PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO PERMANENTE DE LIGANTES ASFÁLTICOS MODIFICADOS

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1 PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO... PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO PERMANENTE DE LIGANTES ASFÁLTICOS MODIFICADOS Adalberto Leandro Faxina Manoel Henrique Alba Sória Glauco Tulio Pessa Fabbri Departamento de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, Paula Ana Furlan Departamento de Transportes, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, Leni Figueiredo Mathias Leite Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. M. de Mello (Cenpes-Petrobras-PDAB-LPE), Rio de Janeiro, leniml@petrobras.com.br Resumo Os objetivos desta pesquisa são () avaliar os efeitos da borracha moída e do resíduo de óleo de xisto sobre propriedades reológicas de ligantes asfálticos virgens nas temperaturas de ocorrência de deformação permanente e () avaliar como a temperatura influencia os efeitos dos componentes. Os efeitos das proporções de borracha e de óleo resultaram antagônicos. A borracha tende a aumentar os valores de G*, η* e G*/senδ e a reduzir os valores de δ, enquanto o óleo tende a reduzir G*, η* e G*/senδ e a aumentar δ. O aumento da temperatura destaca o efeito positivo da borracha e reduz o efeito negativo do óleo sobre a rigidez e a elasticidade. Superfícies de respostas indicam as proporções ideais de asfalto, borracha e óleo para a formulação de ligantes asfalto-borracha que atendam ao parâmetro de deformação permanente da especificação Superpave (G*/senδ). Palavras-chave: propriedades reológicas, deformação permanente, ligante asfalto-borracha, resíduo de óleo de xisto, experimentos com misturas, superfície de resposta. Introdução A modificação de ligantes asfálticos com borracha moída proporciona um produto com maior rigidez e maior elasticidade. Tais alterações das propriedades reológicas se refletem no aumento da parcela de resistência à deformação permanente das misturas asfálticas atribuída ao ligante asfáltico. São obtidos materiais com desempenho superior nas temperaturas associadas à deformação permanente, mas a trabalhabilidade normalmente é prejudicada. A melhoria do desempenho do ligante asfáltico está diretamente relacionada à concentração de borracha moída, mas somente até um dado valor, já que a viscosidade nas temperaturas de mistura e compactação pode atingir níveis impraticáveis. A adição de óleos aromáticos ao ligante asfáltico é uma alternativa para reduzir a viscosidade durante as operações de usinagem e de compactação, melhorando a trabalhabilidade. Por outro lado, os óleos aromáticos reduzem a consistência do ligante asfáltico à temperatura ambiente, prejudicando sua qualidade e reduzindo o desempenho das misturas asfálticas. Embora os óleos aromáticos sejam voláteis, apenas uma pequena porção volatiliza durante as operações de construção e durante a vida útil da camada asfáltica. A seleção de proporções adequadas de óleo extensor é crucial na obtenção de asfaltos-borracha de boa qualidade para uso em pavimentação. Por ser um óleo aromático, o resíduo de óleo de xisto pode atuar como óleo extensor. Entretanto, deve ser adicionado em proporções adequadas, dependendo da concentração de borracha e da consistência do ligante asfáltico de base, a fim de produzir asfaltos-borracha que

