CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O ligante asfÃltico brasileiro oriundo do Estado do EspÃrito Santo e processado na unidade de NegÃcios da Petrobras (LUBNOR) foi analisado nas suas principais caracterÃsticas utilizando-se de mÃtodos espectromÃtricos (RMN e FTIR), cromatogrÃficos (GPC), anÃlise tÃrmica (TGA) e microscÃpica (AFM). As duas principais fraÃÃes do ligante constituÃdas de maltenos e asfaltenos tambÃm foram analisadas. Da fraÃÃo maltÃnica do ligante foram extraÃdos os hidrocarbonetos policÃclicos aromÃticos (HPAs) utilizando-se de mÃtodos cromatogrÃficos, tais como: DispersÃo de matriz em fase sÃlida (DMFS), cromatografia de adsorÃÃo em coluna e cromatografia gasosa (GC). Os resultados mostraram que o ligante asfÃltico apresentou HPAs considerados tÃxicos e outros considerados mutagÃnicos e carcinogÃnicos, alÃm de outros HPAs, diferentes dos padrÃes analÃticos estudados. A estrutura molecular do coroneno foi visualizada atravÃs da imagem microscÃpica (STM). Imagens obtidas atravÃs do uso da tÃcnica de microscopia de forÃa atÃmica (AFM) do ligante mostram a coexistÃncia de uma fase rica em asfaltenos em equilÃbrio. Imagens (AFM) do ligante quando modificado por polÃmero sugerem que parte da fraÃÃo maltÃnica à absorvida pelo polÃmero. As imagens AFM dos asfaltenos quando extraÃdos do ligante mostraram-se na forma de aglomerados circulares estabilizados na presenÃa do solvente. A massa molar mÃdia dos asfaltenos foi calculada a partir de duas tÃcnicas empregadas, osmometria e cromatografia de permeaÃÃo em gel apresentando-se na faixa de 5900-6700 g/mol. A estabilidade tÃrmica do ligante e asfaltenos foram analisadas atravÃs das curvas TGA. A estabilidade oxidativa do ligante e asfaltenos, a partir do cÃlculo da energia de ativaÃÃo, mostram-se caÃticas dadas à presenÃa de compostos altamente reativos frente ao oxigÃnio. Parece ser influenciada pelas reaÃÃes secundÃrias de decomposiÃÃo e/ou oxidaÃÃo de produtos e resÃduos formados. A solubilizaÃÃo dos asfaltenos em n-hexano foi avaliada na presenÃa de aditivos e mostraram que a solubilizaÃÃo aumentou com a adiÃÃo do lÃquido da castanha de caju (LCC) e da cera de carnaÃba. / The Brazilian binder processed at Petrobras/Lubnor from a crude of the state of EspÃrito Santo was investigated using the following procedures: spectrometric methods (RMN and FTIR), chromatographic (GPC), thermal analysis (TGA) and atomic microscopy (AFM). The two main fractions of the binder, maltenes and asphaltenes, were also analyzed. Hydrocarbons polycyclic aromatics (HPAs) were extracted from the maltene portion using chromatographic methods such as: matrix dispersion in solid phase (DMFS), chromatographic adsorption in column and gas chromatographic (GC). The results indicate that the asphaltic binder present toxic HPAs as well as mutagenic and carcinogenic, and yet other HPAs different from the analytical references that were studied. The molecular structure of coroneno was visualized using image microscopy (STM). Binder images obtained from atomic microscopy (AFM) show a coexistence of a phase rich in asphaltenes in equilibrium. Images (AFM) of a polymer modified binder indicate that the maltenes are absorbed by the polymer. The AFM images of the asphaltenes extracted from the binder were perceived as circular bundles stabilized in the presence of a solvent. The average asphaltene mol mass was calculated based on two different techniques: osmometry and gel permeation chromatography in the range 5900-6700 g/mol. Thermal stability of the binder and the asphaltenes was analyzed from TGA curves. From activation energy calculation, oxidative stability of the binder and the asphaltenes was chaotic because of the high reactivity of the constituents with oxygen. Such stability seems to be affected by secondary reactions decomposition and/or product oxidation. The solubility of asphaltenes in n-hexane was evaluated in the presence of additives and it was found that it increases with the addition of cashew nut shell liquid (CNSL) and carnauba wax.