos ligantes asfálticos. Os resultados apresentados destacam a importância da composição química do ligante asfáltico de base no grau de modificação provocado pela adição de PPA. Recomenda-se a adição de teores baixos de PPA para o LUBNOR (até 1%) e de teores altos de PPA para o REDUC (superiores a 1,0%). / Additives have been incorporated to asphalt binder in order to improve the performance of pavements. The stiffening of asphalt binders induced by additives should increases the rut resistance of asphalt concrete, unclear how PPA affects the resistance to fatigue and thermal cracking of asphalt binders. One of the most promising new products for asphalt binders modification is the polyphosphoric acid (PPA). However, the mechanism of PPA modification depends strongly on the chemical composition of the base asphalt binder. To evaluate the impact of the PPA modification in asphalt binders from different sources, two asphalt binders 50/70 penetration grade (REDUC and LUBNOR) from different crude source with different performance grades and chemical composition have been modified by four proportions of PPA (0.5, 1 0, 1.5, 2.0%). Saturated aromatics, resins and asphaltenes (SARA) fractions of neat and modified asphalt binders were determined using the thin-layer chromatography. To evaluate the effect of PPA addition on the rheological properties of asphalt binders it was analyzed the viscosity, the performance grade, the stiffness, the elasticity, the elastic recovery, the non-recoverable compliance and the crack length at failure. The viscosity of asphalt binders and the mixing and compaction temperature increased with increasing levels of PPA. The high temperature of PG increased in different magnitude with the ratio of PPA, depending on the base asphalt binder. The addition of PPA increases the stifiness, the elasticity and the elastic recovery and decrease the non-recoverable compliance of asphalt binders. With regard to the fatigue tolerance, the addition of PPA and the thermo-oxidative aging induced an increase in the fatigue tolerance of asphalt binders. The presented results show the importance of the chemical composition of the base asphalt binder on the extent of modification caused by the addition of PPA. It is recommended to use low levels of PPA to modify the LUBNOR (to 1%) and high levels of PPA to modify the REDUC (over 1.0%).

Esta pesquisa teve por objetivo analisar os efeitos da cal hidratada e do ácido polifosfórico nas propriedades mecânicas e suscetibilidade à umidade de misturas asfálticas densas. O ligante utilizado foi o CAP 50/70, chamado de controle, modificado com 0,6 e 1,2% de PPA, e como aditivo a cal hidratada em concentrações de 1,5 e 3,0%, perfazendo nove combinações de misturas asfálticas. Foram moldados 108 corpos-de-prova, divididos em 4 e 7% de volume de vazios, sendo que os corpos-de-prova de 7% foram divididos em condicionados e não condicionados. Os ensaios realizados para análise das propriedades mecânicas foram o Módulo de Resiliência e a Resistência à Tração Indireta. Os resultados mostram que o aumento da concentração de ácido polifosfórico melhora a rigidez e a flexibilidade, e melhora a suscebilidade ao dano por umidade, assim como aumenta a resistência à tração; para a cal hidratada, com o aumento da sua concentração, ocorreu aumento da rigidez e da flexibilidade de maneira mais discreta, se comparado ao ácido polifosfórico, e proporciona a diminuição da resistência à tração: o teor que apresentou melhor suscetibilidade ao dano por umidade foi de 1,5% de cal hidratada. / This work aims to analyze the effects of hydrated lime and polyphosphoric acid on the mechanical properties and moisture susceptibility of dense asphalt mixtures. In nine combinations of asphalt mixtures, CAP 50/70, named control and modified with 0,6 and 1,2% of PPA, was employed as binder, and hydrated lime in concentrations of 1,5 and 3,0% was used as additive. 108 test specimens have been molded and divided into 4 and 7% of volume void, considering that 7% were separated into conditioned and non-conditioned. The Resilient Modulus and the Tensile Strength were the tests conducted for the analysis of mechanical properties. The results showed that the increase in polyphosphoric acid concentration improved stiffness and flexibility and increased the susceptibility to moisture damage, as well as the tensile strength. Also in the results, with the concentration increase of the hydrated lime, there was a smaller increase of stiffness and flexibility, and it provided a decrease of tensile strength, considering that the percentage of 1,5% of hydrated lime presented the best susceptibility to moisture damage.

