REDE TEMÁTICA DE ASFALTO.docx

REDE TEMTICA DE ASFALTO

MANUAL DE NORMAS TRADUZIDAS

Verso preliminarMaro, 2010SUMRIO1.LIGANTE ASFLTICO2ASTM D 6521 20003ASTM D 6373 19998ASTM D 7175 20080ASTM D 7405 200813ASTM D 6648 200817

LIGANTE ASFLTICO

REDE TEMTICA DE ASFALTOPROJETO DOS TRECHOS MONITORADOSTraduo da Norma:ASTM D 6521 2000

Ttulo Original: Standard Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV)1

Cdigo/Ano: ASTM D 6521 00

Ttulo em Portugus: Envelhecimento acelerado de ligantes asflticos utilizando o prato pressurizado de envelhecimento PAV

Palavras-Chave: Envelhecimento acelerado, temperatura elevada, envelhecimento em campo, PAV, Presso de envelhecimento, prato de presso, desgaseificao vcuo. Nmero de Pginas: 5

1. Escopo1.1. Essa norma trata o envelhecimento acelerado (oxidao) de ligantes asflticos por meio de ar comprimido e temperaturas elevadas. Destina-se a simular o tipo de mudanas que ocorrem no ligante asfltico durante o envelhecimento oxidativo em campo, mas pode no simular com preciso a taxa de envelhecimento relativa. Destina-se utilizao de resduos de acordo com o mtodo D 2872 (RTFOT), o qual designado para simular o envelhecimento em usina. 1.2. O envelhecimento dos ligantes asflticos no campo afetado pela temperatura ambiente, pela presso e pelas variveis associadas mistura, tais como: (i) as propores volumtricas da mistura, (ii) a permeabilidade, (iii) as propriedades dos agregados e, possivelmente, (iv) outros fatores. Este processo de condicionamento destina-se a fornecer uma avaliao da resistncia de diferentes ligantes asflticos ao envelhecimento oxidativo na temperatura e presso elevadas selecionadas, mas no fornece uma avaliao quanto a variveis da mistura. Destina-se ainda a fornecer resistncia ao envelhecimento em condies de campo. 2. Resumo do Ensaio2.1. O ligante asfltico , primeiramente, envelhecido utilizando o mtodo D 2872 (RTFOT). A espessura especificada do resduo do RTFOT colocada nos vasos de ao inoxidvel padro TFOT e envelhecida na temperatura de envelhecimento especificada por 20h, em um recipiente pressurizado com ar a 2,10 MPa. A temperatura especificada selecionada de acordo com o grau de penetrao desse ligante asfltico. O resduo ento desgaseificado. 3. Terminologia As definies dos termos desta norma podem ser encontradas na Terminologia D8, determinadas do uso do Ingls comum ou da combinao dos dois. 4. Relevncia e Aplicao4.1. Este mtodo designado para simular o tipo de envelhecimento oxidativo em campo que ocorre nos ligantes asflticos ao longo da vida til do pavimento. O resduo dessa norma deve ser utilizado para estimar as propriedades fsicas e qumicas do ligante asfltico depois de vrios anos de envelhecimento em campo. 4.2. Ligantes envelhecidos por esse mtodo so utilizados para determinar as propriedades padro, de acordo com AASHTO MP1. O ligante envelhecido atravs do ensaio de RTFOT antes da etapa de condicionamento. Ligantes asflticos no envelhecidos, resduo de RTFOT e resduos de PAV so utilizados para determinar as propriedades de acordo com MP1.4.3. Para ligantes asflticos de diferentes graus de penetrao ou diferentes fontes, no existe uma correlao nica entre tempo e temperatura de envelhecimento, nesse condicionamento, e envelhecimento do pavimento e temperatura em campo. Portanto, para um determinado conjunto de condies climticas em campo, no possvel selecionar um nico tempo, temperatura e presso no PAV que iro predizer as propriedades ou um ranking relativo de propriedade de todos os ligantes asflticos depois de um conjunto especifico de condies de exposio em campo. 4.4. O grau de envelhecimento de diferentes ligantes asflticos varia com as temperaturas de envelhecimento e com as presses no PAV. Portanto, dois ligantes asflticos podem ter uma taxa de envelhecimento similar em uma condio de temperatura e presso, mas podem envelhecer diferentemente em outras condies. Assim, as taxas de envelhecimento para um conjunto de ligantes asflticos nas condies do PAV podem diferir, significantemente, da taxa de envelhecimento real em campo nas temperaturas e presses baixas. 5. Procedimento de Ensaio 5.1. As condies dos ligantes asflticos devem estar de acordo com o mtodo D 2872 (RTFOT).5.2. Coloque o resduo quente dos tubos de RTFOT em um nico recipiente, agite para misturar. Em seguida, transfira para os pratos de TFOT (de acordo com o item 10.4 da norma ASTM D 6521) para fazer o condicionamento para o PAV ou permita que o resduo quente dos tubos esfrie temperatura ambiente. Cubra e estoque temperatura ambiente para, depois, fazer o condicionamento para o PAV. Se for permitido que o ligante asfltico condicionado esfrie temperatura ambiente, aquea o mesmo at atingir um estado fluido e mexa-o antes de coloc-lo nos recipientes de TFOT.NOTA: 10.4 da norma ASTM D 6521 Colocar que o prato do TFOT sobre uma balana, adicionar 50g de ligante asfltico no prato. Essa quantidade ter um rendimento de aproximadamente 3,2mm de espessura de cimento asfltico

5.3. Coloque o suporte de pratos dentro do vaso de presso. Se um forno for usado, coloque o vaso de presso dentro do forno, selecione a temperatura de envelhecimento e pr-aquea o vaso at a temperatura de envelhecimento selecionada. Se houver um vaso de presso com controle de temperatura integrado, deve-se selecionar a temperatura e seguir as instrues do fabricante para pr-aquecer o prato.5.4. Coloque o prato de TFOT em uma balana e adicione 50 5g de ligante asfltico no recipiente. Isso vai render um filme de ligante asfltico de aproximadamente 3,2 mm.5.5. Se o vaso de presso aquecido em forno for pr-aquecido a uma temperatura que no seja a temperatura de envelhecimento desejada, redefina o controle de temperatura para a temperatura de envelhecimento. 5.6. Realizar as operaes descritas na seo 5.7 e 5.8 o mais rpido possvel para evitar o resfriamento do vaso e do suporte de pratos.5.7. Pr os pratos preenchidos com as amostras no suporte. (Recipientes contendo ligantes asflticos de origens e classes diferentes podem ser inseridos no vaso prato de presso durante um mesmo ensaio). Colocar o suporte de Pratos no interior do vaso de presso e fech-lo. (Prateleiras no usadas do suporte de pratos no precisam ser preenchidos com pratos vazios).5.8. Se um forno for utilizado, coloque o vaso de presso carregado e fechado no forno. Conecte o sistema do transdutor de temperatura e o sistema de alimentao de ar pressurizado com a conexo externa do prato de presso carregado como exigido pelo projeto do prato e pelas configuraes do forno. 5.9. Para os vasos de presso colocados em um forno, espere at que a temperatura no interior do prato atinja uma determinada temperatura menos o valor determinado em 9.3, aplique uma presso de 2.10 0.1 MPa e ento comece a cronometrar o tempo de envelhecimento. Se um vaso de presso com controlador de temperatura integrado utilizado, siga as instrues do fabricante em relao a temperatura de preaquecimento desejada para pressurizar o vaso a 2.1 0.1 MPa e comece a cronometrar o tempo de envelhecimento. Se a temperatura no interior do vaso no atingir a temperatura desejada para a aplicao da presso dentro de 2 horas do carregamento do suporte dos pratos, interrompa o ensaio e descarte as amostras de ligante asfltico.

