AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MISTURAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS COM ADIÇÃO DO ÓLEO DA SOJA E DO ÓLEO DE MILHO

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1 AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MISTURAS ASFÁLTICAS MODIFICADAS COM ADIÇÃO DO ÓLEO DA SOJA E DO ÓLEO DE MILHO Ablenya Grangeiro de Barros Christian Rafael Ziegler Daniel Beserra Costa Conrado Cesar Vitorino Pereira da Silva Laiana Ferreira da Costa Lêda Christiane de Figueirêdo Lopes Lucena Universidade Federal de Campina Grande Laboratório de Engenharia de Pavimentos RESUMO A incorporação de aditivos oriundos de oleaginosas ao ligante asfáltico é um agente viável para a redução de temperaturas de usinagem e aplicação da massa asfáltica. Estudos acerca de parâmetros reológicos comprovaram a viabilidade da adição do óleo de soja e milho ao ligante asfáltico, em seu estado novo e residual. O presente trabalho objetiva estudar a aplicação destes óleos em substituição parcial ao asfalto mediante sua influência em propriedades mecânicas das misturas asfálticas. Os resultados apontam que as adições tendem a reduzir a resistência à tração, rigidez e resistência à deformação permanente das misturas. Estes valores, contudo, continuaram atendendo aos requisitos exigidos para o desempenho do pavimento. A susceptibilidade à umidade, entretanto, não atendeu às especificações mínimas no maior teor de adição dos óleos. Não foi verificada interferência do processo de fritura nos aspectos analisados, confirmando o uso do óleo residual e conferindo um descarte ecológico para este resíduo. ABSTRACT Additions of organic additives derived from oilseeds on asphalt binders can reach reductions on temperatures of machining and compaction of asphalt mixtures. Studies regarding rheological aspects have confirmed the feasibility of inserting new and after consumption (residual) soybean oil and corn oil into the asphalt binder. The present study aims to evaluate the effects of modifying the asphalt binder with these oils, concerning mechanical properties of the asphalt mixtures. The results shown that the oils addition tends to reduce the asphalt mixtures maximum strength, stiffness and resistance to permanent deformation. These values, however, still meet the specifications for performance of the resulting pavement. The moisture sensitivity, nonetheless, did not result in acceptable values for the mixtures with the highest content of oil. Overall, it could not be verified an interference of the frying process regarding the aspects analysed, therefore confirming the use of the residual oils and contributing to the environmentally friendly dispose of the residual oil. 1. INTRODUÇÃO No Brasil, o pouco investimento em infraestrutura de outros meios de transporte faz com que a grande maioria das transferências de bens e circulação de pessoas seja realizada pela malha rodoviária. Entretanto, ao mesmo tempo em que a pavimentação de rodovias oferece benefícios aos usuários, durante sua execução ocorre elevado consumo energético e emissões de gases de efeito estufa no meio ambiente (LUCENA et al., 2016). Para produção das misturas asfálticas é necessário submeter o ligante asfáltico a temperaturas que promovam a viscosidade necessária para que este recubra os materiais granulares. No processo de usinagem a quente são utilizadas temperaturas entre 140 o C e 180 o C. Estas temperaturas podem ocasionar oxidação e envelhecimento precoce do ligante, visto que suas propriedades são alteradas, causando uma elevação em sua consistência e consequente aumento da rigidez da mistura asfáltica (MELLO, 2014 apud CAVALCANTE, 2016). Este fato, aliado à necessidade de um desenvolvimento sustentável e uma maior eficiência energética na área da pavimentação tem impulsionado a busca por temperaturas de usinagem e aplicação das misturas asfálticas inferiores às convencionalmente utilizadas (CAPITÃO et al, 2012). As misturas mornas, expressão usada no Brasil para designar o termo Warm Mix