2 FAXINA et al. assegurem a combinação de trabalhabilidade e bom comportamento mecânico. Sob essa ótica, o problema da adição de óleos extensores ao ligante asfáltico se reduz a um problema típico de dosagem. Nesta pesquisa, apenas as propriedades reológicas fundamentais de ligantes asfálticos virgens, relacionadas à deformação permanente, foram usadas para avaliar a viabilidade técnica do uso desse óleo como óleo extensor em ligantes asfalto-borracha. Para abordar o problema, foi utilizada a técnica estatística de experimentos com misturas (Cornell, ), considerando restrições nas proporções dos componentes (ligante asfáltico, borracha moída e resíduo de óleo de xisto) e variáveis de processo (temperatura e tempo de processamento). Com base nos modelos de regressão, foram feitas análises de efeitos dos componentes e de superfícies de resposta utilizando um pacote estatístico comercial. Ligantes asfálticos virgens foram submetidos a ensaios em regime oscilatório de cisalhamento, em um reômetro de tensão controlada, em que foram obtidos valores de módulo complexo (G*), ângulo de fase (δ) e viscosidade complexa (η*) e calculados os valores do parâmetro de deformação permanente G*/senδ, nas temperaturas de,,, 7, 7 e C. Os efeitos da borracha moída e do resíduo de óleo de xisto foram avaliados e proporções adequadas de modificadores foram selecionadas, com base no limite da especificação Superpave para G*/senδ. Complementarmente, avaliou-se o quanto a temperatura de ensaio afeta o efeito dos componentes sobre as propriedades avaliadas. Objetivos Os objetivos desta pesquisa são (a) monitorar as propriedades viscoelásticas de ligantes asfalto-borracha modificados com resíduo de óleo de xisto, no espectro de temperaturas em que deformações permanentes podem ocorrer em pavimentos asfálticos, (b) obter regressões estatísticas dos efeitos dos componentes (ligante asfáltico, borracha moída e resíduo de óleo de xisto) e das variáveis de processo (temperatura e tempo de processamento) e, com base nos modelos ajustados, (c) avaliar os efeitos dos componentes sobre as propriedades viscoelásticas dos ligantes asfálticos, (d) definir limites para as proporções dos componentes visando compor asfaltos-borracha cujas propriedades atendam ao requisito da especificação Superpave relativo ao parâmetro de deformação permanente e (e) entender como a temperatura de ensaio influencia os efeitos dos componentes. Delineamento do Experimento Os ligantes asfálticos avaliados foram selecionados com base em um experimento delineado por meio da técnica estatística de experimentos com misturas (Cornell, ), com restrições nas proporções dos componentes e com variáveis de processo. Chamando de x o teor de ligante asfáltico, de x o teor de borracha moída e de x o teor de resíduo de óleo de xisto, as restrições impostas, em porcentagem, foram: x, x e x. A Figura a ilustra o simplex e a região delimitada para o experimento, em que estão indicadas as misturas projetadas. As variáveis de processo incluídas foram a temperatura (T) e o tempo (t), nos níveis máximo e mínimo, arbitrados em 7 e C e 9 e min, respectivamente. A rotação foi fixada em. rpm. As variáveis de processo foram aplicadas apenas às misturas que contêm borracha (Figura b). As misturas projetadas foram: --, 9--9, --, 9--, --, 9--9, 7--, 7-- e --9, em que o primeiro número corresponde ao teor de ligante asfáltico, o segundo, ao teor de borracha moída e o terceiro, ao teor de resíduo de óleo de xisto. (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (x ) (a) Figura (a) Simplex do experimento, região delimitada e misturas escolhidas; (b) detalhe da região experimental, com as misturas escolhidas e as variáveis de processo. (b)

3 PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO... Materiais Empregados A borracha, cuja composição granulométrica é mostrada na Tabela, foi fornecida pela Artgoma S.A., de São Paulo, SP, obtida da trituração de pneus de veículos pesados (tratores, caminhões e ônibus). O ensaio de termogravimetria indicou a presença de,% de polímeros e plastificantes,,% de negro de fumo e,% de material inorgânico na composição química da borracha. O CAP /, com classificação PG 7-, foi empregado como ligante asfáltico de base. O resíduo de óleo de xisto, tipo AR-, conforme ASTM D, foi fornecido pela Unidade de Negócios da Industrialização do Xisto (SIX-Petrobras), de São Mateus do Sul, PR. Tabela Composição granulométrica da borracha moída. Abertura da