NOTA: item 9.3 da norma original Para esses pratos ou sistema PAV, onde a pressurizao a operao a ser controlada, determinar uma temperatura tima na qual se deve aplicar a presso no prato de presso. Vrias varreduras de envelhecimento devem ser conduzidas. Com o suporte preenchido com os pratos cheios e os pratos vazios, aumentar a temperatura no interior do vaso at a temperatura de envelhecimento. Quando a temperatura no vaso estiver a 10C da temperature de envelhecimento, aplicar uma presso de ar de 2.26 0.1 MPa Registre o aumento de temperatura quando a presso for aplicada. Execute o procedimento pelo menos trs vezes e utilize a mdia do aumento de temperatura para estabelecer a temperatura na qual se deve aplicar a presso no vaso para realizar o processo de envelhecimento.5.10. Mantenha a temperatura e a presso dentro do vaso de presso por 2h 10 min. 5.11. Se a temperatura indicada pelo registrador de temperatura for maior ou menor que a temperatura de envelhecimento por 5C por mais de 60 minutos no perodo de 20 horas, declare o processo de envelhecimento invlido e descarte a amostra. Se a presso no final do perodo de envelhecimento est fora do intervalo determinado em 5.9, declare o processo de envelhecimento invlido e descarte a amostra. Se um registrador de temperatura capaz de registrar somente as temperaturas mxima e mnima foi utilizado e se a mxima ou a mnima temperatura registrada no perodo de 20 horas variar mais de 5C, declare o processo de envelhecimento invlido e descarte a amostra. 5.12. No final do perodo de 20 horas de envelhecimento, comece uma lenta reduo da presso interna do PAV, utilizando a vlvula de presso de ar. A vlvula deve ser programada para uma abertura que requer 8 a 15 minutos para igualar a presso interna e externa do PAV, evitando o borbulhamento do ligante e a formao de espuma. No inclua o tempo de reduo de presso e o tempo de compensao como parte das 20 horas de envelhecimento. 5.13. Retire o ar das amostras envelhecidas.5.13.1. Retire o suporte de pratos os recipientes do PAV e coloque os pratos em um forno na temperatura de 163C por 15 1 minuto. 5.13.2. Pr-aquea o forno a vcuo na temperatura de 170 5C. 5.13.3. Remova os pratos do forno e verta o resduo quente dos recipientes contendo uma nica amostra em um nico recipiente. Selecione um recipiente de dimenses tais que a profundidade do resduo de recipiente seja de 15 a 40 mm. Depois que o ltimo prato for raspado, transferir o recipiente para o forno a vcuo dentro de um minuto. Mantenha a temperatura do forno a vcuo a 170 5C por 10 1 min. 5.13.4. Abra a vlvula de vcuo o mais rapidamente possvel para reduzir a presso para 15 2.5 KPa. Mantenha a presso absoluta em 15 2.5 KPa por 30 1 minutos. Desligar o vcuo e remover o continer. Se alguma bolha permanecer na superfcie, retire-as da superfcie do resduo de PAV com uma faca quente ou uma chama. 5.13.5. Se os testes para determinar as propriedades do resduo do PAV desgaseificado no forem executadas imediatamente, permitido cobrir e armazenar as amostras em seus recipientes na temperatura ambiente para testes futuros. 6. RefernciasNormas ASTM:7. D 8 Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements;8. D 1754 Test Method for Effect of Heat and Air on Asphalt Materials (Thin-Film Oven Test);9. D 2872 Test Method for Effect of Heat and Air on Rolling Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test);10. D 4753 Specification for Evaluating, Selecting and Specifying Balances and Scales for Use in Soil, Rock and Construction Materials Testing;11. E 220 Test Method for Calibration of Thermocouples by Comparison Techniques;12. E 1137 Specification for Industrial Platinum Resistance Thermometers.Normas AASHTO:13. MP1 Provisional Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder.

REDE TEMTICA DE ASFALTOPROJETO DOS TRECHOS MONITORADOSTraduo da Norma: ASTM D 6373 1999

Ttulo Original: Standart Specification for Perfomance Graded Asphalt Binder


Ttulo em Portugus: Determinao do Grau de Desempenho (PG) de LigantesAsflticos.

Palavras-Chave: ligante asfltico, cimento asfltico, tenso direta, flash point modificador, especificaes de desempenho envelhecimento sob presso, reologiaNmero de Pginas: 4

Este padro publicado sobre a designao fixa D 6373; o nmero que segue de imediato a designao indica o ano original da adoo ou, no caso de reviso, o ano da ltima reviso. O nmero entre parnteses indica o ano da ltima reaprovao. O sobrescrito epsilon () indica uma mudana editorial desde a ltima reviso ou reaprovao.14. Escopo1.1. Essa especificao trata da classificao de ligantes asflticos por desempenho. As designaes de grau so relacionadas com a mdia da mxima temperatura de projeto do pavimento e a mnima temperatura de projeto do pavimento.Nota 1 Para cimentos asflticos classificados por penetrao 25C, veja especificao D 946. Para cimentos asflticos classificados por viscosidade 60C veja especificao D 3381.Nota 2 Prtica Proposta P 249 fornece informao no obrigatria para determinao do grau de desempenho de um ligante asfltico.15. Terminologia2.1. Definies2.1.1. Definies para vrios termos comuns para cimento asfltico podem ser encontradas na Terminologia Padro D 8.2.2. Definio de Termos Especficos para esse padro2.2.1. Ligante asfltico, n um cimento feito de asfalto que produzido do resduo de petrleo com ou sem adio de modificadores no-particulados e orgnicos no fibrosos.