2 Asphalt (WMA), correspondem a tecnologias que permitem atingir reduções na temperatura de trabalho da massa asfáltica entre 30 o C e 50 o C em relação às misturas usinadas a quente. Através da WMA, reduz-se a oxidação do ligante; a emissão de fumos, prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente; aumenta-se a distância de transporte de massa asfáltica como também se reduz o consumo de combustível da usina e possibilita a utilização de uma quantidade maior de material de fresado na mistura. Budny (2012) afirma que a introdução de aditivos orgânicos no ligante asfáltico é um dos processos usados na obtenção de reduções das temperaturas de usinagem e compactação de misturas asfálticas devido à diminuição de viscosidade promovida ao ligante. Aditivos com origem em oleaginosas se apresentam como agentes viáveis neste sentido, tal como verificado em Souza (2012), que utilizou o óleo da mamona; Lucena et al. (2016), por meio do óleo da moringa e Costa et al. (2015) com o óleo de linhaça. A presente pesquisa baseia-se nos resultados obtidos por Portugal (2016) em seu estudo sobre a incorporação ao ligante asfáltico do óleo de soja e de milho nas condições novo e pós-consumo (residual). Analisando o aspecto reológico de ligantes asfálticos modificados por uma série de teores de adição destes óleos, encontrou-se os teores ótimos nos quais o desempenho do ligante não é comprometido, conforme a Tabela 1. De acordo com a CONAB (2016) a soja e o milho ocupam primeiro e segundo lugar na produção nacional de grãos, correspondendo, respectivamente, a 48% e 39,63% desta. Os óleos extraídos desses grãos, largamente utilizados em processos de frituras, geram uma quantidade significativa de resíduos que se descartados de forma irregular geram impactos ambientais negativos. Desta forma, a utilização do óleo residual nas misturas asfálticas se caracteriza como um aditivo verde, pois promove um descarte ecológico a este insumo. Segundo Costa et al. (2015) a adição de polímeros como modificadores do ligante asfáltico ocorrem comercialmente, sendo o polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) o mais utilizado para este fim. A adição do SBS proporciona melhorias físicas, químicas e reológicas ao asfalto convencional, conferindo-lhe características elásticas e elevada resistência à oxidação. Em contrapartida, a adição do polímero eleva a viscosidade do ligante modificado, aumentando sua temperatura de trabalhabilidade. Nesse contexto, a incorporação dos óleos vegetais ao asfalto modificado por polímero pode ser viável por manter suas características elásticas e resistência à oxidação, além de proporcionar reduções de viscosidade. Segundo o relatório NCHRP 691 Mix Design Pratices for Warm Mix Asphalt, que em 2011 formalizou e generalizou métodos para dosagem e avaliação de diferentes processos de misturas mornas, este tipo de mistura deve apresentar características de resistência, durabilidade e desempenho similar às misturas convencionais (FILHO, 2013). No entanto, é destacada a existência de possíveis problemas relacionados ao seu uso, como a sensibilidade à umidade e menor resistência à deformação permanente. Desta forma, a presente pesquisa visou avaliar, por meio do desempenho mecânico das misturas asfálticas, o efeito da adição do óleo de soja e milho ao ligante modificado por polímero SBS, sendo avaliada a influência do processo de cozedura dos óleos nesse comportamento.

3 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Preparação das misturas e caracterização dos ligantes asfálticos Nesta etapa utilizou-se o ligante modificado pelo polímero estireno-butadieno-estireno (SBS), óleo de milho e óleo de soja (novos e residuais). O ligante modificado pelo SBS foi obtido da distribuidora Stratura Asfaltos S/A. Os óleos de soja e de milho (novos) foram adquiridos no comércio da cidade de Campina Grande-PB, ambos da marca Liza. Como forma de obter as quantidades necessárias de óleos residuais para a realização desta pesquisa, coletou-se os insumos resultantes de frituras domésticas após três reutilizações dos óleos Liza, os quais foram submetidos a decantação e posterior filtragem com de filtro de papel. As misturas do ligante e os óleos foram realizadas em um agitador mecânico de baixo cisalhamento, de acordo com procedimentos previamente estabelecidos em Faxina (2006) e Souza (2012). Após a estabilização da temperatura de 135ºC, os teores ótimos dos óleos (Tabela 1) foram adicionados em proporção ao peso do ligante modificado com SBS, na rotação pré-estabelecida em 406 rpm durante 20 minutos