peneira, mm,9,9,,97,7, 7 Fundo % passada 99, 9,7,99,,, Procedimento Experimental Preparação dos ligantes asfálticos As misturas asfalto-borracha e asfalto-borrachaóleo foram preparadas em misturador de alto cisalhamento (marca Silverson, modelo LRT), a. rpm, nas temperaturas e tempos de mistura especificados no delineamento do experimento. As misturas asfalto-óleo foram preparadas em misturador de baixo cisalhamento (marca Ika Labortechnik, modelo RW), a rpm, ºC e min. Por razões práticas, o ligante asfáltico de base e as misturas asfalto-óleo não foram submetidos aos níveis de temperatura e de tempo aplicados às outras misturas, mas a modelagem foi realizada assumindo-se que todas as misturas foram submetidas ao planejamento fatorial ². Na modelagem foram consideradas, portanto, misturas. Ensaios de caracterização física dos ligantes asfálticos Os ensaios de caracterização reológica foram executados de acordo com a ASTM D 77-, a,,, 7, 7 e C, a rad/s, em regime de cisalhamento oscilatório, empregando um reômetro Rheometrics modelo SR-. Somente algumas amostras foram submetidas à varredura de tensão, para a determinação da região de viscoelasticidade linear, uma vez que se verificou, durante os ensaios, que os níveis de tensão no limite da viscoelasticidade linear seriam razoavelmente maiores que o nível usado ( Pa). Uma distância entre placas de,7 mm foi usada para compensar o tamanho máximo das partículas de borracha. Para avaliar o efeito do aumento da distância entre placas de para,7 mm, algumas amostras foram testadas em ambas as configurações. Concluiu-se que as diferenças provocadas pela variação da distância entre placas não foram superiores à variabilidade inerente dos resultados dos ensaios. Análise Estatística A Tabela apresenta os modelos de regressão para G* e δ, apenas a C, e para o parâmetro G*/senδ, nas temperaturas de,,, 7, 7 e C. As Figuras e mostram os gráficos de efeitos dos componentes e as superfícies de resposta para G* e δ, respectivamente. As Figuras e mostram, respectivamente, os efeitos dos componentes e as superfícies de resposta para G*/senδ, nas seis temperaturas de ensaio. Por economia de espaço, a análise estatística será apresentada apenas na condição (, ) das variáveis de processo (7 C e 9 min). A análise estatística para η* não será apresentada, já que η* é combinação linear de G*. Análise dos Resultados A Figura a mostra que o efeito das proporções de borracha e de óleo sobre G* a C é antagônico: a borracha aumenta G* enquanto o óleo reduz, ambos com tendência aproximadamente linear. Esse gráfico sugere que quantidades menores de borracha e maiores de óleo têm influência menor sobre a resposta. Considerando a direção adotada para a análise, o efeito do óleo em reduzir os valores de G* (,7 kpa para cada % de óleo adicionado) é mais intenso que o efeito da borracha (, kpa/%) no aumento de G*. Quando a temperatura de ensaio aumenta de para C, a proporção de borracha mantém a tendência de aumentar os valores de G*, ao passo que a proporção de óleo mantém a tendência de reduzir os valores de G*. O efeito da proporção de ambos os modificadores se mantém antagônico e com uma tendência aproximadamente linear. Como mencionado anteriormente, concentrações menores de borracha e maiores de óleo têm efeito menos intenso sobre G* nas seis temperaturas. Embora os efeitos dos modificadores mantenham suas tendências ao longo da faixa de temperaturas de ensaio, a intensidade dos efeitos muda. À medida que a temperatura aumenta, a intensidade do efeito da borracha de aumentar os valores de G* diminui e a intensidade do efeito do óleo de diminuir os valores de G* também diminui. A Tabela mostra a variação média dos valores de G* provocada pelo aumento de % nas proporções de borracha e de óleo em seus respectivos intervalos de variação. Na tabela, o sinal positivo indica que os valores de G* aumentam e o sinal negativo significa que a resposta diminui.