16. Informao para pedidos3.1. Para pedidos com essas especificaes, incluir ordem de compra o grau de desempenho do ligante asfltico requerido pela Tabela 1 (por exemplo, PG 52-16 ou PG 64-34).17. Materiais e Produo4.1. O ligante asfltico deve ser preparado pelo refino do petrleo cru atravs de mtodos adequados, com ou sem a adio de modificadores.4.2. Modificador pode ser qualquer material orgnico de produo apropriada, utilizado em condies virgem ou reciclada, e dissolvido, disperso ou reagido em cimento asfltico para melhorar seu desempenho.Nota 3 Essa especificao no serve para classificar ligantes contendo materiais particulados ou fibrosos.4.3. O ligante asfltico deve ser homogneo, livre de gua e materiais deletrios, e no deve fazer espuma quando aquecidos 175C.4.4. O ligante asfltico deve ser pelo menos 99,0% solvel, como determinado pelo Mtodo de Ensaio D 5546 ou pelo Mtodo de Ensaio D 2042. Qualquer componente insolvel deve ser praticamente livre de fibras. 4.5. O grau de desempenho dos ligantes asflticos deve obedecer aos requisitos apresentados na Tabela 1.18. Amostragem5.1. Os materiais devem ser recolhidos em conformidade com a Norma D 140.19. Mtodos de Teste6.1. As propriedades descritas nos itens 5.3, 5.4 e 5.5 devem ser determinadas de acordo com os Mtodos de Ensaio D 92, D 95, D 2042, D 2872, D 4402, D 5546, e os Mtodos de Ensaio Propostos P 245, P 246 e P 252 e AASHTO PP1.20. Inspeo e Certificao7.1. A inspeo e a certificao do material devem ser um acordo entre o comprador e o vendedor. Requisitos especficos devem fazer parte do contrato de compra.O vendedor deve fornecer material de manipulao e de procedimentos de armazenamento para cada grau de ligante asfltico certificado.21. Rejeio e Nova Anlise8.1. Se os resultados de qualquer teste no estiverem de acordo com os requisitosdesta especificao, novos testes devero ser feitos para determinar se existe a conformidade indicada no momento da compra ou de outra forma acordada entre o comprador e o vendedor.22. Referncia Padres ASTM:23. D 8 - Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements;24. D 92 - Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland Open Cup;25. D 95 - Test Method for Water in Petroleum Products and Bituminous Materials by Distillation;26. D 140 - Practice for Sampling Bituminous Materials;27. D 946 - Specification for Penetration-Graded Asphalt Cement for use in Pavement Construction;28. D 2042 - Test Method for Solubility of Asphalt Materials in Trichloroethylene;29. D 2170 - Test Method for Kinematic Viscosity of Asphalts (Bitumens);30. D 2171 - Test Method for Viscosity of Asphalts by Vacuum Capillary Viscometer;31. D 2872 - Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test);32. D 4402 - Method for Viscosity Determinations of Unfilled Asphalt Using the Brookfield Thermosel Apparatus;33. D 5546 - Test Method for Solubility of Polymer Modified Asphalt Materials in 1,1,1 Trichloroethane;34. P 245 - Proposed Test Method for Determining the Flexural Creep Stiffness of Asphalt Binder Using the Bending Beam Rheometer (BBR);35. P 246 - Proposed Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder for Specification Purposes Using a Dynamic Shear Rheometer (DSR);36. P 249 - Proposed Practice for Grading or Verifying the Performance Grade of an Asphalt Binder;37. P 252 - Proposed Test Method for Determining the Fracture Properties of Asphalt Binder in Direct Tension (DT).Padres AASHTO38. PP1 - Standard Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV).

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Tabela 1. Performance Graded Asphalt Binder SpecificationPeformance GradePG 46PG 52PG 58PG 64PG 70PG 76PG 82

-34 -40 -46-10 -16 -22 -28 -34 -40 -46-16 -22 -28 -34 -40-10 -16 -22 -28 -34 -40-10 -16 -22 -28 -34 -40-10 -16 -22 -28 -34-10 -16 -22 -28 -34

Average 7-day maximum< 46< 52< 58< 64< 70< 76< 82

Pavement Desing. Temp. C

Minimum Pavemente Design> -34 > -40> -10 > -16 > -22 > -28 > -34> -16 > -22 > -28> -10 > -16 > -22 > -28> -10 > -16 > -22 > -28> -10 > -16 > -22> -10 > -16 > -22

Temperature, CA> -46> -40 > -46> -34 > -40> -34 > -40> -34 > -40> -28 > -34> -28 > -34

Original Binder

Flash Point Temp., D 92; min C230

Viscosity. D 4402: B135

max. 3 Pas. Test Temp., C

Dynamic Shear, P 246:c46525864707682

G*/sin, min. 1.00 kPa. 25 mm Plate, 1mm Gap. Test Temp. at 10 rad/s, C

Rolling Thin Film Oven (Test Method D 2872)

Mass Loss, max. Percent1.00

Dynamic Shear, P 246:46525864707682

G*/sin, min. 2.20 kPa. 25 mm Plate, 1mm Gap. Test Temp. at 10 rad/s, C.

Pressure Aging Vessel Residue (AASHTO PP1)

PAV Aging Temperatura, CD9090100100100 (110)100 (110)100 (110)

Dynamic Shear, P 246:10 7 425 22 19 16 13 10 725 22 19 16 1331 28 25 22 19 1634 31 28 25 22 1937 34 31 28 2540 37 34 31 28

G*/sin, max 5000 kPa. 8 mm Plate, 2 mm Gap. Test Temp. at 10 rad/s, C.

Creep Stiffness, P 245: E-900 - 6 - 12 - 18 - 24 - 30 - 36- 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 240 - 6 -12 - 18 - 24

S, max 300 MPa. m-value: min. 0.300. Test Temp at 60 s, C

Direct Tension, P 252: E- 24 - 30 - 360 - 6 - 12 - 18 - 24 - 30 - 36- 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 24 - 300 - 6 - 12 - 18 - 240 - 6 - 12 - 18 - 24

Failure Strain, min. 1.0%

Test Tem. At 1.0 mm/min., C

A Pavement temperatures are estimated from air temperatures using na algorithm contained in the SUPERPAVE software program, or are provide by the specifying agency.B The referee method shall be D 4402 using a #21 simdle at 20RPM, however alternate methods may be used for toutine testing and quality assurance. This requirement may be waived at the discretion of the specifying agency if the supplier warrants that the asphalt binder can be adequately punped and mixed at temperatures that meet all applicable safety standards.C For quality control of unmodified asphalto cement production, measurement of the viscosity of the original asphalt cement may be substituted for dynamic shear measurements of G*/sin at the test temperatures where the asphalt is a Newtonian fluid. Any suitable standard means of viscosity measurement may be used, including capillary or rotational viscometry (Test Methods D 2170 or D 2171).D The PAV aging temperature is based on simulated climatic conditions and is one of three temperatures 90C, 100C or 110C. The PAV aging temperature is 100C for PG 64 - and above, except in desert climates, where it is 110C.E If the creep stiffness is below 300 MPa, the direct tension test is not required. If the creep stiffness is between 300 and 600 MPa the direct tension failure strain requirement can be used in lieu of the creep stiffness requirement. The m-value requirement must be satisfied in both cases.


Ttulo Original: Standard Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer


Ttulo em Portugus: Determinao das Caractersticas Reolgicas de Ligantes Asflticos Utilizando o Remetro de Cisalhamento Dinmico DSR

Palavras-Chave: ligante asfltico, mdulo complexo, DSR, remetro de cisalhamento dinmico.Nmero de Pginas: 12

39. Escopo1.1. Este mtodo de ensaio trata da determinao do mdulo de cisalhamento dinmico e do ngulo de fase de ligantes asflticos quando testados em cisalhamento dinmico, utilizando geometria de placas paralelas. aplicvel a ligantes asflticos que tm valores de mdulo de cisalhamento dinmico na faixa de 100Pa a 10MPa. Para mdulo essa faixa tipicamente obtida entre 4 e 88C a 10 rad/s. Esse mtodo de ensaio tem como objetivo a determinao de propriedades viscoelsticas lineares de ligantes asflticos como requerido para testes de especificao, e no como um procedimento de compreenso para caracterizao completa de propriedades viscolsticas de ligantes asflticos. 1.2. Essa norma apropriada para materiais no envelhecidos, materiais envelhecidos de acordo com o Mtodo de Teste D 2872, materiais envelhecidos de acordo com a Prtica D 6521 ou material envelhecido de acordo com o Mtodo de Teste D 2872 e Prtica D 6521. Esse procedimento limitado para ligantes asflticos que contm partculas cujas maiores dimenses so menores que 250m.1.3. Os valores estabelecidos em unidades SI devem ser considerados como padro. Nenhuma outra unidade de medida est includa nesta norma. 1.4. Essa norma pode envolver materiais, operaes e equipamentos perigosos. No tem como contedo cuidados com a segurana associadas ao seu uso. responsabilidade do usurio da norma estabelecer a segurana apropriada e medidas de sade assim como determinar as aplicabilidades de limitaes regulatrias antes do seu uso.

