Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-16T22:04:22Z No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T22:04:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Capes / No setor de pavimentação asfáltica, a emissão de gases-estufa para a atmosfera é decorrente principalmente das altas temperaturas de mistura e compactação. A tecnologia de Misturas Asfálticas Mornas (MAMs), se apresenta como um processo alternativo de fabricação das misturas asfálticas, pois as mesmas proporcionam uma redução das altas temperaturas de mistura e compactação, propiciando benefícios de sustentabilidade evidentes a curto, médio e longo prazo, possíveis de agrupar em vantagens sociais, econômicas e ambientais. Esta pesquisa tem por objetivo estudar as propriedades físicas e mecânicas de misturas asfálticas com ligante modificado pela adição do óleo de girassol. O óleo de girassol, aditivo utilizado nesta pesquisa, foi adotado em virtude de o mesmo encontrar-se entre as quatro oleaginosas mais consumidas mundialmente, respondendo pelo equivalente a 8,74% do consumo total de óleos vegetais segundo os usos alimentar e industrial. O óleo de girassol foi adicionado ao ligante asfáltico nos teores de 1, 2 e 3%. Para a avaliação das propriedades físicas do ligante asfáltico com e sem o aditivo, foram realizados os ensaios físicos de: penetração, ponto de amolecimento e o ensaio de Espectroscopia Infra Vermelho por Transformada de Fourier (FTIR) antes e após o procedimento de Rolling Thin-Film Oven (RTFO), além do ensaio reológico de viscosidade rotacional. Para a caracterização mecânica das misturas asfálticas dosadas a partir da metodologia SUperior PERforming asphalt PAVEments (SUPERPAVE), foram realizados os ensaios de: Flow Number, Lottman Modificado, Módulo de Resiliência, Resistência à Tração e Vida de Fadiga. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação do óleo de girassol ao ligante asfáltico, pois possibilitou a vantagem de reduzir as temperaturas de mistura e compactação em até 6ºC, porém, esta redução, não possibilita a classificação do ligante modificado em uma típica MAM. Contudo, as misturas produzidas com ligante modificado proporcionaram um aumento da lubricidade e da resistência ao dano por umidade, contribuindo para adesividade e coesão da mistura asfáltica e ainda apresentaram um maior limite de resistência à fadiga. Os corpos de prova moldados com a adição de 2% do aditivo, apresentaram propriedades mecânicas e volumétricas satisfatórias em relação aos critérios preconizados pelas normas adotadas. / In the asphalt pavement sector, the emission of greenhouse gases to atmosphere is mainly due to high temperatures of mixing and compaction. The Warm Mix Asphalt (WMA) technology is an alternative process of manufacturing the asphalt mixtures. This technology provides reduction of the high temperatures of mixing and compaction and provide sustainable benefits in short, medium and long term to social, economic and environmental advantages. This research aims to study the physical and mechanical properties of asphalt mixtures with modified binder by the addition of sunflower oil. Sunflower oil, additive used in this research, was adopted because it is among the four most consumed oleaginous plants worldwide. Sunflower oil accounting for the equivalent of 8.74% of the total consumption of vegetable oils in food and industrial uses. The sunflower oil was added to the asphaltic binder in the contents of 1, 2 and 3%. In order to evaluate the physical properties of the asphalt binder with and without the additive, the physical tests of penetration, softening point and the Fourier Transformed Infra Red (FTIR) test were performed before and after the Rolling Thin-Film Oven (RTFO) in addition to the rheological test of rotational viscosity. For the mechanical characterization of asphalt mixtures dosed by SUperior PERforming Asphalt PAVEments (SUPERPAVE), the following tests were performed: Flow Number, Modified Lottman, Resilience Modulus, Tensile Strength and Fatigue Life. The results indicated technical feasibility of sunflower oil incorporation to the asphalt binder. Sunflower oil provided advantages as reducing the mixing and compacting temperatures up to 6ºC. However, this reduction does not allow classify modified binder as a typical WMA. However, mixtures produced with modified binder provided a greater increase in lubricity and resistance to moisture damage, contributing to tackiness and cohesion of the asphalt mixture and still provided an increase in fatigue strength. The specimens molded with the addition of 2% of the additive had satisfactory mechanical and volumetric properties in relation to the criteria recommended by the adopted standards.

Este trabalho apresenta alguns resultados de pesquisa laboratorial compreendendo projeto de dosagem, comportamento mecânico da mistura SMA (Stone Matrix Asphalt - Matriz Pétrea Asfáltica), bem como, aspectos executivos relacionados ao desenvolvimento de um trecho experimental em SMA para revestimento de pavimentos. Os resultados de laboratório obtidos mostram que o SMA é um revestimento asfáltico que pode apresentar bom desempenho sob cargas pesadas em climas quentes, pois estas misturas são muito resistentes à deformação permanente, mas preservam a flexibilidade como os concretos asfálticos densos. O SMA é uma solução bem conhecida para tráfego pesado na Europa e mais recentemente na América do Norte. O SMA também tem sido empregado para aumento de aderência em pista molhada e para redução de ruído. / This research presents laboratory test results of mixture design, mechanical behavior of SMA (Stone Matrix Asphalt), as well as some construction aspects regarding to development of Brazilian road trial section as a new bituminous surface course to pavement construction or maintenance.The laboratory results show that SMA can perform very well in hot climate under heavy load conditions due to the mixture to be very resistant against permanent deformation but still flexible like dense asphalt concrete. The SMA is a well Known solution for heavy traffic in Europe and, more recently, in North America. The SMA is also employed to increase the adherence in wet conditions and for noise reduction.