4 FAXINA et al. Tabela Modelos de regressão para as propriedades monitoradas. Propriedade Modelo de regressão R² (%) n G* (kpa) ºC =,x + 7,x +,x 9,x x 7,x x 7,x x,x x T 7,9x x T +,x x x T 99, 7,9x x t +,x x x t,x x Tt + 9,7x x Tt δ (graus) C =,x,x +,x +,x x +,x x x + 7,x t,x x t 9, 7 G*/senδ (kpa) ºC = x + x + 7x 99x x x x x x x T + + x x x T 9x x Tt 9, 7 G*/senδ (kpa) ºC = x + 9x + x x x x x 7x x 9x x T x x T + 7x x x T x x t + 7x x x t 99,9 7 x x Tt + 9x x Tt G*/senδ (kpa) ºC = x + x + 9x x x x x 9x x x x T x x Tt 9, 7 G*/senδ (kpa) 7ºC =,x +,x +,x x x,x x 9,x x,x x T,9x x t +,7x x x t 9, 7 G*/senδ (kpa) 7ºC =,x +,x +,x 9,x x,x x x,x x T 9,7 7 G*/senδ (kpa) ºC =,x +,x +,x 7,x x,7x x x 9,7 7 x : proporção de CAP; x : proporção de borracha; x : proporção de óleo; T: temperatura; t: tempo; n: número de determinações empregadas na regressão. G* virgem C (kpa) -, -,,, (a) Componentes,,,, (b),,,, Figura (a) Efeitos dos componentes; (b) superfície de resposta para G*, a C. Delta virgem C (graus) , -,,, (a) Componentes 7 7,,, Figura (a) Efeitos dos componentes; (b) superfície de resposta para δ, a C. (b)

5 PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO... 7 Tabela Variação média dos valores de G* para um aumento de % na concentração de borracha e de óleo para diferentes temperaturas. Temperatura ( C) Efeito da borracha (kpa) Efeito do óleo (kpa) +,, +,7, +,,7 7 +,, 7 +,, +,7, Como mostrado na Tabela, o efeito do óleo na redução dos valores de G* é maior que o da borracha no aumento do valor de G*, para temperaturas de até próximas de 7 C, mas essa discrepância se reduz com o aumento da temperatura. Acima de 7 C, as intensidades dos efeitos da borracha e do óleo na variação dos valores de G* são similares em magnitude, mas opostas. O efeito da proporção de ligante asfáltico também muda com a temperatura: para temperaturas menores, o aumento da concentração de ligante asfáltico contribui com o aumento de G*, mas, com o aumento da temperatura, o aumento da proporção de ligante asfáltico reduz os valores de G*. A Figura b mostra a superfície de resposta para G* a ºC. Quando os três componentes interagem, o efeito da proporção de ligante asfáltico é inexpressivo (curvas de nível verticais, indicando que o aumento da proporção de ligante asfáltico praticamente não afeta a resposta) e os valores de G* aumentam da direita para a esquerda, da região onde figuram misturas com proporções altas de óleo e baixas de borracha para a região com misturas com proporções altas de borracha e baixas de óleo. Mas essa tendência não é observada em todas as temperaturas. A ºC, o efeito da borracha sobre G* não é tão intenso quanto para outras temperaturas (as curvas de nível são praticamente paralelas ao lado asfalto-borracha) e o efeito do óleo é predominante. A partir de ºC, a tendência verificada para a ºC se mantém: o efeito da proporção de ligante asfáltico diminui e os efeitos das proporções de borracha e de óleo predominam. Como a Figura a mostra, os efeitos da borracha e do óleo sobre δ a C são também antagônicos: a borracha reduz os valores de δ enquanto o óleo aumenta os valores de δ. Os efeitos da borracha e do óleo exibem tendência aproximadamente linear. Considerando a direção adotada para a análise, o efeito do óleo em aumentar os valores de δ é menos intenso que o efeito da borracha em diminuí-lo. Com o aumento da temperatura de para ºC, a proporção de borracha mantém sua tendência de diminuir os valores de δ, ao passo que a proporção de óleo mantém sua tendência de aumentar os valores de δ. Os efeitos de ambos permanecem antagônicos com o aumento da temperatura. O efeito da borracha mostra tendência aproximadamente linear para as temperaturas de, e ºC e uma tendência aproximadamente parabólica para as temperaturas de 7, 7 e ºC. Para essas três últimas temperaturas, concentrações baixas de borracha apresentam um efeito discreto de reduzir δ. O óleo exibe um efeito aproximadamente linear para as seis temperaturas. Embora os efeitos dos modificadores tenham mantido suas tendências com o aumento da temperatura, a intensidade dos efeitos dos componentes varia, como também observado para os valores de G*. À medida que a temperatura aumenta, a intensidade do efeito da borracha de diminuir os valores de δ diminui ligeiramente. Por outro lado, a intensidade do efeito do óleo em aumentar os valores de δ aumenta de até 7ºC e diminui de 7 até ºC. A Tabela mostra a variação média dos valores de δ provocada pelo aumento de % nas proporções de borracha e óleo em seus respectivos intervalos de variação. Na tabela, o sinal positivo indica que os valores de δ aumentam e o negativo, que a resposta diminui. O efeito da borracha de reduzir os valores de δ é maior que o efeito do óleo de aumentá-los, para todas as temperaturas de ensaio. O efeito da concentração de ligante asfáltico se mantém com o aumento da temperatura: à medida que aumenta a proporção de ligante asfáltico, os valores de δ também aumentam, mas a intensidade do seu efeito diminui com a temperatura, como observado para os outros componentes. A Figura b mostra a superfície de resposta para δ a C. As curvas de nível são aproximadamente paralelas ao lado asfalto-óleo, indicando que o aumento da proporção de óleo não afeta expressivamente a resposta, para qualquer proporção de borracha. A concentração de borracha é a principal responsável pela redução dos valores de δ. Essa tendência foi notada em todas as outras temperaturas de ensaio.