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente trabalho trata do estudo da viabilidade das ceras de carnaÃba do tipo 1, 2, 3 e 4, nos teores de 3 e 5% (m/m), como aditivos para a obtenÃÃo de misturas asfÃlticas mornas. As ceras foram caracterizadas por espectroscopia na regiÃo do infravermelho, anÃlise tÃrmica e fluorescÃncia de raios-X, no intuito de analisar a sua composiÃÃo estrutural, estabilidade tÃrmica e o ponto de fusÃo. As ceras dos quatro tipos foram utilizadas para modificaÃÃo de ligante asfÃltico 50/70 e os efeitos decorrentes foram avaliados atravÃs dos ensaios empÃricos: penetraÃÃo e ponto de amolecimento, ensaios no viscosÃmetro rotacional Brookfield e ensaios reolÃgicos no reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). A avaliaÃÃo das propriedades dos ligantes a baixas temperaturas foram avaliadas no reÃmetro de fluÃncia em vida (BBR) apÃs envelhecimento simulado. Os resultados dos ensaios empÃricos indicam que ocorre uma reduÃÃo da penetraÃÃo e aumento do ponto de amolecimento na presenÃa das ceras, conferindo ao ligante uma maior rigidez. O ligante modificado com 5% (m/m) da cera tipo 4 (5% CT4) apresentou uma considerÃvel reduÃÃo de 10 oC na temperatura de usinagem (TU) e deste modo, efeitos positivos na reduÃÃo das emissÃes e reduÃÃo do consumo de energia sÃo esperados. Os parÃmetros reolÃgicos: mÃdulo complexo G* e Ãngulo de fase δ foram analisados em funÃÃo da frequÃncia e da temperatura e mostraram que as ceras tem efeito mais pronunciado no aumento da rigidez (G*) e melhoria da elasticidade (δ) em baixas temperaturas (frequÃncias elevadas). Provavelmente, em funÃÃo do estado sÃlido da cera, que funde em temperaturas mais elevadas. O ligante puro foi classificado com o grau de desempenho PG 64-22, enquanto o ligante modificado (5% CT4) apresentou PG 70-28, mostrando maior potencial para aplicaÃÃo em temperaturas mais baixas que o ligante puro e maior resistÃncia a trincas tÃrmicas. O ensaio de creep dinÃmico (MSCR) mostrou uma melhoria em relaÃÃo à possibilidade de emprego em rodovias com alto volume de trÃfico de veÃculos (Heavy â H) para ligante modificado com 5% CT4. Ensaios mecÃnicos em misturas (ligante-agregado) indicam que o ligante modificado com a 5% CT4 deve apresentar maior resistÃncia à deformaÃÃo permanente durante a vida de serviÃo do revestimento, comparado ao ligante nÃo modificado. Os resultados desse estudo mostram que a cera de carnaÃba cumpre com alguns dos requisitos bÃsicos necessÃrios para sua utilizaÃÃo como aditivo de misturas asfÃlticas mornas. / This paper deals with the study of the viability of carnauba wax types 1, 2, 3 and 4, at the levels of 3 and 5% (w/w), as additives for obtaining warm asphalt mixes. The waxes were characterized by infrared spectroscopy, thermal analysis and fluorescence X-rays, in order to analyze its structural composition, thermal stability and the melting point. Four types of waxes were used for ligand modification 50/70 asphalt and the effects were assessed through empirical tests: penetration and softening point tests on a Brookfield rotational viscometer and rheological measurements using a Dynamic shear rheometer (DSR). The evaluation of binder properties at low temperatures were evaluated using a Bending Beam Rheometer (BBR) after simulated aging. The results of empirical tests indicate that there is a reduction in the penetration and softening point increases in the presence of the wax, the binder imparting a greater stiffness. The binder modified with 5% (m/m) of the wax type 4 (5% CT4) showed a considerable reduction of 10 oC in machining temperature (TU) and thus positive effects on reducing emissions and reducing energy consumption are expected. The rheological parameters: complex shear modulus (G*) and δ the phase angle were analyzed as a function of frequency and temperature and showed that the wax has pronounced effect in increasing the stiffness (G *) and improved elasticity (δ) at low temperatures (high frequencies). Probably due to the solid wax, which melts at higher temperatures. The pure ligand was classified as grade PG 64-22 performance, while the modified binder (5% CT4) showed PG 70-28, showing greater potential for application at lower temperatures than pure ligand and higher resistance to thermal cracks. The dynamic creep test (MSCR) showed an improvement over the possibility of employment on roads with a high volume of vehicle traffic (Heavy - H) for binder modified with 5% CT4. Mechanical tests in mixtures (binder-aggregate) indicate that the modified binder with 5% CT4 must have greater resistance to permanent deformation during the service life of the coating compared to the unmodified linker. The results of this study show that carnauba wax meets some of the basic requirements for its use as an additive in warm asphalt mixes.