para a homogeneização da mistura. Tabela 1: Teores ótimos dos aditivos encontrados em Portugal (2016) Característica Teor ótimo Adição do óleo de milho novo 2% Adição do óleo de milho residual 1% Adição do óleo de soja novo 1% Adição do óleo de soja residual 2% Os ligantes asfálticos (puro e modificados) foram caracterizados por meio dos ensaios de penetração (DNIT-ME 155/2010), ponto de amolecimento (DNIT-ME 131/2010) e viscosidade rotacional no viscosímetro Brookfield (ASTM D 4402), antes e após o procedimento de envelhecimento a curto prazo utilizando a estufa RTFO - Rolling Thin Film Oven (ABNT 15235/09). Estes resultados estão apresentados na Tabela 2. Característica Tabela 2: Resultados das caracterizações dos ligantes asfálticos Ligante + 2% milho + 1% milho + 1% soja puro novo residual novo + 2% soja residual Penetração (100g, 5s, 25 C), dmm 63,8 86,7 70,7 87,7 89,5 Ponto de amolecimento, C 52,0 52,5 53,5 52,0 51,5 Viscosidade Rotacional a 135 C, cp 978, ,7 890,0 803,75 Viscosidade Rotacional a 150 C, cp 464,0 395,5 421,5 427,0 390,5 Viscosidade Rotacional a 177 C, cp 159,5 141, ,8 139,2 Penetração retida, % 69,8 70,8 83,2 61,3 73,2 Perda de massa, % 0,046 0,062 0,027 0,090 0,052 Variação do ponto de amolecimento, C 3,75 2,8 5,3 4,5 5,8 Observa-se que as amostras se enquadraram no exigido pela norma DNIT - ME 129/2011 que especifica para cimentos asfálticos de petróleo modificados por polímero elastomérico a penetração retida mínima de 60%, o aumento no ponto de amolecimento pós-rtfo a até 7 C, a viscosidade máxima de 3000 cp e a variação de massa máxima de 1%.

4 Tabela 3: Temperaturas de usinagem e compactação para os ligantes asfálticos e reduções alcançadas Temperatura de Temperatura de Redução Amostra compactação - TC Redução ( C) usinagem - TU ( C) ( C) ( C) Ligante puro , % óleo milho novo , % óleo milho residual 168,8 6,2 158, % óleo soja novo 168,8 6,2 159,0 3,5 + 2% óleo soja residual 167,5 7,5 156,8 5,7 A partir da premissa de que as temperaturas de usinagem e compactação (TUC) apropriadas são aquelas nas quais o ligante asfáltico apresenta uma viscosidade de 0,17 ± 0,02 Pa.s e 0,28 ± 0,03 Pa.s, respectivamente, obteve-se, mediante o ensaio de viscosidade rotacional, os valores apresentados na Tabela 3. As reduções nas temperaturas de usinagem e compactação apresentadas em relação ao ligante 55/75 demonstraram um potencial vantajoso na adição dos óleos de milho e soja, novos e residuais, no que se refere às reduções das TUCs. É também verificado que, conforme o aumento dos acréscimos dos óleos ao ligante asfáltico, há uma interferência direta na diminuição da temperatura da mistura. De acordo com Gong (2015) apud Portugal (2016) o efeito da redução da viscosidade em asfaltos modificados com SBS ocorre pelo fato de que o óleo alivia a agregação de moléculas polares, além de possivelmente penetrar no polímero e reduzir a fricção molecular. Uma vez que as reduções das temperaturas alcançadas com os óleos residuais e novos foram próximas, comprova-se a possibilidade do uso dos óleos residuais como forma de diminuir a viscosidade do ligante, consequentemente reduzindo as temperaturas de usinagem e compactação, o que contribui para uma destinação ecológica destes resíduos. 2.2 Caracterização dos agregados e dosagem das misturas asfálticas Os agregados utilizados para confecção das misturas asfálticas foram: brita 19mm, brita 12,5mm e pó de pedra, todos de origem granítica, além de areia de leito de rio e cal hidratada. As caracterizações destes foram realizadas através dos ensaios de massa específica do agregado graúdo e miúdo (DNIT-ME 081/98 e DNIT-ME 084/95, respectivamente); abrasão Los Angeles (DNIT 035/98 - ME); equivalente areia (DNIT 054/97 - ME), cujos resultados estão apresentados na Tabela 4, e granulometria dos agregados graúdos e miúdos (DNIT-ME 083/98), expressas na Figura 1. Tabela 4: Resultados de massa específica real e aparente, abrasão Los Angeles e equivalente de areia dos agregados. Característica Brita 19 Brita 12,5 Areia Pó de pedra Massa específica Real (g/cm³) 2,49 2,76 2,60 2,58 Abrasão Los Angeles, % 17,4 25,4 - - Equivalente de Areia, % Massa específica Aparente (g/cm³) 2,48 2,74 2,38 2,56