Aditivos têm sido incorporados ao ligante asfáltico no intuito de melhorar o desempenho dos pavimentos. O enrijecimento do ligante asfáltico provocado pelos aditivos, aumenta a resistência à deformação permanente das misturas asfálticas, mas ainda não se sabe qual o efeito deles sobre a resistência à fadiga e ao trincamento térmico dos ligantes asfálticos. Um dos produtos modernos mais promissores para modificação de ligantes asfálticos é o ácido polifosfórico (PPA). No entanto, o mecanismo de modificação com PPA depende fortemente da composição química do ligante asfáltico de base. Para avaliar o impacto da adição de PPA em ligantes asfálticos de diferentes fontes, dois ligantes asfálticos 50/70 (REDUC e LUBNOR), de diferentes PGs e composição química foram modificados por quatro proporções de PPA (0,5, 1,0, 1,5, 2,0%). As frações de saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos (SARA) dos ligantes asfálticos puros e modificados foram determinadas por meio da cromatografia de camada fina. Para avaliar o efeito da adição de PPA sobre as propriedades reológicas dos ligantes asfálticos, foram analisados a viscosidade, o grau de desempenho, a rigidez, a elasticidade, a recuperação elástica, a compliância não-recuperável e o comprimento de trinca na ruptura. A viscosidade dos ligantes asfálticos e as temperaturas de usinagem e compactação aumentaram com o aumento do teor de PPA. A temperatura alta do PG aumentou com a proporção de PPA em intensidades diferentes, dependendo do ligante asfáltico de base. A adição de PPA aumenta a rigidez, a elasticidade e a recuperação elástica e diminui a compliância não-recuperável dos ligantes asfálticos. Em termos de tolerância à fadiga, a adição de PPA e o envelhecimento provocaram um aumento na tolerância à fadiga dos ligantes asfálticos. Os resultados apresentados destacam a importância da composição química do ligante asfáltico de base no grau de modificação provocado pela adição de PPA. Recomenda-se a adição de teores baixos de PPA para o LUBNOR (até 1%) e de teores altos de PPA para o REDUC (superiores a 1,0%). / Additives have been incorporated to asphalt binder in order to improve the performance of pavements. The stiffening of asphalt binders induced by additives should increases the rut resistance of asphalt concrete, unclear how PPA affects the resistance to fatigue and thermal cracking of asphalt binders. One of the most promising new products for asphalt binders modification is the polyphosphoric acid (PPA). However, the mechanism of PPA modification depends strongly on the chemical composition of the base asphalt binder. To evaluate the impact of the PPA modification in asphalt binders from different sources, two asphalt binders 50/70 penetration grade (REDUC and LUBNOR) from different crude source with different performance grades and chemical composition have been modified by four proportions of PPA (0.5, 1 0, 1.5, 2.0%). Saturated aromatics, resins and asphaltenes (SARA) fractions of neat and modified asphalt binders were determined using the thin-layer chromatography. To evaluate the effect of PPA addition on the rheological properties of asphalt binders it was analyzed the viscosity, the performance grade, the stiffness, the elasticity, the elastic recovery, the non-recoverable compliance and the crack length at failure. The viscosity of asphalt binders and the mixing and compaction temperature increased with increasing levels of PPA. The high temperature of PG increased in different magnitude with the ratio of PPA, depending on the base asphalt binder. The addition of PPA increases the stifiness, the elasticity and the elastic recovery and decrease the non-recoverable compliance of asphalt binders. With regard to the fatigue tolerance, the addition of PPA and the thermo-oxidative aging induced an increase in the fatigue tolerance of asphalt binders. The presented results show the importance of the chemical composition of the base asphalt binder on the extent of modification caused by the addition of PPA. It is recommended to use low levels of PPA to modify the LUBNOR (to 1%) and high levels of PPA to modify the REDUC (over 1.0%).

Esta pesquisa teve por objetivo analisar os efeitos da cal hidratada e do ácido polifosfórico nas propriedades mecânicas e suscetibilidade à umidade de misturas asfálticas densas. O ligante utilizado foi o CAP 50/70, chamado de controle, modificado com 0,6 e 1,2% de PPA, e como aditivo a cal hidratada em concentrações de 1,5 e 3,0%, perfazendo nove combinações de misturas asfálticas. Foram moldados 108 corpos-de-prova, divididos em 4 e 7% de volume de vazios, sendo que os corpos-de-prova de 7% foram divididos em condicionados e não condicionados. Os ensaios realizados para análise das propriedades mecânicas foram o Módulo de Resiliência e a Resistência à Tração Indireta. Os resultados mostram que o aumento da concentração de ácido polifosfórico melhora a rigidez e a flexibilidade, e melhora a suscebilidade ao dano por umidade, assim como aumenta a resistência à tração; para a cal hidratada, com o aumento da sua concentração, ocorreu aumento da rigidez e da flexibilidade de maneira mais discreta, se comparado ao ácido polifosfórico, e proporciona a diminuição da resistência à tração: o teor que apresentou melhor suscetibilidade ao dano por umidade foi de 1,5% de cal hidratada. / This work aims to analyze the effects of hydrated lime and polyphosphoric acid on the mechanical properties and moisture susceptibility of dense asphalt mixtures. In nine combinations of asphalt mixtures, CAP 50/70, named control and modified with 0,6 and 1,2% of PPA, was employed as binder, and hydrated lime in concentrations of 1,5 and 3,0% was used as additive. 108 test specimens have been molded and divided into 4 and 7% of volume void, considering that 7% were separated into conditioned and non-conditioned. The Resilient Modulus and the Tensile Strength were the tests conducted for the analysis of mechanical properties. The results showed that the increase in polyphosphoric acid concentration improved stiffness and flexibility and increased the susceptibility to moisture damage, as well as the tensile strength. Also in the results, with the concentration increase of the hydrated lime, there was a smaller increase of stiffness and flexibility, and it provided a decrease of tensile strength, considering that the percentage of 1,5% of hydrated lime presented the best susceptibility to moisture damage.