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.

Orientador: Wagner dos Santos Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maciel_EmersonRodrigues_M.pdf: 10298208 bytes, checksum: d19a140f86e923ce68500657b2e841fa (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho apresenta resultados o estudo de pesquisa e desenvolvimento de misturas de polímeros em cimento asfáltico de petróleo. O asfalto é um excelente material aglutinante utilizado na construção de rodovias e vias urbanas, entretanto o aumento do número de veículos comerciais e da carga transportada por eixo tem levado a deteriorização prematura dos pavimentos. Os resultados obtidos mostram que o polímero do tipo estireno-butadieno-estireno quando incorporado ao asfalto traz melhoria nas propriedades físico-químicas e desempenho, sobretudo quando em contato com cargas pesadas, em climas quentes, tornando-o resistente à deformação permanente, pela preservação de sua flexibilidade e elasticidade. A incorporação de 4% polímero tipo estirenobutadieno-estireno ao asfalto resultou na melhoria de suas propriedades, principalmente a resistência ao envelhecimento, aumento no ponto de amolecimento, ganho de recuperação elástica. O asfalto modificado é uma boa solução, pois embora aumente os custos iniciais do produto, resulta em um ótimo custo benefício, reduzindo a necessidade de manutenção das rodovias ou vias urbanas ao longo dos anos / Abstract: This paper presents laboratorial research results comprising developing project of polymer mixtures in petroleum asphalt cement. The asphalt is an excellent binding material used in the highway constructions and unban roads, however the increase of the commercial vehicles number and the load transported by axle have led to the premature pavements failure. The laboratory outcomes obtained show that the SBS polymer, which is embedded to the asphalt, brings improvement in the physico - chemical properties and performance mainly for its good performance under heavy loads in hot climates becoming resistant to the permanent deformation, but maintaining the flexibility as the asphaltic concrete providing elasticity. The SBS polymer is a good solution, although it increases the initial costs of the product, however with a great costeffective regarding the maintenance of the highways or unban roads over the years / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Este trabalho apresenta estudo sobre a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneus em ligantes asfálticos utilizados em obras de pavimentação. Trata-se de uma alternativa para solucionar um grave problema ambiental, pois no Brasil, anualmente, são descartados mais de 30 milhões de pneus, dos quais a maior parte é disposta em locais inadequados, servindo para a procriação de vetores de doenças e representando risco de contaminação do meio-ambiente. Os efeitos dos principais fatores que condicionam o comportamento do ligante asfalto-borracha (teor e granulometria da borracha, temperatura de mistura, tempo de reação) são avaliados através de ensaios tradicionais de caracterização de ligantes asfálticos e também ensaios do Método Superpave, que determinam propriedades fundamentais, diretamente relacionadas ao desempenho dos pavimentos no campo. Os resultados da análise estatística da programação fatorial de ensaios laboratoriais desenvolvida evidenciam o efeito preponderante do teor de borracha e, principalmente, que o ligante asfalto-borracha pode aumentar a resistência ao acúmulo de deformação permanente e ao aparecimento de trincas por fadiga do revestimento. / This work presents the results of a study about the technical feasibility of the use of asphalt-rubber binder by the asphalt paving industry. In Brazil, more than 30 million tires a year are disposed, mostly in inadequate sites, causing serious health and environmental problems. The effects of the main factors (rubber content, rubber particle size, temperature of mixture, reaction time) on the behavior of asphalt-rubber binders are evaluated by traditional tests and also by tests of the Superpave Method, which are based on fundamental properties, directly related to field performance. The results of the statistical analysis of the factorial design of laboratory experiments show the most significant effect of rubber content and, mainly, that asphalt-rubber binder can increase the resistance to permanent deformation and fatigue cracking.

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

The diploma thesis is focused on evaluation of properties of fine aggregate by means of laboratory tests. Fine aggregate evaluation was performed using sieving test, laser diffraction, delta ring and ball test, bitumen number test, uncompacted void content of fine aggregate according to AASHTO T 304, voids of dry compacted filler (Rigden) test and particle density of filler. Laboratory research has led to the discovery of some properties of fine aggregate and their dependencies.

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%).

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%).

In the present thesis we study and compare different viscoelastic rate-type fluid models capable of describing response of geomaterials such as asphalt. Using new thermodynamic approach proposed by Rajagopal and Srinivasa (2000) we derive several classes of non-linear viscoelastic models that generalize standard Oldroyd-B and Burgers models. We show that the new models achieve better results in fitting experimental data with asphalt than the previously considered models (Oldroyd-B, Burgers, Rajagopal and Srinivasa (2000)). In particular they are able to capture the behavior of asphalt observed recently in experiments (torque overshoot and two relaxation mechanisms), which is not possible to describe by the other models. Using both the standard and the newly derived models we compute full simulations of viscoelastic flow with the finite element method in fixed domains and incorporating the Arbitrary Lagrangian-Eulerian description also in deforming domains. For example, we study rolling of asphalt or creation of ruts in the road with the real material parameters obtained by fitting the experiments. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)