6 FAXINA et al. G*/sen virgem C (kpa) 7 Componentes G/send virgem C (kpa),,,, (a),,,, (b) G*/sen virgem C (kpa),,,, (c) G/send virgem 7 C (kpa),,,, (d) 7, G*/sen virgem 7 C (kpa) G/send virgem C (kpa),,,,,,,,,,,, (e) (f) Figura Efeitos dos componentes para G*/senδ, a (a), (b), (c), (d) 7, (e) 7 e (f) C. Conforme indicado pela Figura, os efeitos da proporção de borracha e de óleo sobre o parâmetro G*/ senδ são também antagônicos, como já observado para G* e δ: a borracha aumenta os valores de G*/senδ e o óleo os diminui. Com o aumento da temperatura, a borracha mantém sua tendência de aumentar a resposta e o óleo, a de diminuí-la. Os efeitos de ambos os modificadores apresentam tendência aproximadamente parabólica, para todas as temperaturas de ensaio, mas podem ser aproximados por uma tendência linear, sem grandes prejuízos para a análise. Outra vez, menores proporções de borracha e maiores de óleo, aparentemente, têm efeitos menos expressivos sobre a resposta. O efeito da proporção de ligante asfáltico muda em função da temperatura: com o aumento da temperatura, o ligante asfáltico deixa de aumentar G*/senδ e passa a diminuí-lo.

7 PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO... 9 Tabela Variação média dos valores de δ para um aumento de % na concentração de borracha e de óleo para diferentes temperaturas. Temperatura ( C) Efeito da borracha (grau) Efeito do óleo (grau), +,, +,9, +,9 7,9 +,7 7,9 +,,7 +, Embora os efeitos dos modificadores mantenham suas tendências com o aumento da temperatura de ensaio, a intensidade desses efeitos muda, como também observado para G* e δ. Como G*/senδ é um parâmetro calculado com base nos valores de G* e δ, a maneira pela qual G*/senδ é afetada pelas proporções de borracha e de óleo pode ser inicialmente interpretada como resultante da ponderação dos efeitos médios dos dois modificadores. De fato, a forma pela qual essa relação é calculada força o parâmetro de deformação permanente a ser uma combinação nãolinear de G*. Como δ não varia em um intervalo amplo, o efeito de senδ sobre G* é pequeno. Isso explica a semelhança entre o formato dos gráficos de efeitos de componentes de G*/senδ e G*. A Tabela mostra a variação média de G*/senδ provocada pelo aumento de % nas proporções de borracha e de óleo em seus respectivos intervalos de variação. Na tabela, o sinal positivo indica que os valores de G*/senδ aumentaram e o negativo, que diminuíram. Como esperado, o efeito da temperatura sobre G*/senδ é similar ao efeito da temperatura sobre G*, ou seja, com o aumento da temperatura, a intensidade do efeito da borracha em aumentar G*/senδ diminui e a intensidade do efeito do óleo em diminuir G*/senδ também diminui. A diminuição da intensidade do efeito do óleo sobre os valores de G*/ senδ com o aumento da temperatura revela que a temperatura reduz o efeito negativo do aumento da concentração de óleo sobre a resistência à deformação permanente do ligante asfáltico. Como mostra a Tabela, de até aproximadamente 7ºC, o efeito do óleo em reduzir G*/senδ é maior que o efeito da borracha em aumentar G*/senδ. A partir de 7ºC, os efeitos de ambos os modificadores apresentam intensidade pequena e equivalente. Na extensão em que o parâmetro G*/senδ consegue detectar a parcela de resistência atribuída ao ligante asfáltico sobre a resistência à deformação permanente das misturas asfálticas e na extensão em que o parâmetro de deformação permanente da especificação Superpave, desenvolvida para ligantes asfálticos nãomodificados, consegue detectar a resistência à deformação permanente de ligantes asfaltos-borracha, é possível concluir que a temperatura não elimina o efeito positivo da borracha sobre a resistência à deformação permanente e reduz o efeito negativo do óleo. Tabela Variação média dos valores de G*/senδ para aumento de % na concentração de borracha e de óleo para diferentes temperaturas. Temperatura ( C) Efeito da borracha (kpa) Efeito do óleo (kpa) +,7, +,, +,, 7 +,, 7 +,, +,,