40. Resumo do Ensaio2.1. Essa norma contm o procedimento utilizado para medir o mdulo complexo de cisalhamento (G*) e ngulo de fase () de ligantes asflticos utilizando um remetro de cisalhamento dinmico e geometria de placas paralelas.2.2. Essa norma adequada para uso quando o mdulo complexo de cisalhamento varia entre 100Pa e 10MPa. Essa faixa de mdulo tipicamente obtida entre 4 e 88C, dependendo da classificao, temperatura do teste e envelhecimento do ligante asfltico. 2.3. As amostras, de 25mm de dimetro por 1mm de espessura ou 8mm de dimetro por 2mm de espessura, so colocadas entre placas paralelas de metal.2.4. Durante o teste, uma das placas paralelas oscila de acordo com frequncias pr-selecionadas e amplitudes de torque. A amplitude requerida depende do valor do mdulo complexo de cisalhamento do ligante asfltico testado. As amplitudes devem ser selecionadas de modo que, para a maioria dos ligantes asflticos, o teste especificado neste padro esteja na regio de comportamento linear. 2.5. A amostra a ser testada mantida na temperatura de teste 0.1C, incluindo a placa mais alta e a mais baixa em um ambiente controlado termicamente ou em uma cmara de teste.2.6. Frequncias de carregamento oscilatrias utilizando essa norma variam de 1 a 160rad/s. Especificao de teste realizada em uma frequncia de teste de 10rad/s. O mdulo complexo (G*) e ngulo de fase () so calculados automaticamente como parte da operao do remetro, utilizando um software fornecido pelo fabricante do instrumento.

41. Terminologia3.1. Definies dos termos especficos desse padro:3.1.1. Annealing, subst. processo de remover efeitos de endurecimento estrico por aquecimento do ligante at que ele esteja suficientemente fluido para que possa ser facilmente manipulado.3.1.2. Ligante asfltico, subst. um cimento feito de asfalto que produzido de resduo de petrleo com ou sem, adio de modificadores no particulados.3.1.3. Mdulo complexo de cisalhamento (G*), subs. razo calculada pela diviso do valor absoluto da tenso de cisalhamento de pico a pico, , pelo valor absoluto da deformao de cisalhamento, .3.1.4. Modelo de amostra do teste, subst. uma amostra formada entre as placas de teste do DSR, feita de ligante asfltico ou outro polmero com a inteno de determinar a temperatura do ligante asfltico entre as placas.3.1.4.1. Discusso o modelo de amostra do teste no utilizado para medir as propriedades reolgicas do ligante asfltico e sim para fazer correes de temperatura.3.1.5. Viscoelasticidade linear, adj no contexto desse mtodo de teste, refere-se a uma regio de comportamento onde o mdulo dinmico de cisalhamento independente da tenso e da deformao de cisalhamento.3.1.6. Endurecimento estrico, subst. refere-se a associaes dependentes do tempo, que ocorrem entre as molculas de ligante asfltico durante a estocagem temperatura ambiente. O efeito de associao molecular ou endurecimento estrico no mdulo dinmico de cisalhamento especfico para cada ligante e pode aparecer at depois de algumas horas de estocagem.3.1.7. Cisalhamento oscilatrio, subst. tipo de carregamento onde uma tenso de cisalhamento ou deformao de cisalhamento aplicada em uma amostra de maneira oscilatria, como uma tenso ou deformao de cisalhamento varia a amplitude em torno de zero de uma maneira senoidal.3.1.8. Geometria de placa paralela, subs. geometria de teste onde a amostra forma um sanduche, pois se situa entre duas placas rgidas paralelas e submetidas a cisalhamento.3.1.9. ngulo de fase (), subst. ngulo, em graus, entre uma deformao aplicada de maneira senoidal e a tenso senoidal resultante sob deformao controlada, ou entre uma tenso aplicada e uma deformao resultante sob tenso controlada. 3.1.10. Dispositivo porttil de medio de temperatura, subst. dispositivo eletrnico separado do remetro de cisalhamento dinmico e que consiste de um detector associado a circuitos eletrnicos e um sistema de leitura.3.1.11. Dispositivo de medio de temperatura de referncia, subst. termmetro eletrnico que usado como padro em laboratrio.3.1.12. Equilbrio trmico, subst. condio em que a temperatura da amostra montada entre as placas, onde permanece constante com o tempo.42. Relevncia e Aplicao4.1. A temperatura utilizada para esse teste relacionada com a temperatura a que o pavimento submetido na rea geogrfica onde o ligante asfltico ser utilizado.4.2. O mdulo complexo de cisalhamento um indicador de rigidez ou resistncia do ligante asfltico deformao sob carregamento. O mdulo complexo de cisalhamento e o ngulo de fase definem a resistncia deformao do ligante asfltico em uma regio viscoelstica linear. O mdulo complexo de cisalhamento e o ngulo de fase so utilizados para calcular o critrio relacionado ao desempenho de acordo com a Especificao D 6373 ou AASHTO Padro M320.43. Aparato para o Ensaio5.1. Remetro de Cisalhamento Dinmico (DSR) Sistema de teste O sistema de teste de um DSR consiste de placas de metal paralelas, um meio para controlar a temperatura da amostra de teste, um dispositivo de carga, um controle e um sistema de aquisio de dados. O fabricante do dispositivo deve fornecer um certificado que comprove que a freqncia, o ngulo de deflexo, e o torque so controlados, medidos, ou ambos, com preciso de 1% ou menos no intervalo da presente medida.5.1.1. Placas de Teste So necessrias placas de metal em forma cilndrica, formadas de ao ou alumnio, com superfcies lisas. Duas placas com 8,00 0,02mm de dimetro e duas placas 25,00 0,05mm de dimetro so necessrias. As placas de ensaio devem ter uma espessura mnima de 1,5mm para permitir espao suficiente para cortar a amostra. As placas devem ser formadas como uma parte integrante dos dispositivos de teste que so usadas para montar as placas no DSR, conforme mostrado na figura 1.