5 Porcentagem que passa (%) 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0,01 0, Diamêtro dos grãos (mm) Brita 19 (%) Brita 12,5 (%) Areia (%) Pó de Pedra (%) Figura 1: Curva granulométrica dos agregados A partir da composição granulométrica dos agregados, enquadrada na faixa granulométrica B estabelecida pelo DNIT, e obedecendo aos critérios de pontos de controle e zona de restrição da metodologia Superpave apresentados na curva Fuller intermediária (Figura 2), foram obtidas as proporções de agregados apresentadas na Tabela 5. Figura 2: Curva Fuller intermediária Tabela 5: Proporção de agregados encontrada a partir da composição granulométrica Brita 19 Brita 12,5 Areia Pó de pedra Fíller 30% 23% 15% 30% 2% A premissa inicial do projeto de misturas asfálticas é atingir um volume de vazios de 4% para o número de giros de projeto e vazios no agregado mineral (VAM) igual ou maior a 17%. Para fins de dosagem da mistura, utilizou-se o ligante puro. Por meio do compactador giratório Servopac, foram moldados dois corpos de prova no teor de ligante inicial de 4,5% estimado para a mistura, bem como nos teores de ± 0,5% e + 1% em relação ao teor inicial,

6 com um número de giros igual a 100. Satisfeitas as propriedades volumétricas mencionadas, determinou-se o teor ótimo de ligante como igual a 4,87%. 2.3 Propriedades mecânicas das misturas asfálticas Os corpos de prova (CPs) foram moldados utilizando a mesma composição granulométrica e mesmo teor de asfalto, alterando-se apenas o tipo de ligante utilizado. Portanto, os ensaios mecânicos tiveram por objetivo avaliar a interferência da adição dos óleos no desempenho mecânico das misturas asfálticas em comparação às amostras de controle (ligante puro). Os parâmetros de comparação foram obtidos por meio dos ensaios descritos nos itens a seguir Resistência a tração (RT) por compressão diametral Neste ensaio determinou-se a tensão máxima suportada pela mistura asfáltica até sua ruptura, à temperatura de 25ºC. Baseando-se nos procedimentos da norma DNIT- ME 136/2010, duas forças diametralmente opostas são aplicadas a um corpo de prova cilíndrico por meio de frisos metálicos, gerando tensões de tração uniformes perpendicularmente ao seu diâmetro. A carga foi aplicada através de uma prensa mecânica, a uma velocidade de 0,8 ± 0,1mm/s Módulo de resiliência A norma da ABNT 16018/2011 estabelece a medição das deformações reversíveis instantâneas provocadas por condições cíclicas de carregamento e descarregamento nos corpos de prova. Este ensaio foi realizado em um equipamento composto por um sistema pneumático de carregamento com controle do tempo e frequência de aplicação da carga, um sistema de medição do deslocamento axial do corpo de prova - LVDTs (Linear Variable Differential Transducer) e um software para coleta e análise de dados. O procedimento consistiu na aplicação em compressão diametral de 100 ciclos de uma carga de ondas quadradas, com valor igual a 10% da força da RT, frequência de 60 ciclos por minuto (1Hz), com tempo de aplicação de 0,10 segundo seguido de 0,90 segundo de repouso. Para materiais viscoelásticos, esse ciclo de carregamento e descarregamento simula o efeito proveniente da passagem dos pneus dos veículos Dano por umidade induzida (Lottman modificado) O ensaio Lottman modificado é amplamente usado para avaliar o dano por umidade em misturas asfálticas a partir da verificação do potencial de deslocamento de sua película de asfalto sob a ação da água em ciclos de gelo e degelo. Portanto sendo considerado um medidor de adesividade que considera o efeito deletério da água quanto a propriedades mecânicas. Problemas de adesividade podem causar defeitos como a desagregação e o deslocamento (stripping) da camada de revestimento que, quando submetidas às ações do tráfego e da água, tendem a maximizar danos no pavimento, ocasionando o aparecimento de patologias como buracos e panelas. O ensaio seguiu métodos especificados na AASHTO T283. Moldaram-se quatro CPs apresentando volume de vazios de 7% ± 1% para cada tipo de mistura asfáltica, os quais foram divididos em dois grupos: um com condicionamento e outro sem. O processo de condicionamento consiste na saturação dos CPs ao grau de 70% a 80%. Em seguida, acondicionou-se os CPs saturados em sacos plásticos com aproximadamente 10 ml de água para leva-los a refrigeração à temperatura de -18 C, por um período mínimo de 16 horas.