A modificaÃÃo de ligantes asfÃlticos à uma prÃtica cada vez mais comum em vias de elevado volume de trÃfego e tem como objetivo a melhoria das caracterÃsticas reolÃgicas desses materiais, principalmente em temperaturas extremas. O objetivo principal deste trabalho à avaliar o comportamento mecÃnico de misturas asfÃlticas produzidas com ligantes asfÃlticos modificados por Ãcido polifosfÃrico e polÃmeros no que diz respeito à rigidez e à resistÃncia à deformaÃÃo permanente. Foram estudadas 17 misturas asfÃlticas com a mesma granulometria porÃm com diferentes tipos de agregados e de ligantes asfÃlticos modificados por polÃmeros, borracha de pneu moÃdo e Ãcido polifosfÃrico (PPA). A caracterizaÃÃo da resistÃncia à deformaÃÃo permanente destas misturas asfÃlticas foi realizada por meio do ensaio de creep dinÃmico e a caracterizaÃÃo da rigidez foi feita por meio de curvas-mestres obtidas pelo processamento dos dados oriundos do ensaio de mÃdulo dinÃmico. Os resultados mostraram que a modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos aumentou em resistÃncia à deformaÃÃo permanente das misturas asfÃlticas, principalmente naquelas em que foram utilizados ligantes asfÃlticos modificados por polÃmeros+PPA, por nÃo terem atingido o Flow Number (critÃrio de ruptura para o ensaio de creep dinÃmico). A modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos tambÃm causou um aumento na rigidez de todas as misturas asfÃlticas. Para frequÃncias mais baixas de carregamento, a diferenÃa de rigidez foi maior em relaÃÃo à encontrada para as frequÃncias mais altas. O PPA mostrou ser um modificador que aumenta a rigidez e a resistÃncia à deformaÃÃo permanente, alÃm de ser uma alternativa efetiva com relaÃÃo a economia de polÃmero, jà que o seu uso permitiu a utilizaÃÃo de percentuais menores de polÃmero para a modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos. TambÃm foi verificado a ausÃncia de correlaÃÃes entre os parÃmetros de ensaios de caracterizaÃÃo dos ligantes asfÃlticos e os parÃmetros de resistÃncia à deformaÃÃo permanente das misturas asfÃlticas investigadas. Por fim, a anÃlise feita entre as misturas asfÃlticas contendo o mesmo tipo de agregado e diferentes tipos de ligantes asfÃlticos e entre as misturas asfÃlticas com o mesmo ligante asfÃltico e diferentes tipos de agregados mostrou que a resistÃncia à deformaÃÃo permanente de uma mistura asfÃltica à consideravelmente mais influenciada pelo agregado do que pelo ligante asfÃltico utilizado. / Asphalt binders modification is a common practice in heavy traffic roadways and its goal is to improve binderâs rheological properties, especially in extreme temperatures. The main objective of this research was to evaluate the mechanical behavior of mixes designed with asphalt binders modified with polyphosphoric acid and polymers, with respect to their stiffness and rutting resistance. Seventeen asphalt mixes with two types of aggregate with the same gradation, but with asphalt binder modified by different types of polymer, ground tire rubber and polyphosphoric acid (PPA) were investigated. Repeated load permanent deformation test was used to evaluate the asphalt mixesâ rutting resistance, and the dynamic modulus test results were used to characterize asphalt mixes stiffness. The results showed that asphalt binder modification influenced substantially the asphalt mixes rutting resistance, especially those with polymer+PPA modified binder, which did not reach Flow Number value (failure criteria for the repeated load permanent deformation test). Asphalt binder modification also increased the stiffness for all asphalt mixes evaluated in this study. For low frequency loading the stiffness variation was higher when compared to the high frequency ones. PPA proved to be a modifier that increases asphalt mixes stiffness and rutting resistance. Also it can be considered as an important tool for the polymer economy, since its use dispensed a high polymer content for asphalt binder modification. It was also verified for the asphalt mixes investigated that there are no correlations between asphalt binder characterization and rutting resistance parameters for the asphalt mixes. Finally, the analysis performed for the asphalt mixes with the same type of aggregate, but with different types of asphalt binder, and for the asphalt mixes with the same asphalt binder but with different aggregate type, showed that the asphalt mixesâ rutting resistance is much more influenced by the aggregate type than by the asphalt binder.