Figura 1. Dimenses dos pratosNota 1 - A parte superior e a parte inferior das placas devem ser concntricas. At o momento, no existe um procedimento adequado para o usurio verificar se as placas esto concntricas, exceto observando visualmente. A placa mvel deve poder rodar sem que haja qualquer oscilao na horizontal ou vertical. Isto pode ser verificado visualmente ou com um calibre de marcao posto em contato com a borda da placa mvel enquanto ela est sendo rodada.5.1.2. Cmara para Controle de Temperatura a cmara utilizada para controlar a temperatura da amostra. O meio de aquecimento e resfriamento da amostra na cmara no deve afetar as propriedades do ligante asfltico. A temperatura na cmara pode ser controlada pela circulao de fluidos: gs condicionado, nitrognio ou gua so aceitveis; ou tambm pode ser controlada por um arranjo adequado da temperatura de aquecimento controlada por elementos ativos em torno da amostra. Quando o ar do laboratrio usado em uma estufa de ar forado, um secador adequado deve ser includo para evitar a condensao de umidade nas placas de ensaio. A cmara temperatura ambiente e o controlador de temperatura devem controlar a temperatura da amostra de ensaio montada entre as placas, incluindo alguns gradientes trmicos no interior da amostra, temperatura de 0,1C. A cmara ou a gua na cmara deve envolver completamente a parte superior e o fundo das placas para minimizar os gradientes trmicos dentro das placas e/ou amostra.Nota 2 - A unidade de banho de circulao separado do DSR, que bombeia gua atravs da cmara de ensaio, pode ser exigido se um meio fluido usado.5.1.2.1. Controlador de Temperatura - Um controlador de temperatura capaz de manter a temperatura da amostra na temperatura desejada para toda a faixa de temperatura utilizada no teste.5.1.3. Dispositivo interno de medio de temperatura do DSR Um dispositivo de medio de temperatura de resistncia de platina (PRT) montado dentro da cmara de controle de temperatura, como uma parte do DSR e prximo placa fixa, com uma faixa de temperatura de 4 a 88C, e com uma resoluo de 0.1C. Esse dispositivo de medio de temperatura deve ser usado para controlar a temperatura da amostra entre as placas e deve fornecer uma leitura contnua da temperatura durante a montagem, condicionamento e durante o teste.5.1.4. Dispositivo de carregamento O dispositivo de carregamento deve ser capaz de aplicar uma carga com oscilao senoidal amostra com uma frequncia de 10,0 0.1rad/s. Se frequncias diferentes de 10rad/s forem utilizadas, a frequncia deve variar de 1%. O dispositivo de carregamento deve ser capaz de fornecer tanto um carregamento a deformao controlada como um carregamento a tenso controlada com uma faixa de deformao ou tenso necessria para fazer as medidas descritas nesse mtodo.5.1.5. Sistema de aquisio de dados O sistema de aquisio de dados deve fornecer um registro de temperatura, frequncia, deflexo angular e torque. O fabricante do remetro deve fornecer um certificado que ateste que a frequncia, a deflexo angular, e o torque so relatados com uma preciso de pelo menos 1%.5.2. Molde para amostras (opcional) A mdia das dimenses do molde de silicone, para deixar as amostras de ligante asfltico no formato para o teste, pode variar, mas a espessura mdia deve ser de pelo menos 5mm.Nota 3 As dimenses que seguem se ajustaram bem ao teste. Para uma placa de 25mm com gap de 1mm deve ter uma cavidade de molde com um fundo cncavo de dimetro aproximado de 18mm e uma profundidade de pelo menos 2,0mm. Para uma placa de 8mm com gap de 2mm deve ter uma cavidade de molde com um fundo cncavo de dimetro aproximado de 8mm e uma profundidade de pelo menos 2.5mm 5.3. Ferramenta de corte Uma ferramenta adequada para aparar o excesso do ligante asfltico da periferia da amostra produz uma amostra com umaface lisa que paralela e coincidente com o dimetro externo da parte superior e inferior das placas.5.4. Dispositivo de medio da temperatura de referncia Tanto um termmetro NIST-rastrevel como um termmetro eletrnico digital NIST-rastrevel devem ser mantidos no laboratrio como um padro de temperatura. 5.4.1.Termmetro Termmetros NIST-rastreveis com uma faixa entre 0 a 88C e com subdivises de 0,1C. O termmetro deve ser um termmetro de imerso parcial com um ponto de fuso. Os termmetros devem ser verificados pelo menos uma vez por ano de acordo com o mtodo de teste E 77 e Prtica E 563.Nota 4 Um dispositivo ptico de visualizao recomendado como um dispositivo de visualizao opcional para uso em termmetros porque aumenta a legibilidade e minimiza o erro na leitura do termmetro.5.4.2. Dispositivo Digital de Medio de Temperatura - Um termmetro eletrnico que incorpora um dispositivo termomtrico ou detector de resistividade com uma preciso de 60,05 C e uma resoluo de 0,01 C. O termmetro eletrnico deve ser calibrado pelo menos uma vez por ano por um servio comercial de calibrao utilizando um NIST- rastrevel com padro de referncia de acordo com o teste Mtodo E 644.44. Preparao do Equipamento6.1. Prepare o equipamento para o teste de acordo com a recomendao do fabricante. Requerimentos especficos variam para diferentes modelos e fabricantes de DSR.6.2. Verificar placas de teste Verifique a superfcie das placas de teste e descartar placas com reentrncias, bordas arredondadas ou arranhes fundos. 6.3. Preparao das placas de teste Limpe qualquer resduo de ligante asfltico com um solvente orgnico tais quais: leo mineral, solvente ctrico ou tolueno. Remova qualquer resduo de solvente remanescente limpando a superfcie das placas com um cotonete ou um pano macio umedecido com reagente orgnico como heptano, lcool etlico ou acetona. Se necessrio, use um cotonete seco ou pano macio para se certificar de que no h umidade nas placas.6.4. Montagem das placas de teste e fixao Monte as placas de teste e fixao no DSR atentando para que as placas estejam paralelas e fix-las para firm-las no DSR.6.5. Zero gap Selecione a temperatura de teste de acordo com a categoria do ligante asfltico ou de acordo com a tabela de teste pr-selecionada. Quando vrias temperaturas de teste forem usadas, zere o gap na metade da faixa de temperatura selecionada. Espere o DSR estabilizar a temperatura em 0,1C da temperatura de ensaio. Se a temperatura de ensaio diferir em mais de 12C da temperatura em que o gap ajustado, zere novamente o gap. Zere o gap antes que cada nova amostra seja formada entre as placas.Nota 5 Se o instrumento tem compensao trmica de gap, o gap pode ser estabelecido na primeira temperatura de teste em vez de na metade da faixa de temperaturas de teste. muito importante estabelecer e zerar o gap corretamente. O ajuste incorreto do gap resulta em erros significativos como mostrado na Figura 2. Nota 6 As especificao D 6373 e AASHTO ato R29 fornecem orientao na seleo da temperatura de teste.6.5.1. Determinando o zero gap Estabelea o zero gap por um dos trs mtodos:6.5.1.1. Ajuste Manual de Gap Gire a placa mvel e enquanto ela gira, feche o gap at que a placa mvel toque a placa fixa. O zero gap alcanado quando a placa parar de girar completamente.6.5.1.2. Transdutor de fora normal Para remetros com transdutores de fora normal, ajuste o zero gap fechando o gap e observando a fora normal. Depois de estabelecer contato entre as placas, ajuste o zero gap como a posio onde a fora normal aproximadamente zero.6.5.1.3. Ajuste Automtico de Gap Zere o gap automaticamente de acordo com procedimentos de operao especificados pelo fabricante do instrumento.6.6. Pr-aquecendo as placas de teste Uma vez que o zero gap alcanado, mover as placas separadamente para ajustar o gap do ensaio e pr-aquecer as placas. P pr-aquecimento das placas promove adeso entre o ligante asfltico e as placas, especialmente entre as temperaturas intermedirias.6.6.1. Pr-aquecendo placas de 25mm Aquecer as placas at a temperatura de ensaio ou at a temperatura mais baixa, para o caso onde o teste conduzido em mais de uma temperatura.6.6.2. Pr-aquecendo placas de 8mm Aquecer as placas at uma temperatura entre 34C e 46C para pr-aquecer a placa mais alta e a mais baixa.Nota 7 De modo a se obter uma adeso adequada entre o ligante asfltico e as placas de teste, as placas devem ser pr-aquecidas. Quando o mtodo da colocao direta utilizado, o calor carregado com o ligante asfltico melhora a adeso. A temperatura de pr-aquecimento necessria para adeso adequada vai depender do grau e da natureza do ligante asfltico e da temperatura de teste (placas de 8mm ou 25mm). Para alguns dos ligantes mais consistentes, especialmente aqueles com alto grau de modificao, aquecer placas 46C pode no ser suficiente para assegurar adeso adequada do ligante asfltico com a placa de teste, especialmente se moldes de silicone forem utilizados e o teste for conduzido em placas de 8mm.