7 Posteriormente ao congelamento, são imersos em um banho em água destilada à temperatura de 60 C, por um período de 24 horas. Por fim, submete-se os corpos de prova um último banho em água destilada à temperatura de 25 C, durante 2 horas, com o intuito de estabilizar sua temperatura e rompê-los através do ensaio de resistência a tração por compressão diametral. Os CPs do grupo não condicionado tiveram sua temperatura regularizada num banho de água destilada a 25 C durante duas horas, simultaneamente ao CPs do grupo condicionado, e em seguida foram também submetidos ao ensaio de resistência à tração por compressão diametral. A análise é feita pela razão entre as resistências à tração das amostras previamente condicionadas (RTu) e das amostras sem condicionamento (RT). Este valor (em porcentagem) é denominado Resistência Retida à Tração (RRT) Módulo Dinâmico ( E* ) Segundo Ponte et al. (2014, apud GAMA 2016), tanto o módulo dinâmico quanto o módulo resiliência medem a rigidez da mistura asfáltica. O segundo, porém, não permite uma modelagem apropriada dos fenômenos comumente associados aos pavimentos por não considerar suas deformações não elásticas, além de apresentar limitações para contabilizar os efeitos de diferentes temperaturas e frequências de carregamento (BERNUCCI et al., 2008). O ensaio, seguindo o método da AASHTO TP-62/2009, é conduzido sob carregamento uniaxial de compressão senoidal em corpos de prova de 100mm de diâmetro por 150mm de altura. A deformação axial recuperável resultante da amostra, oriunda da tensão aplicada, é medida com LVDTs e usada para o cálculo do módulo dinâmico. O procedimento é repetido para diferentes temperaturas e frequências de carregamento com o intuito de se construir uma curva mestra que incorpore os efeitos das duas variáveis citadas, tempo (t) e temperatura. O ensaio foi realizado em três temperaturas (4 C; 21 C e 37 C) e em seis frequências de carregamento (0,1; 0,5; 1; 5; 10 e 25Hz) para cada temperatura Flow Number O ensaio de deformação pelo critério diametral (Flow Number) é um teste de medida de deformação permanente de misturas asfálticas. Para Budny (2012), os ensaios de aplicação de cargas estáticas não representam bem as deformações permanentes verificadas em campo, dessa forma, as aplicações de cargas repetidas são mais indicadas para simular o efeito da passagem contínua de veículos pesados sobre a estrutura do pavimento. O Flow Number representa o número de ciclos aplicados ao corpo de prova onde se começa a verificar o cisalhamento a volume constante, isto é, o número de ciclos de cargas tolerados pelo pavimento até a fluência. Os corpos de prova para realização deste ensaio mediam 150mm de altura, diâmetro de 100mm e volume de vazios de 7% ± 0,5. O ensaio consiste na aplicação de cargas repetidas de 204kPa em corpos de prova condicionados a uma temperatura de 60 C. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Resistência à tração por compressão diametral (RT) Na Figura 3 são apresentadas as médias dos resultados deste ensaio realizado em três CPs de cada tipo de mistura asfáltica: o grupo de controle, com ligante não aditivado (puro), e os grupos com ligantes aditivados com os diferentes óleos.