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / O ligante asfÃltico brasileiro oriundo de petrÃleo do Campo Fazenda Alegre (CAPFA), no estado do EspÃrito Santo, foi modificado por polÃmeros (SBS e EVA) e aditivos (Ãleo extensor, cal hidratada e LCC). As principais caracterÃsticas estruturais deste ligante puro e modificado foram analisadas utilizando-se de mÃtodos espectromÃtricos (RMN e FTIR), anÃlise tÃrmica (TGA, DSC) e microscÃpica (AFM). Os polÃmeros e aditivos foram caracterizados atravÃs da termogravimetria e calorimetria exploratÃria diferencial e por espectroscopia no infravermelho. O ligante asfÃltico modificado por polÃmeros e aditivos, e os efeitos reolÃgicos resultantes desta modificaÃÃo, tambÃm foram avaliados. A metodologia aplicada foi dirigida, principalmente, para a avaliaÃÃo das propriedades constitutivas dos materiais, utilizando-se de ensaios reolÃgicos baseados em especificaÃÃes Superpave. Os parÃmetros investigados visaram a avaliaÃÃo de problemas usuais como: deformaÃÃo permanente, trincas tÃrmicas e oxidaÃÃo. O envelhecimento oxidativo dos asfaltos foi avaliado a partir da anÃlise dos espectros no infravermelho e de ressonÃncia magnÃtica nuclear, alÃm da variaÃÃo de parÃmetros reolÃgicos. A estabilidade tÃrmica do CAPFA (puro e modificado) e dos asfaltenos foi analisada atravÃs de curvas termogravimÃtricas. Esta estabilidade parece ser influenciada pelas reaÃÃes secundÃrias de decomposiÃÃo e/ou oxidaÃÃo dos produtos e resÃduos formados. Foram separadas as duas principais fraÃÃes constituintes do ligante asfÃltico: os asfaltenos (17,1%) e maltenos (82,9%). O cÃlculo da massa molar dos asfaltenos atravÃs da osmÃmetria e GPC apresentou valores muito prÃximos (5963 e 6653 g/mol). Imagens do ligante obtidas atravÃs do uso da tÃcnica de microscopia de forÃa atÃmica (AFM) mostram a coexistÃncia de uma fase rica em asfaltenos em equilÃbrio. Imagens (AFM) do ligante quando modificado por polÃmero sugerem que parte da fraÃÃo maltÃnica à absorvida pelo polÃmero. O efeito mais significativo da incorporaÃÃo de polÃmeros ao asfalto à a melhoria da elasticidade. Hà uma forte correlaÃÃo entre a resistÃncia à deformaÃÃo a alta temperatura e o G*. Para o ligante asfÃltico modificado verificou-se um aumento significativo no G* em baixas freqÃÃncias, onde a rede dos polÃmeros SBS e EVA à particularmente dominante, e um pequeno decrÃscimo no G* em freqÃÃncias mais altas. Observou-se tambÃm uma diminuiÃÃo na tan δ e isto indica que ocorreu a formaÃÃo de 8 uma rede polimÃrica que proporciona ao ligante um carÃter elÃstico em temperaturas mais elevadas. A adiÃÃo dos polÃmeros SBS e EVA ao CAPFA proporcionou um aumento da rigidez e da elasticidade do ligante, mas, dentre as misturas asfÃlticas produzidas, observou-se que, antes e apÃs o envelhecimento, o ligante quando modificado por EVA e cal hidratada apresentou a maior rigidez, e quando modificado por SBS apresentou a maior elasticidade. A susceptibilidade relativa à temperatura das misturas asfÃlticas medida atravÃs da energia de ativaÃÃo de fluxo, mostrou que as misturas contendo EVA se degradam menos do que aquelas que contÃm SBS, uma vez que no polÃmero EVA nÃo existem duplas ligaÃÃes butadiÃnicas que se oxidam facilmente, como no caso do SBS. Os aditivos presentes nas misturas com o polÃmero EVA tambÃm contribuÃram para esta menor sensibilidade à temperatura, uma vez que a cal hidratada reduz o envelhecimento da mistura asfÃltica atravÃs da interaÃÃo com compostos polares reativos presentes no ligante e o LCC ser um excelente antioxidante. Quanto à estabilidade à estocagem do asfalto modificado por SBS, parece ocorrer a âquebraâ da estrutura coloidal polÃmeroasfalto em freqÃÃncias elevadas. / The Brazilian asphalt binder from Fazenda Alegre oil reserve (CAPFA) in the state of EspÃrito Santo, was modified by polymers (SBS and EVA) additives (oil extensor, hydrated lime and LCC). The main structural characteristics of this pure and modified binder were analyzed using the spectroscopic methods (RMN and FTIR), thermal analysis (TGA, DSC) and through microscopy (AFM). The polymers and additives were characterized through thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy. The asphaltic binder modified by polymers and additives, and the resulting rheological effects of this modification, were also evaluated. The methodology that was applied was oriented mainly towards the evaluation of the constitutive properties of the materials, using rheological tests based on the Superpave specifications. The parameters investigated aimed the evaluation of the usual distresses such as: permanent deformation, thermal cracking and oxidation. The oxidative ageing of the asphalt was evaluated from analysis in the infrared and nuclear magnetic resonance, as well as the variations of the rheological parameters. The thermal stability of the CAPFA (pure and modified) and of the asphaltenic was analysed through the TG curves. This stability looks as if it is influenced by the secondary reactions of decomposition and/or oxidation of the products and residuals that have been formed. The two main constituent fractions of the asphaltic binder were separated: the asphaltenic (17,1%) and maltenic (82,9%). The calculation of the molar mass of the asphaltenic by osmometry and GPC demonstrated very similar values (5963 and 6653 g/mol). Images of the binders obtained through the use of atomic force microscopy (AFM) show the coexistence of a rich phase in asphaltenic in equilibrium. Images (AFM) of the binder while modified by a polymer suggest that part of the maltenic fraction