Figura 2. Erro do Gap45. Preparao das Amostras7.1. Caso um ligante no envelhecido precise ser coletado e testado, obter amostras de ensaio de acordo com a Prtica D 140.7.2. Annealing do ligante asfltico Reaquecer a amostra de ligante asfltico, a partir da qual a amostra de teste utilizada no ensaio preparada, aquecendo a amostra em um recipiente dentro de um forno at que esteja suficientemente fluido. Cobrir a amostra e agit-la ocasionalmente durante o processo de aquecimento para assegurar a homogeneidade e remover bolhas de ar. O reaquecimento antes do ensaio remove associaes moleculares que ocorrem durante estocagem normal temperatura ambiente. Amostras frias devem ser reaquecidas antes do ensaio. A formao de estruturas durante a estocagem pode resultar em uma superestimao do mdulo em at 50%. Durante o processo de reaquecimento, no permitir que o ligante atinja temperaturas maiores do que 163C. Entretanto, para alguns ligantes modificados temperaturas maiores que 163C podem ser necessrias. Placas quentes no devem ser utilizadas para aquecer o ligante asfltico. Nota 8 Temperaturas mnimas de fluidez que forneam uma consistncia equivalente a do leo de motor SAE 10W30 temperatura ambiente so recomendadas. O aquecimento de ligantes asflticos no envelhecidos temperaturas acima de 135C deve ser evitado. Em todos os casos, o tempo de aquecimento deve ser minimizado. Durante o processo de aquecimento, a amostra deve ser coberta e agitada ocasionalmente para assegurar a homogeneidade. Deve-se tomar cuidado ao agitar a amostra para evitar a formao de bolhas de ar.7.3. Transferindo o ligante para a placa de teste Transfira o ligante asfltico para uma das placas de teste por transferncia direta por despejo, ou pelo uso de um molde de silicone.7.3.1. Despejo Despeje o ligante asfltico quente de um recipiente aquecido diretamente na placa Inferior j montada no DSR ou em uma das placas que tenham sido removidas do DSR. A remoo de placas permitida somente se o remetro for equipado com uma placa que pode ser removida e reinstalada sem afetar o intervalo de referncia. Mantenha a amostra no container de 15 a 25mm acima da superfcie da placa enquanto despeja. Deixe uma poro pequena na borda externa da placa descoberta. Imediatamente aps despejar o ligante asfltico quente na placa, e retornando a placa ao DSR caso tenha sido removida, fechar o gap para test-lo. Proceder para ajuste da amostra no formato da placa.7.3.2. Transferncia direta Transfir o ligante quente para uma das placas usando uma haste, esptula ou outra ferramenta semelhante de vidro ou metal. Imediatamente aps transferir o ligante quente para uma das placas, proceder para o ajuste da amostra no tamanho da placa.Nota 9 Uma esptula estreita de ao inoxidvel utilizada para pesar ps em balanas analticas foi adequada para transferir o ligante quente. Na utilizao de haste, h formao de uma massa de tamanho suficiente para formar uma amostra de teste por um movimento de toro. Esse movimento mantm a massa na haste sob controle. Uma haste de 4 a 5mm de dimetro adequada. A tcnica da haste de vidro especialmente utilizada para placas de 8mm.7.3.3. Molde de Silicone Despeje o ligante asfltico quente em um molde de silicone para formar uma superfcie convexa. No cortar a superfcie do ligante. Deixar o molde esfriar a temperatura ambiente. Assim que o molde e o ligante esfriarem, desprender o ligante do molde flexionando o molde de borracha. Pressione levemente o lado convexo da superfcie contra uma das placas de teste pr-aquecida, forando o ligante asfltico a aderir placa. O molde preenchido deve ser resfriado a temperatura ambiente sendo colocado em uma bancada plana de laboratrio sem refrigerao. O resfriamento a temperaturas mais baixas que a ambiente resulta em um efeito trmico desconhecido que pode afetar os valores medidos de mdulo complexo e ngulo de fase. O resfriamento excessivo pode resultar em umidade na superfcie da amostra, o que interfere na adeso da amostra na placa. Retirar o molde de silicone do ligante, diminuir o gap para se aproximar do gap do ensaio. O teste deve ser feito em 2 horas de despejo do ligante asfltico no molde. Descartar resultados do teste caso ele demore mais de 2 horas de despejo do ligante no molde de silicone.Nota 10 - Solventes no devem ser utilizados para limpar moldes de silicone. Limpe os moldes com pano limpo para remover qualquer resduo de ligante asfltico. Os moldes de silicone podem ficar pegajosos com o uso, caso isso se torne um problema, descartar o molde.Nota 11 Alguns tipos de ligantes no podem ser removidos do molde de silicone sem resfriamento. Materiais como PG 52-34, PG 46-34 e alguns PG 58-34 no podem ser removidos do molde temperatura ambiente. Se a amostra do ligante no puder ser removida do molde sem resfriamento, recomendado que o mtodo de transferncia direta por despejo seja utilizado.11.4. Ajustando a amostra Aps a amostra ser colocada em uma placa de teste como descrito anteriormente, aproxime as placas de modo a comprimir a amostra, at que forme uma protuberncia. Retirar o excesso de ligante com uma ferramenta de corte aquecida em volta das bordas das placas de modo que o ligante asfltico fique nivelado com o dimetro externo das placas.Nota 12 A ferramenta de corte deve estar a uma temperatura suficientemente quente para permitir o corte, mas no excessivamente quente de modo a decompor ou transformar as propriedades das bordas da amostra.11.5. Criando a protuberncia Quando o corte estiver completo, diminua o gap de modo que uma ligeira protuberncia seja formada na face externa da amostra. O gap requerido para criar a protuberncia especfico de cada remetro e depende de fatores como o projeto do remetro e da diferena entre a temperatura de corte e a temperatura do teste. Valores tpicos de aproximao so de 0,05mm para placas de 25mm e 0,10mm para placas de 8mm.Nota 13 O mdulo complexo calculado assumindo que o dimetro da amostra igual ao dimetro da placa. Se o ligante formar uma superfcie cncava na borda externa essa suposio no ser vlida e o mdulo ser subestimado. O mdulo calculado baseado no raio da placa elevado a quarta potncia. Uma ligeira protuberncia de tamanho aproximado a um quarto do gap recomendado.

46. Procedimento do Ensaio8.1. Ajuste o controlador de temperatura para a temperatura requerida de modo a obter a temperatura do teste na amostra entre as placas, incluindo qualquer correo de erro. Esperar que o DSR alcance o equilbrio trmico em 0,1C da temperatura do teste. O ensaio deve ser iniciado de cinco a dez minutos depois que a amostra tiver alcanado equilbrio trmico (ver Figura 3).Nota 14 impossvel determinar um tempo de equilbrio que seja vlido para todos os fabricantes de DSRs. O projeto do sistema de controle ambiental e a temperatura de incio vo dizer qual o tempo requerido para atingir a temperatura do teste. 8.1.1. Quando testar um ligante que siga a especificao D 6373, selecionar a temperatura de teste apropriada pela Tabela 1 da especificao D 6373.8.1.2. Quando forem ser realizados testes em vrias temperaturas, comear pela temperatura mais baixa para a placa de 25mm e pela temperatura mais alta para a placa de 8mm.8.1.3. Ensaio no Modo a Deformao Controlada Quando operando em um modo a deformao controlada, selecione um valor apropriado de deformao pela Tabela 1. O software est disponvel em remetros de cisalhamento dinmico que vo controlar o nvel de deformao automaticamente, sem precisar de controle do operador.8.1.4. Modo a Tenso Controlada Quando operando em um modo a tenso controlada, selecionar um valor apropriado de tenso pela Tabela 2. O software est disponvel em remetros de cisalhamento dinmico que vo controlar o nvel de tenso automaticamente, sem precisar de controle do operador.