8 Verifica-se que os valores da RT atendem à tensão mínima de 0,70 MPa a 25 C estabelecida na norma DNIT-ES 385/1999 para concretos asfálticos com asfalto polímero. As misturas em adição de 1% de óleo de milho e soja, independentemente da sua condição nova ou residual, apresentaram os maiores valores de RT, evidenciando o aumento da resistência da mistura asfáltica em comparação àquela com ligante puro. Este comportamento pode estar relacionado a um melhor envolvimento do ligante aditivado aos demais componentes da mistura asfáltica. Na adição dos teores de 2% dos óleos de milho e soja, no entanto, o efeito lubrificante dos aditivos no ligante pode ter comprometido a coesão dos componentes da mistura, causando a queda observada na RT. Tensão de ruptura (Mpa) 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1,360 1,440 1,150 1,020 Figura 3: Resultados do ensaio resistência à tração por compressão diametral 1,390 Puro Soja novo 1% Soja residual 2% Milho novo 2% Milho residual 1% 3.2 Módulo de resiliência (MR) Segundo Gama (2016), para se efetuar a análise de deformabilidade da estrutura de um pavimento é necessário conhecer as relações tensão-deformação dos materiais que compõem suas camadas, sendo o módulo de resiliência (MR) o parâmetro considerado chave para a compreensão desse comportamento. O ensaio aqui realizado para obtenção do módulo de resiliência ocorreu a 25 C, utilizando a carga de 10% da RT e um coeficiente de Poisson de 0,3. Na Figura 4 constam os resultados médios obtidos a partir de dois corpos de prova. Módulo de resiliência (MPa) , , , , ,000 Puro Soja novo 1% Soja residual 2% Milho novo 2% Milho residual 1% Figura 4: Resultados do módulo de resiliência Observa-se que, assim como nos resultados da RT, as misturas com teor de óleo de 1% apresentaram valores de MR simulares à mistura com ligante puro, enquanto aquelas com teor de 2% de aditivo apresentaram uma queda significativa no módulo. Conclui-se que a adição

9 de 2% dos óleos promove redução da rigidez da mistura. MR altos, entretanto, não refletem em excelência ao pavimento, pois as misturas asfálticas devem possuir resistência à ruptura por carregamento estático, mas também flexibilidade suficiente para suportar as solicitações do tráfego (SOUZA, 2012). Como os valores de módulo de resiliência tenderam a diminuir com o aumento sucessivo dos teores dos aditivos de milho e soja, não foi possível verificar nenhuma interferência do processo de fritura quanto à rigidez da mistura. 3.3 Dano por umidade induzida (Lottman modificado) Na tabela 6 são apresentados os valores médios obtidos a partir de dois CPs condicionados e dois não condicionados para cada grupo de misturas. A resistência ao dano é observada por meio da relação (RRT) entre a resistência a tração por compressão diametral dos CPs com (RTu) e sem condicionamento (RT). Tabela 6: Resultado do ensaio de Lottman modificado Amostra RT (MPa) RTu (MPa) RRT (%) Ligante puro 1,13 1,05 93,68 + 2% óleo milho novo 1,12 0,65 58,37 + 1% óleo milho residual 0,98 0,86 88,31 + 1% óleo soja novo 1,09 0,80 73,52 + 2% óleo soja residual 1,03 0,72 69,85 De acordo com a AASHTO, o valor de RRT mínimo para que a mistura seja considerada não susceptível à ação deletéria da água é 80%. Neste caso, apenas as misturas com ligante puro e com adição de 1% de óleo milho residual foram consideradas adequadas. A norma DNIT-ME 031/2006, entretanto, preconiza a RRT mínima de 70%. Para este valor, apenas as misturas com ligante aditivado ao teor de 2% dos óleos de milho e soja não atenderam ao estabelecido. Todas as amostras modificadas apresentaram sensibilidade à umidade maior do que aquela com ligante não aditivado, demonstrando a interferência destes aditivos quanto à manutenção do comportamento adesivo das misturas asfálticas. Isto pode estar relacionado às menores temperaturas de trabalhabilidade, que podem acarretar umidade não completamente expulsa da mistura. Os valores de RRT tenderam a reduzir conforme o aumento do teor de óleo, o que evidencia que não há interferência no processo de fritura na resistência retida. 3.4 Módulo dinâmico ( E* ) Como descrito em Costa (2017), as curvas mestras são representadas por meio de uma curva contínua (log E* versus log f) elaboradas a partir do processo de superposição tempotemperatura na temperatura de referência de 21 C. Esta representação gráfica, obtida a partir dos valores médios de dois CPs, fornece informações sobre o comportamento viscoelástico das misturas asfálticas. Uma curva mestra cujos valores formam uma linha horizontal caracterizaria uma mistura com comportamento puramente elástico. Já uma curva próxima do