is absorbed by the polymer. The most significant effect of the polymer incorporation to the asphalt was the improvement of the elasticity. There is a strong correlation between the deformation resistance at high temperature and G*. For the modified asphalt binder, a significant increase was noted in G* in lower frequencies, where a network of the polymers SBS and EVA are particularly dominant, and a small decrease on G* in higher frequencies. It was also observed a decrease in the tan δ and this indicates that the formation of a 10 polymeric network, which gives the binder an elastic stability at higher temperatures, has occurred. The addition of SBS and EVA to the CAPFA lead to an increase of the hardness and the elasticity of the asphalt binder, but among the asphaltic mixtures produced, it was observed, before and after ageing, that the binder modified by the EVA and the hydrated lime demonstrated a higher stiffness and the binder modified by the SBS demonstrated a higher elasticity. The susceptibility relative to the temperature of the asphalt mixtures measured through the flow activated energy, demonstrated that the mixtures containing EVA degrade themselves less than those that contain SBS. This happens due to the fact that there is no butadiene double bond in the polymer EVA that easily oxidizes, like in the case of the SBS. The additives present in the mixtures with the EVA polymer also contributed to a lower sensitivity to the temperature, once the hydrated lime reduces the ageing of the asphalt mixture through the interaction with the reactive polar molecules present in the asphalt binder and CNSL it is an excellent antioxidant. In regards to the stability of the storage of the modified asphalt by SBS, apparently occurs a âbreakâ of the colloidal polymer-asphalt structure in higher frequencies.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O desenvolvimento de novas metodologias no campo da engenharia rodoviÃria tem sido uma preocupaÃÃo, visando à melhoria da qualidade das vias pavimentadas, tornando-as mais seguras e resistentes. Algumas inovaÃÃes introduzidas nesta Ãrea tem sido praticadas com a aplicaÃÃo de ligantes asfÃlticos (LAs) modificados, que tem demonstrado melhorar o desempenho destes, contribuindo para a reduÃÃo da formaÃÃo das trilhas de roda e das trincas tÃrmicas. Neste estudo, o ligante asfÃltico (LA) brasileiro oriundo do Campo Fazenda Alegre foi modificado por copolÃmero de etileno e acetato de vinila (EVA) virgem, resÃduo da indÃstria de calÃados (EVAR) e fibra de coco (FC). Aditivos, como o lÃquido da castanha de caju (LCC) e o Ãleo extensor (OE) foram utilizados para melhorar a compatibilidade da mistura. O polÃmero e os aditivos foram caracterizados atravÃs de espectroscopia no infravermelho, termogravimetria e calorimetria exploratÃria diferencial. A avaliaÃÃo dos espectros FTIR dos ligantes apÃs envelhecimento simulado em estufa RTFOT, mostraram que os ligantes modificados com EVAR e EVA/FC foram mais resistentes ao processo oxidativo, provavelmente, devido à presenÃa de aditivos, como o carbonato de cÃlcio, na composiÃÃo do resÃduo. As curvas termogravimÃtricas dos LAs modificados apresentaram comportamento semelhante ao ligante puro. As propriedades reolÃgicas tambÃm foram avaliadas atravÃs de ensaios em: viscosÃmetro e reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). O envelhecimento, de maneira geral, provoca aumento da rigidez e da viscosidade, porÃm as curvas mestras indicaram que o efeito do envelhecimento à mais expressivo nas temperaturas intermediÃrias a altas, e aumentaram a elasticidade ao longo do espectro de frequÃncias. A viscosidade zero shear (ZSV) obtida pelos modelos de Cross e Williamson apresentou-se mais elevada do que o modelo de Carreau. AlÃm disso, as imagens obtidas no microscÃpio de forÃa atÃmica (MFA) mostraram que o polÃmero EVA intumesceu devido à absorÃÃo de fraÃÃo aromÃtica do ligante, rompendo a estabilidade coloidal. Assim sendo, a adiÃÃo do Ãleo extensor preveniu a separaÃÃo de fases. Para o ligante modificado com EVAR, a mistura apresentou boa estabilidade à estocagem somente apÃs adiÃÃo de Ãleo extensor. A presenÃa do LCC e OE mostrou melhorar a susceptibilidade tÃrmica dos ligantes modificados. / The development of new methodologies in the field of road engineering has been a concern, aimed to the improvement of the quality of paved roads making them safer and more durable. Some innovations introduced in this area have been practiced with the application of modified asphalt binder (AB), demonstrated to improve asphalt binder performance, contributing to the reduction of the formation of wheel tracks and of thermal cracking. In this study, the Brazilian asphalt binder from Fazenda Alegre oil reserve was modified by virgin ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), residue of the industry of footwears (EVAR) and coir fiber (CF). Additives, such as the cashew nut shell liquid (CNSL) and extensor oil (EO) were used to improve the compatibility of the mixture. The polymer and additives were characterized by means of infrared spectroscopy, termogravimetry and diferencial scanning calorimetry. The evaluation of the spectra FTIR of the binders after simulated aging in RTFOT, showed that the modified binders with EVAR and EVA/FC were more resistant to oxidative hardening, probably due to the presence of the additive, in the composition of the residue, such as the calcium carbonate. The termogravimetry curves of the modified ABs presented behavior similar to the pure binder. The rheological properties were also evaluated by tests with the viscometer and the dynamic shear rheometer (DSR). In general, ageing causes an increase in stiffness and viscosity, however the master curves indicated that the effect of aging is most significant in the intermediate to high temperatures and increases the elasticity along the spectrum of frequencies. The zero shear viscosity (ZSV) obtained by the models of Cross and Williamson was higher than the Carreau model. In addition atomic force microscopy (AFM) images were obtained in the showed that the EVA polymer sweeling suggest that part of the maltenic fraction of the binder was absorbed by the polymer. For the binder modified with EVAR, the mixture showed good stability only after the addition of the extensor oil. The presence of CNSL and EO improved the thermal susceptibility of the modified binders.