Figura 3. Determinao do tempo de equilbrio trmico8.2. Inicie o teste de cinco a dez minutos aps atingir o equilbrio trmico para cada temperatura de teste. O teste nas temperaturas subsequentes deve ser feito o mais rpido possvel de modo a minimizar o efeito das associaes moleculares que podem causar um aumento no mdulo, caso a amostra fique no remetro por um longo perodo de tempo. Quando o teste for feito em vrias temperaturas todos os testes devem terminar em duas horas de preparo da amostra. Abrir o aplicativo de carregamento e obter uma medida de mdulo complexo, ngulo de fase e frequncia depois de aplicar 8 a 16 ciclos de carregamento iniciais.8.3. Obtenha uma medida de teste por mdia de dados de outros 8 a 16 ciclos de carregamento, utilizando a tcnica analtica e o software fornecido pelo fabricante. Quando testes forem conduzidos em mais de uma frequncia, comear o teste pela frequncia mais baixa.Nota 15 A frequencia padro de 10rad/s utilizada quando o ligante testado obedecer a Especificao D 6373.Tabela 1. Valores desejados de deformaoMaterialKPaValor desejado, %Faixa, %

Ligante Original1.0 G*/sen129 a 15

Resduo RTFO2.2 G*/sen108 a 12

Resduo PAV5000 G*sen10.8 a 1.2

Tabela 2. Nveis de tenso desejadosMaterial a ser testadoKPaTenso

Valor desejadoFaixa

Ligante Original1.00 G*/sen0.1200.090 a 0.150

Resduo RTFO2.20 G*/sen0.2200.180 a 0.260

Resduo PAV5000 G*sen500400 a 600

RefernciasANDERSON, D. A., and MARASTEANU, M, Manual of Practice for Testing Asphalt Binders in Accordance with the Superpave PG Grading System, The Pennsylvania Transportation Institute, The Pennsylvania State University, PTI 2K07, November 1999 (Revised February 2002).ANDERSON, D. A., ANTLE, C. E., KNECHTEL, K., and LIU, Y., Interlaboratory Test Program to Determine the Inter- and Intra-Laboratory Variability of the SHRP Asphalt Binder Tests. FHWA, 1997.COX, W. P., e MERZ., E. H., Correlation of Dynamic and Steady Flow Viscosities. Journal of Polymer Science, Vol 28, 1958, pp. 619-622.WADSWORTH, HARRISON, ed., Handbook of Statistical Methods for Engineers and Scientists, McGraw-Hill, NY, NY, 1990.


Ttulo Original: Standard Test Method for Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer.


Ttulo em Portugus: Determinao do Mtodo de Teste para Mltiplos Stress Creep e Recovery(MSCR) do Ligante Asfltico Utilizando o Remetro de Cisalhamento Dinmico

Palavras-Chave: Creep e Recovery, Parte elstica e parte inelstica Nmero de Pginas: 3

47. Escopo1.1. Este mtodo de ensaio trata da determinao da parte recupervel e no recupervel do ligante asfltico por meio de mltiplos testes de Stress Creep and Recovery (MSCR). O MSCR teste conduzido utilizando o Remetro de Cisalhamento Dinmico (DSR) em uma temperatura especificada. 1.2. Essa norma apropriada para materiais no envelhecidos, materiais envelhecidos de acordo com o mtodo D2872 (RTFO), materiais envelhecidos de acordo com a prtica D6521 (PAV) e materiais envelhecidos de acordo tanto com o mtodo D2872 como com a prtica D6521.1.3. A porcentagem da parte recupervel um meio de determinar a presena da resposta elstica e a maneira que os ligantes asflticos modificados por polmero ou no-modificados respondem tenso. 48. Resumo do Ensaio2.1. Esse mtodo utilizado para determinar a presena da resposta elstica no ligante asfltico sob creep e recovery em dois nveis de tenso de cisalhamento em uma temperatura pr-determinada. Para o grau de desempenho (PG) dos ligantes, a temperatura determinada ser a maior temperatura do PG como foi determinado na especificao D6373 ou AASHTO M 320. A preparao da amostra e o equipamento esto de acordo com o mtodo D7175 utilizando a geometria de placas paralelas de 25mm com o gap de 1mm. Uma carga de tenso constante aplicada na amostra por 1s e ento a carga retirada e a amostra se recupera por 9s. Dez ciclos de creep e recovery so executados a uma tenso de 0,100KPa, seguidos de dez ciclos com uma tenso de 3,200KPa.

49. Terminologia 3.1. Definies Consulte a Terminologia D8 para determinaes de termos gerais utilizados nessa norma. Creep e Recovery um protocolo padro de um teste de reologia atravs do qual uma amostra submetida a uma carga constante por um tempo determinado e ento a carga retirada e a amostra se recupera por um tempo determinado. Creep compliance no recupervel a deformao permanente na amostra depois de um ciclo de creep e recovery dividido pela tenso aplicada em KPa.50. Relevncia e Aplicao4.1. Este mtodo utilizado para identificar a presena da resposta elstica no ligante asfltico e a mudana na resposta elstica em dois nveis de tenso. Creep compliance no recupervel um indicador da resistncia deformao permanente do ligante asfltico sob cargas repetidas. Mdulo de relaxao Funo Fluncia 4.2. Este mtodo tambm til como substituto para outros mtodos utilizados para medir a elasticidade do ligante asfaltico como o mtodo D5801 (Dureza e Tenacidade), mtodo D6084 (Recuperao elstica) e o mtodo D7175 (DMA ngulo de fase). 51. Equipamento para o Ensaio5.1. Remetro de Cisalhamento Dinmico O Remetro de Cisalhamento Dinmico como descrito na seo do Equipamento da norma D 7175 e materiais associados como descritos na seo de Materiais da norma D 7175. O Remetro deve operar no modo a tenso controlada. 52. Preparao das Amostras 6.1. Prepare a amostra de acordo com a seo de preparao de amostra da norma D 7175. 53. Procedimento de Ensaio 7.1. Permita que a amostra atinja um equilbrio trmico com a temperatura de teste de acordo com a seo de Procedimento de teste da norma D 7175. Se a amostra tiver sido utilizada anteriormente no remetro, permita que a amostra descanse por pelo menos 1 minuto antes de comear o teste de creep e recovery. 7.2. Aplique uma tenso na amostra de 0,100KPa por 1,00 segundo seguido por 9 segundos sem nenhuma carga. O torque total para cada ciclo de creep deve ser alcanado dentro de 0,003 segundo a partir do comeo do ciclo de creep como especificado pelo fabricante. Registre a tenso e a deformao a cada 0,10 segundo do ciclo de creep e por pelo menos a cada 0,45 segundo para o ciclo de recovery no tempo acumulado decorrido tal qual, em adio a outros dados, dados no tempo de 1,00s e 10,00s para cada ciclo gravado. 7.2.1. Se o DMA no gravar a deformao no tempo exato de 1,00 e 10,00 segundos, ento o software do DMA deve extrapolar o dado anterior para determinar o valor no tempo desejado. A extrapolao de dados deve incluir um dado medido que no seja 0,05 segundo menor que o tempo desejado em um ciclo de creep e que no seja maior que 0,30 segundo menor que o tempo desejado em um ciclo recovery. 7.3. Sem permitir nenhum tempo de descanso entre os ciclos, repita o ciclo de creep e recovery descrito na seo 7.2 nove vezes, totalizando 10 ciclos. 7.4. Sem permitir nenhum tempo de descanso como descrito na seo 7.3, repita 10 vezes o ciclo de creep e recovery como descrito na seo 7.2 e 7.3, utilizando uma carga de 3.200kPa. 7.5. Grave os dados a seguir para cada um dos 20 ciclos de creep e recovery: 7.5.1. Valor de deformao inicial no comeo da etapa de creep para cada ciclo. Essa deformao deve ser denominada o. 7.5.2. O valor da deformao no final da etapa de creep (isto , depois de 1,0s) para cada ciclo. Esta deformao deve ser denominada c. 7.5.3. O valor de deformao ajustado no final da etapa de creep (isto , depois de 1,0s) para cada ciclo: 1 = c - o (1) 7.5.4. O valor de deformao no final da etapa de recovery (isto , depois de 10.0s) para cada ciclo. Essa deformao deve ser denominada de r. 7.5.6. O valor de deformao ajustado no final da etapa de recovery (isto , depois de 10,0s) para cada ciclo: 10 = r - o (2)54. RefernciasNormas ASTM:55. C670 Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials;56. D8 Terminology Relating to Materials for Roads and Pavements;57. D2872 Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test);58. D5801 Test Method for Toughness and Tenacity of Bituminous Materials;59. D6084 Test Method for Elastic Recovery of Bituminous Materials by Ductilometer;60. D6373 Specification for Performance Graded Asphalt Binder;61. D6521 Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder Using a Pressurized Aging Vessel (PAV);62. D7175 Test Method for Determining the Rheological Properties of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer;Normas AASHTO:63. M 320 Specification for Performance-Graded Asphalt Binder;64. TP 70 Test Method for Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR) of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer;