10 vertical corresponderia a um concreto asfáltico muito susceptível às variações de frequência e de temperatura (OTTO, 2009). Por meio da reunião das curvas mestras de todas as misturas (Figura 5) é possível verificar que as misturas avaliadas apresentaram comportamentos semelhantes quanto à queda da rigidez conforme o aumento da temperatura. A rigidez de todas as misturas também caiu com a diminuição da frequência de aplicação de carga ,00 Módulo Dinâmico (MPa) 10000, ,00 100,00 Puro Óleo de soja novo Óleo de soja residual Óleo de milho novo Óleo de milho residual 10, Log do tempo reduzido Figura 5: Curvas mestras da mistura de controle e demais misturas modificadas 3.5 Flow Number (FN) Os resultados das médias de dois CPs submetidos ao ensaio do Flow Number são apresentados na Figura 6. Número de ciclos ,00 765,67 649,00 651,00 557,00 Puro Soja novo 1% Soja residual 2% Milho novo 2% Milho residual 1% Figura 6: Resultados do ensaio de Flow Number Percebe-se que a mistura composta por ligante não aditivado apresentou resultados superiores de FN, suportando, portanto, um maior número de ciclos de carregamento até a ruptura, o que indica uma maior resistência à deformação permanente. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que as misturas com adição de óleo teriam um maior potencial à deformação permanente, dado a queda dos valores de FN entre 43% e 58% em comparação à mistura de controle. A resistência à deformação permanente, como aqui já

11 relatado, é uma das grandes preocupações no que se refere a misturas mornas, visto que as menores temperaturas de usinagem e compactação resultariam também em uma menor rigidez inicial da mistura (FILHO, 2013). Ainda sim, o número de ciclos até a fluência de todas as amostras se enquadraram no valor recomendado por Nascimento (2008) para rodovias de tráfego médio, que deve ser superior a 300. Já para rodovias de alto volume de tráfego, este valor é no mínimo 750 ciclos, o que foi obtido na mistura em adição de 2% de óleo de soja residual e na mistura de controle. 4. CONCLUSÕES A pesquisa foi conduzida como forma de avaliar as propriedades mecânicas de misturas asfálticas com ligante modificado por SBS aditivado pelos teores de 2 e 1% de óleo de milho novo e residual, respectivamente, e 1 e 2% do óleo soja novo e residual, respectivamente. A partir da metodologia Superpave, foram moldados corpos de prova da mistura de controle (ligante puro) e das misturas com as diferentes adições dos óleos. Realizou-se os ensaios de resistência à tração por compressão diametral (RT), módulo de resiliência (MR), dano por umidade induzida (Lottman modificado), módulo dinâmico e Flow Number. Os resultados de RT, bem como do MR, apresentaram leves aumentos nas misturas aditivadas a 1% e reduções naquelas com 2% dos óleos em relação à mistura de controle. Estes valores, ainda sim, se apresentaram maiores que o mínimo normatizado. Em relação ao dano por umidade induzida, as misturas com ligante aditivado ao teor de 2% não atenderam ao estabelecido pela norma DNIT-ME 031/2006. Quanto à resistência à deformação permanente, houve uma queda dos valores de FN entre 43% e 58% em comparação à mistura de controle. Estes números de ciclos, entretanto, se enquadram no mínimo exigido para rodovias de tráfego médio. No que se refere às propriedades viscoelásticas, as misturas apresentaram a mesma tendência de queda de rigidez conforme o aumento da temperatura e diminuição da frequência de aplicação de carga. Diante disto, pôde-se comprovar a viabilidade quanto ao desempenho mecânico da utilização dos óleos de soja e de milho (novo e residual) como um promotor de redução das temperaturas de produção e de compactação das misturas asfálticas no teor de 1% de adição dos óleos de cozinha. Além disto, tendo em vista que o processo de fritura não foi refletido nos resultados, destaca-se o uso do óleo residual por apresentar maiores benefícios ambientais, sendo uma alternativa para misturas mornas, além de promover um descarte ecológico para este insumo. No teor de 2% do aditivo ao ligante asfáltico, no entanto, faz-se necessário maiores estudos, especialmente no que refere à baixa coesão indicada pelo ensaio de dano por umidade induzida, o que pode comprometer o desempenho a longo prazo do pavimento. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AASHTO (2007) T 283/2007 Standard Method of Test for Resistance of Compacted Bituminous Mixture to Moisture Induced Damage. American Association of State Highway and Transportation Officials, EUA. AASHTO (2009) TP 62 Determining modulus of hot mix asphalt (HMA). American Association of State Highway and Transportation Officials, EUA. ABNT (2009) NBR 15235/09 Materiais asfálticos - Determinação do efeito do calor e do ar em uma película delgada rotacional. Associação Brasileira de Normas Técnicas, São Paulo. ABNT (2011) NBR 16018/11 Materiais asfálticos - Misturas asfálticas Determinação da rigidez por compressão diametral sob carga repetida. Associação Brasileira de Normas Técnicas, São Paulo.