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / à de conhecimento geral que o desempenho de misturas asfÃlticas com relaÃÃo aos principais defeitos do pavimento (deformaÃÃo permanente, trincamento por fadiga e trincamento tÃrmico) està diretamente ligado Ãs propriedades dos agregados que as constituem. A metodologia tradicional de caracterizaÃÃo de agregados, principalmente em relaÃÃo à forma, à angularidade e à textura, pode se tornar dispendiosa e nÃo fornecer resultados precisos, pois, alÃm de muitas vezes combinar mais de uma propriedade em apenas um ensaio, estes parÃmetros sÃo avaliados a partir de uma mÃdia de valores que pode nÃo representar bem os materiais estudados. Sendo assim, jà existem, na literatura, diversas tÃcnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) que podem ser utilizadas com o intuito de caracterizar agregados de forma mais completa e realista. Uma destas tÃcnicas à por meio do uso do equipamento Aggregate Image Measurement System (AIMS), desenvolvido para analisar forma, angularidade e textura superficial de agregados graÃdos e miÃdos, atravÃs de diferentes mÃtodos. Acredita-se que, diferentes pedreiras podem produzir agregados com propriedades distintas entre si devido aos diversos processos de desmonte, de britagem, de controle de qualidade e de armazenamento dos materiais. O objetivo geral do presente trabalho à avaliar o potencial do uso do PDI na anÃlise das propriedades de forma, de angularidade e de textura de agregados provenientes de fontes distintas e na anÃlise da estrutura interna de misturas asfÃlticas compostas por esses agregados. Foram obtidos e caracterizados agregados provenientes de trÃs pedreiras distintas, todas localizadas no estado do CearÃ. Os agregados foram analisados no AIMS separando-se os diversos tamanhos de suas partÃculas, e os resultados obtidos para o material proveniente de cada pedreira foram comparados entre si. AlÃm disso, misturas asfÃlticas compostas por esses agregados foram analisadas em relaÃÃo a sua estrutura interna e em relaÃÃo a suas propriedades mecÃnicas. Os principais resultados obtidos levaram à conclusÃo de que os agregados estudados sÃo semelhantes no que diz respeito a suas propriedades de forma, de angularidade e de textura. Em relaÃÃo Ãs propriedades mecÃnicas das misturas compostas por esses agregados, os resultados mostram que estas se comportaram de maneira similar, o que provavelmente se deve Ãs caracterÃsticas tambÃm similares de seus agregados. / It is a general consensus that the mechanical performance of asphalt mixtures with respect to the pavementsâ main distresses (permanent deformation, fatigue cracking and thermal cracking) is directly related to the aggregatesâ properties used in those mixtures. The traditional methodology of characterizing aggregates, mainly in relation to shape properties, such as form, angularity and texture, can be very time-consuming. It also does not provide precise results, because it combines more than one property in a single test result. Another disadvantage is the fact that these methodologies also provide average values that may not represent well the evaluated materials. There are already in the literature several Digital Image Processing (DIP) techniques that can be used with the purpose of characterizing aggregates in a more complete and realistic way. One of them is the Aggregate Image Measurement System (AIMS), equipment developed to analyze properties, such as: shape, angularity, and superficial texture of coarse and fine aggregates, through different methods. It is believed that different quarries can produce aggregates with very distinct properties, due to the several used rock blasting and crushing processes, quality control activities and material storage methodology. The main objective of this research is to evaluate the potential use of DIP to analyze shape, angularity and texture of aggregates from different sources and to analyze asphalt mixtures internal structure constituted by those aggregates. Aggregates from three different quarries, all located in the State of CearÃ, were obtained and characterized. The aggregates were analyzed using AIMS, for different sizes, and the results were compared. Besides that, the asphalt mixtures constituted with these aggregates were analyzed regarding their internal structure and their mechanical characteristics. The main results obtained in this study led to conclude that the aggregates used in this research are very similar in respect to their form, angularity and texture properties. With respect to the mechanical properties of the mixtures constituted by these aggregates, the results show that their behavior is also very similar, which is probably due to the similar characteristics of their aggregates.