8 FAXINA et al. A Figura mostra as superfícies de resposta para G*/senδ nas seis temperaturas. O efeito da proporção de ligante asfáltico é pouco expressivo. Para todas as temperaturas, G*/senδ aumenta da direita para a esquerda, indicando que as misturas com proporções maiores de borracha e menores de óleo apresentam maiores valores desse parâmetro. Nas temperaturas de e C, valores de G*/senδ menores que kpa não figuram na região experimental. Já nas temperaturas de, 7, 7 e C, valores de G*/senδ menores que kpa são observados. A C, as misturas não-admissíveis são compostas por proporções baixas de borracha e intermediárias de óleo e estão localizadas à direita da região experimental. À medida que a temperatura de ensaio aumenta, o número de misturas não-admissíveis também aumenta. A 7 C, as misturas não-admissíveis são compostas por proporções de baixas a intermediárias de borracha e de intermediárias a altas de óleo. A 7 e a C, em linhas gerais, as misturas não-admissíveis são as compostas por proporções de baixas a intermediárias de borracha e quaisquer proporções de óleo. À medida que a concentração de borracha aumenta, proporções de óleo mais altas passam a ser aceitáveis. 7,,, (a),,, (b),,,,, (c),,, (d) 7,,, (e),,, (f) Figura Superfícies de resposta para G*/senδ, a (a), (b), (c), (d) 7, (e) 7 e (f) C.

9 PROPRIEDADES REOLÓGICAS RELACIONADAS À DEFORMAÇÃO... Como mostrado pela análise das superfícies, o óleo pode ser prejudicial à resistência à deformação permanente, mas apenas em algumas condições: para temperaturas mais altas (a partir de C) e quando empregado em proporções de intermediárias a altas, no caso em que proporções de borracha de baixas a intermediárias são utilizadas. Para condições normais, em que são adicionadas proporções altas de borracha, mesmo proporções altas de óleo são aceitáveis. Uma vez mais, é importante lembrar que essas conclusões se baseiam em duas hipóteses: que o parâmetro G*/senδ é uma boa ferramenta para detectar a resistência à deformação permanente de misturas asfálticas e que o parâmetro de deformação permanente da especificação Superpave, desenvolvido para ligantes asfálticos não-modificados, consegue detectar a resistência à deformação permanente dos ligantes asfalto-borracha. Conclusões As seguintes conclusões foram obtidas da análise de efeito dos componentes: Os efeitos da proporção de borracha moída e de resíduo de óleo de xisto sobre G*, δ e G*/senδ são antagônicos: a borracha aumenta os valores de G* e G*/senδ e diminui δ, ao passo que o óleo diminui os valores de G* e G*/ senδ e aumenta δ. Essa tendência se manteve nas seis temperaturas de ensaio adotadas. As tendências verificadas para G*/senδ são similares a G*, já que o termo senδ apresenta efeito pouco expressivo sobre G*. Embora os efeitos das proporções dos modificadores sobre G*, δ e G*/senδ mantenham suas próprias tendências nas temperaturas avaliadas, a intensidade dos efeitos das proporções dos modificadores varia. A temperatura diminui a intensidade do efeito da borracha em aumentar G* e G*/senδ e em diminuir δ. A temperatura diminui a intensidade do efeito do óleo em diminuir G* e G*/ senδ e aumenta a