12 ASTM (2013) D 4402 Standard Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures Using a Rotational Viscometer. American Society for Testing and Materials, EUA. BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G. DA, CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. (2008) Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA. BUDNY, J. (2012) Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas mornas. Dissertação de mestrado Universidade Federal de Rio de Janeiro/COPPE, Rio de Janeiro, RJ. CAPITÃO, S.D.; PICADO-SANTOS, S.G.; MARTINHO, F. (2012) Pavement engineering materials: Review on the use of warm-mix asphalt. Construction and Building Materials, v 36, pg CAVALCANTE, F. P. (2016) Efeito da adição dos óleos de ricinus communis e linus asitatissimom nas propriedades reológicas do cimento asfáltico de petróleo puro e modificado. Tese de doutorado Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB. COSTA, D. B.; CAVALCANTE, F. B.; RODRIGUES, J. K. G.; MENDONÇA, A. N. G. D.; LIRA, Y. C. (2015) Influência da adição do óleo de linhaça nas propriedades reológicas do cimento asfáltico de petróleo. 44ª RAPv Reunião Anual de Pavimentação. COSTA, L. F. (2017) Análise do uso das fibras do pseudocaule da bananeira em misturas asfálticas SMA. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, PB. CONAB (2016) Observatório Agrícola Acompanhamento da safra brasileira de grãos. Brasília, DF. < Acesso em 20 fevereiro DNIT (1995) ME 084/95 Agregado miúdo determinação da densidade real. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (1997) ME 054/97 Equivalente areia. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (1998) ME 035/98 Agregados: Determinação da abrasão Los Angeles. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (1998) ME 081/98 Determinação da absorção e da densidade do agregado graúdo. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (1998) ME 083/98 Agregados Análise Granulométrica. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (1999) ES 385/99 Pavimentação - concreto asfáltico com asfalto polímero. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (2006) ME 031/2006 Pavimentos flexíveis Concreto asfáltico Especificação de serviço. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (2010) ME 131/2010 Material asfáltico Determinação do ponto de amolecimento Método anel e bola. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (2010) ME 136/2010 Misturas asfálticas Determinação da resistência à tração por compressão diametral. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (2010) ME 155/2010 Material asfáltico Determinação da penetração. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. DNIT (2011) ME 129/2011 Cimento asfáltico de petróleo modificado por polímero elastomérico Especificação de material. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte, Rio de Janeiro. FAXINA, A. L. (2006) Estudo da viabilidade técnica do uso do resíduo de óleo de xisto como óleo extensor em ligantes asfalto-borracha. Tese de doutorado - Universidade de São Paulo, USP, São Paulo, SP. FILHO, N. W. (2013) Avaliação da influência da redução das temperaturas de usinagem e de compactação no comportamento mecânico de misturas asfálticas mornas. Dissertação de mestrado Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE GAMA, D. (2016) Efeito da adição de polímeros reativo, não-reativo e ácido polifosfórico e suas combinações nas propriedades de ligantes asfálticos. Tese de doutorado Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB. LUCENA, L. C. F. L; SILVEIRA I. V.; COSTA,D.B. (2016) Avaliação de ligantes asfálticos modificados com óleo da Moringa Oleífera Lam para uso em misturas mornas. Revista Matéria. artigo 11681, pp NASCIMENTO, L. A. H. (2008) Nova Abordagem da Dosagem de Misturas Asfálticas Densas com Uso do Compactador Giratório e Foco na Deformação Permanente. Dissertação de Mestrado Universidade Federal do Rio de Janeiro/COPPE, Rio de Janeiro, RJ. OTTO, G. G. (2009) Misturas asfálticas mornas Verificação da fadiga e do módulo complexo. Dissertação de Mestrado Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, SC. PORTUGAL, A.C. (2016) Estudo do Emprego do Óleo Vegetal como Ligante no Cimento Asfáltico De Petróleo. Dissertação de Mestrado Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, PB.

13 SOUZA, J.L.S. (2012) Estudo das Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas com Cimento Asfáltico de Petróleo Modificado com Óleo de Mamona. Dissertação de mestrado Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB.7 Ablenya Grangeiro de Barros Christian Rafael Ziegler Daniel Beserra Costa Conrado Cesar Vitorino Pereira da Silva Laiana Ferreira da Costa Lêda Christiane de Figueirêdo Lopes Lucena Universidade Federal de Campina Grande - UFCG Av. Aprígio Veloso, Bloco CT - CEP Bairro Universitário - Campina Grande - PB - Brasil