nÃo hà / A reduÃÃo das temperaturas de usinagem e de compactaÃÃo de misturas asfÃlticas à considerada uma alternativa na produÃÃo de revestimentos asfÃlticos, podendo proporcionar vantagens tÃcnicas, econÃmicas e ambientais. Diversas tecnologias sÃo utilizadas na produÃÃo dessas misturas denominadas usualmente de misturas asfÃlticas mornas. Esta pesquisa se propÃs a comparar algumas destas tecnologias com uma mistura asfÃltica que foi produzida na temperatura obtida atravÃs da curva de viscosidade versus temperatura para o ligante asfÃltico, a qual à comumente utilizada na produÃÃo de misturas asfÃlticas a quente. O ligante utilizado foi o Cimento AsfÃltico de PetrÃleo classificado por penetraÃÃo como CAP 50-70. A mistura denominada âControleâ refere-se Ãquela em que nÃo ocorreu nenhum tipo de modificaÃÃo (ligante e/ou processo de produÃÃo) enquanto que outros dois tipos de misturas estudadas foram produzidas modificando-se o CAP 50-70 original com dois aditivos diferentes. Uma quarta mistura foi produzida com agregado Ãmido com 2%. As misturas avaliadas foram elaboradas contendo em sua composiÃÃo: (i) CAP puro; (ii) CAP c/ um aditivo surfactante comercial denominado GemulÂ; (iii) CAP com cera de carnaÃba do tipo CT4; (iv) CAP puro com a inserÃÃo de agregado miÃdo Ãmido. Os ligantes e os agregados foram caracterizados de acordo com as especificaÃÃes vigentes. Para proporcionar uma maior resistÃncia à deformaÃÃo permanente, especialmente na fase de compactaÃÃo da mistura optou-se por utilizar a metodologia Bailey para gerar uma curva granulomÃtrica com maior intertravamento entre os agregados. A definiÃÃo da temperatura de compactaÃÃo dos corpos de prova se deu pelos parÃmetros CDI e TDIm procurando-se obter valores de trabalhabilidade semelhantes Ãqueles encontrados na mistura de controle e que, simultaneamente, se mostrassem em condiÃÃes adequadas para resistir à deformaÃÃo permanente. Estes parÃmetros (CDI e TDIm) sÃo calculados por meio da saÃda de dados do compactador giratÃrio Superpave, tendo sido escolhido por este motivo, o mÃtodo de dosagem Superpave. Com o intuito de se avaliar o efeito da reduÃÃo de temperatura e a influÃncia dos aditivos no comportamento mecÃnico das misturas asfÃlticas, as mesmas foram submetidas a ensaios relacionados à resistÃncia a deformaÃÃo permanente, fadiga, rigidez e sensibilidade ao dano por umidade. Pode-se dizer que todas as misturas modificadas se comportaram de forma semelhante Ãquela mistura produzida sem qualquer alteraÃÃo no ligante ou na temperatura de produÃÃo e compactaÃÃo. Buscou-se tambÃm avaliar os custos de cada mistura com o intuito de se verificar a viabilidade econÃmica das amostras estudadas. Como jà era esperado, a mistura com agregado Ãmido gerou o menor custo, por nÃo ter utilizado aditivo e pela reduÃÃo das temperaturas. A mistura com o aditivo Gemul gerou um custo praticamente igual aquele encontrado para a mistura de Controle, enquanto que a mistura com a Cera CT4 sofreu um acrÃscimo de custo em cerca de 6% se comparado com a mistura de Controle. Espera-se que esta pesquisa juntamente com outras jà publicadas no Brasil possam demonstrar que as misturas mornas podem nÃo somente contribuir para mitigaÃÃo de danos ambientais, mas tambÃm que apresentam viabilidade tÃcnica e econÃmica para serem produzidas no paÃs / The reduction in mixing and compaction temperatures of asphalt mixtures is considered an alternative for the production of asphalt pavements and can offer technical economical and environmental advantages. Several technologies are used in the production of these mixtures usually called warm mix asphalt (WMA). This research aimed to compare some of these technologies with a hot mix asphalt produced at the temperature obtained from the commonly used viscosity versus temperature curve. The binder used was the AC classified by penetration as AC 50-70. The so called "Control mix" refers to the mix that was no was (binder and / or production process) while the other two mixtures studied were produced by modifying the original AC 50-70 with two different additives. A 4th mixture was produced with 2% moisture. Thus, the mixtures studied were distributed as follows: (i) Pure AC; (ii) AC with commercial surfactant additive known as GemulÂ; (iii) AC with carnauba wax CT4; (iv) Pure AC with moist aggregates. The binders and the aggregates were characterized according to current Brazilian specifications. To provide greater resistance to permanent deformation especially during compaction the Bailey methodology was used to generate the gradation curve. Thus, more interlocking between the aggregates was expected. The compaction temperature of the specimens was determined by CDI and TDIm parameters, seeking to obtain similar workability to the control mixture and that simultaneously show themselves in appropriate conditions to resist permanent deformation. These parameters (CDI and TDIm) are calculated from output data from the gyratory