intensidade do efeito do óleo em aumentar os valores de δ, de a 7ºC, e a reduz, de 7 a ºC. O efeito do óleo em reduzir G* é maior que o efeito da borracha em aumentá-lo nas temperaturas de ºC a 7ºC, entretanto, essa diferença diminui com o aumento da temperatura. Para temperaturas acima de 7ºC, as intensidades da borracha e do óleo na variação dos valores de G* são similares em magnitude, mas opostas. O efeito da borracha em reduzir δ é maior que o efeito do óleo em aumentá-lo, para todas as temperaturas de ensaio. De ºC até aproximadamente 7ºC, o efeito do óleo na redução de G*/senδ é maior que o efeito da borracha no aumento desse parâmetro e, a partir de 7ºC, os efeitos de ambos os modificadores apresentam intensidade pequena e equivalente. A temperatura de ensaio não elimina o efeito positivo da borracha moída sobre a resistência à deformação permanente e reduz o efeito negativo do resíduo de óleo de xisto. Da análise de superfícies de resposta, as seguintes conclusões foram obtidas: A ºC, o efeito da borracha sobre G* não é tão intenso quanto nas outras temperaturas e o efeito do óleo de xisto parece prevalecer. A partir de ºC, os valores de G* aumentam da direita para a esquerda, ou seja, da região onde figuram misturas com proporções altas de óleo e baixas de borracha para a região onde figuram misturas com proporções altas de borracha e baixas de óleo. O aumento da proporção de óleo não afeta expressivamente os valores de δ, qualquer que seja a concentração de borracha. A proporção de borracha é a principal responsável pelos valores de δ. Essa tendência foi verificada para todas as temperaturas de ensaio. Para todas as temperaturas, as misturas com proporções maiores de borracha e menores de óleo apresentam maiores valores de G*/senδ. Nas temperaturas de e ºC, valores de G*/senδ menores que kpa não figuram na região experimental. Nas temperaturas de, 7, 7 e ºC, G*/senδ menores que kpa são observados. À medida que a temperatura de ensaio aumenta, o número de composições não-admissíveis também aumenta. O resíduo de óleo de xisto pode ser prejudicial à resistência à deformação permanente, mas somente em condições específicas: para temperaturas de ensaio mais altas (acima de ºC) e quando empregado em proporções de intermediárias a altas, no caso em que proporções de borracha de baixas a intermediárias são utilizadas. Para condições normais, em que são adicionadas proporções altas de borracha, mesmo proporções altas de resíduo de óleo de xisto são aceitáveis. Agradecimentos Os autores agradecem à SIX-Petrobras pelo fornecimento do resíduo de óleo de xisto, ao Cenpes-Petrobras por disponibilizar o laboratório para o preparo das amostras, à Artgoma S.A. pelo fornecimento da borracha moída, ao Centro de Reologia e Processamento de Polímeros por disponibilizar o laboratório para a execução dos ensaios e à Fapesp pelo fornecimento de bolsa de doutorado ao primeiro autor. Referências Bibliográficas ANDERSON D. A. et al. Physical properties of asphalt cement and the development of performance-related specifications. Association of Asphalt Paving Technologists, v., p. 7-, 99. ANDERSON D. A. et al. Binder characterization and evaluation: volume physical characterization. Report SHRP A-9, 99.

10 FAXINA et al. BAHIA, H. U.; ANDERSON, D. A. Strategic highway research program binder rheological parameters: background and comparison with conventional properties. Transportation Research Record, n., p. -9, 99. CORNELL, J. A. Experiments with mixtures: design, models, and the analysis of mixture data. rd. ed. New York: John Wiley,.