compactor, and for this reason the Superpave design method was used. To evaluate the effect of temperature reduction and different additives on mechanical properties, tests related to mixture permanent deformation, stiffness and sensitivity to moisture damage were performed. After comparison and analysis of the mechanical tests, an assessment of costs of each mixture was performed to evaluate the economic viability of the studied samples. It can be said that all modified mixtures behaved in a similar manner to the mixture produced with no modification in the binder or in mix/compaction temperature. It is attempted to perform a cost assessment of each mixture in order to evaluate the economic viability. As expected, the mixture with moist aggregate had the lowest value, for not having used additive and due to temperature reduction. The mixture with the additive Gemul had almost the same cost of the control mixture, while the mixture with wax CT4 had the cost increased by about 6% compared to the Control mixture. It is expected this research along with others already published in Brazil can demonstrate that WMA not only contributes to the environmental damage mitigation, but also presents technical and economic advantages and, therefore it is a technique that can be used in this country to be produced

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The asphalt from petroleum refineries, when presents proper consistency to pavement, is denominated asphaltic binder or petroleum asphaltic cement (PAC). The petroleum asphaltic binders are materials constituted by complex mixtures of high-molecular-weight hydrocarbons. Their main components are carbon, hydrogen, but also contain other elements like oxygen, sulphur and some metals. They are obtained from the natural evaporation of deposits located on the earth surface (natural asphalt), or by distillation in industrial units specially designed for this. The asphaltic binders produced by petroleum refining resist satisfactorily in most situations to which pavements are submitted. Nevertheless, over the past years, the highways with a high volume of traffic have had to support an increasing daily average of vehicles, heavier trucks, and also increases in axle weight and in tire pressure. These roads require, thus, asphaltic coatings with better performance and more modern constructive techniques. In view of this, this research has as its goal to study the effects resulting from the modification of the petroleum asphaltic cement (PAC) by the addiction of a resin of the type phenol-formaldehyde â obtained from cardanol â to analysis of the feasibility of this additive in asphalts. Through this study, it was found that the additive enabled an increase in the module (G*) and a lowering of the phase angle (δ) that resulted in a better performance of the asphaltic binder in terms of permanent deformation if compared to the pure PAC. It was also observed a reduction of approximately 12ÂC in the temperature of compaction and machining of the mixture in relation to the pure binder, what makes possible the use of the resin as additive in asphaltic binders. / O asfalto obtido das refinarias de petrÃleo, quando apresenta consistÃncia adequada à pavimentaÃÃo, à denominado de ligante asfÃltico ou cimento asfÃltico de petrÃleo (CAP). Os ligantes asfÃlticos de petrÃleo sÃo materiais constituÃdos por misturas complexas de hidrocarbonetos de elevada massa molar, cujos componentes principais sÃo o carbono e o hidrogÃnio, contendo tambÃm outros elementos como o oxigÃnio, enxofre e alguns metais. SÃo obtidos por evaporaÃÃo natural de depÃsitos localizados na superfÃcie da terra (asfaltos naturais), ou por destilaÃÃo em unidades industriais especialmente projetadas. Os ligantes asfÃlticos produzidos pelo refino do petrÃleo atendem satisfatoriamente à maioria das situaÃÃes Ãs quais os pavimentos sÃo submetidos. Contudo, nos Ãltimos anos, as rodovias de alto volume de trÃfego apresentam aumento no VMD (nÃmero de veÃculos mÃdio diÃrio), maior peso nos caminhÃes, aumento da carga por eixo e aumento da pressÃo dos pneus, requerendo revestimentos asfÃlticos que apresentem melhor desempenho e tÃcnicas construtivas mais modernas. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo estudar os efeitos resultantes da modificaÃÃo do cimento asfÃltico de petrÃleo (CAP) por adiÃÃo de uma resina do tipo fenol-formaldeÃdo â obtida a partir do cardanol â para anÃlise da viabilidade do uso deste aditivo em asfaltos. Por meio deste estudo verificou-se que o aditivo possibilitou um aumento no mÃdulo complexo (G*) e um abaixamento do Ãngulo de fase (δ) o que fez com que o ligante asfÃtico obtivesse um melhor desempenho em relaÃÃo a deformaÃÃo permanente comparado ao CAP puro. Verificou-se, tambÃm, uma reduÃÃo de aproximadamente 12 ÂC na temperatura de compactaÃÃo e usinagem da mistura em relaÃÃo ao ligante puro, o que torna viÃvel a utilizaÃÃo da resina como aditivo em ligantes asfÃlticos.