REDE TEMTICA DE ASFALTOPROJETO DOS TRECHOS MONITORADOSTraduo da Norma:ASTM D 6648 2008

Ttulo Original: Standard Test Method for Determining the Flexural Creep Stiffness of Asphalt Binder Using the Bending Beam Rheometer (BBR)


Ttulo em Portugus: Mtodo Padro de Testes para Determinao da Resistncia Flexural Fluncia de Ligantes Asflticos Utilizando Remetro de Viga Flexo

Palavras-Chave: bending beam rheometer; flexural creep compliance; flexural creep stiffness.Nmero de Pginas: 9

65. Escopo1.1. Esse mtodo de teste trata da determinao da rigidez ou de comprimento e valor m de ligantes asflticos pelo uso de um remetro de viga flexo. aplicvel para materiais que possuem resistncia a fluncia na faixa de 20 MPa a 1 GPa (cumprimento ao creep com valores na faixa de 50 nPa-1 a 1 nPa-1) e que possam ser usados com materiais no-envelhecidos ou com materiais envelhecidos usando procedimentos de envelhecimento como o Test Method D 2872, Test Method D 1574, ou Practice D 6521. Os equipamentos do teste podem ser operados na faixa de temperatura entre -36C a 0C.1.2. Resultados do teste no so vlidos para amostras que defletem mais que 4,00 mm ou menos que 0,08 mm quando testadas de acordo com este mtodo presente.1.3. Esse padro no implica em atender todos os requisitos relacionados segurana, caso existam, associadas ao seu uso. responsabilidade do usurio desse procedimento estabelecer prticas de segurana e sade, determinando a aplicabilidade dos limites regulamentares antes do uso.66. Resumo do Ensaio2.1. O remetro de viga flexo usado para medir a deflexo no ponto de uma viga prismtica simplesmente apoiada de ligante asfltico sujeito carga aplicada constante ao ponto intermedirio da amostra. O aparelho opera apenas no modo de carregamento; medidas de recuperao no podem ser obtidas com o remetro de viga flexo.2.2. Uma amostra prismtica de ensaio imersa em fluido de temperatura controlada e carregada com uma carga de ensaio constante por 240,0 segundos. A carga de ensaio (980 50 mN) e a deflexo no ponto intermedirio da amostra so monitorados em funo do tempo, usando um sistema computadorizado de aquisio de dados.2.3. A tenso de flexo mxima no ponto intermedirio da amostra calculada a partir das dimenses da amostra, do comprimento da extenso, e da carga aplicada amostra por tempos de carregamentos de 8,0, 15,0, 30,0, 60,0, 120,0 e 240,0 segundos. A deformao de flexo mxima na amostra do ensaio calculada a partir das dimenses da amostra e da deflexo pelos mesmos tempos de carga. A rigidez da amostra para os tempos de carregamento especficos calculada dividindo a tenso de flexo mxima pela deformao mxima.67. Terminologia 3.1. Definies:3.1.1. Ligante asfltico - Um cimento asfltico que produzido atravs de resduo de petrleo com ou sem a adio de modificadores.3.1.2. Endurecimento fsico - endurecimento reversvel do ligante asfltico, independente do tempo, que ocorre tipicamente quando o ligante armazenado abaixo da temperatura ambiente.3.2. Definies de Termos Espefcios a Essa Norma:3.2.1. Carga de contato - A carga, Pc, necessria para manter contato positivo entre as amostras do ensaio, suportes, e eixo de carga: 35 10mN.3.2.2. Flexural creep compliance, D(t) - A razo obtida dividindo a deformao por flexo mxima (Equao 1) numa viga pela tenso por flexo mxima (Equao 2). Rigidez creep flexural o inverso da tendncia de creep flexural. (1)Onde: = deformao mxima na viga, mm/mm,= deformao da viga, mm,h = espessura da viga, mm, eL = comprimento, mm. (2)Onde: = tenso mxima na viga, MPa;P = carga constante, N;L = comprimento, mm.b = largura da viga, mm, eh = profundidade da viga , mm.3.2.3. Flexural creep stifness, S(t) - A rigidez ao creep obtida para montar um polinmio de segunda ordem ao logaritmo da rigidez medida a 8,0, 15,0, 30,0, 60,0, 120,0 e 240,0 segundos e o logaritmo do tempo (Equao 3). (4) Onde: A, B, e C = coeficiente de regresso determinados na seo 14.3.1 da norma original, et = tempo de carregamento.3.2.4. Flexural creep stifness, medida, Sm (t) - A razo (Equao 5) obtida dividindo a tenso de flexo mxima medida (ver Equao 2) pela deformao de flexo mxima medida (ver Equao 1). Flexural creep stifness tem sido usado historicamente na tecnologia de asfalto enquanto o creep compliance comumente usado em estudos de viscoelasticidade. (5)Onde: = flexural creep stiffness no tempo t, MPa; = carga de teste calculada, mN; = distncia entre os suportes, mm;B = largura da amostra de teste, mm;H = profundidade da amostra de teste, mm, e = deflexo da amostra de teste no tempo t 3.2.5. Valor m - O valor absoluto do declive do logaritmo da curva de rigidez versus o logaritmo do tempo (Equao 6). (6)Onde: B e C = coeficientes de regresso determinados no item 14.3.1 e t = tempo de carregamento3.2.6. Carga de ensaio - A carga, Pt, de durao de 240 segundos usado para determinar a rigidez do ligante asfltico testado; 980 50 mN.68. Relevncia e Aplicao4.1. As temperaturas para esse ensaio so relacionadas temperatura de inverno s quais o pavimento submetido na rea geogrfica para a qual o ligante asfltico proposto.4.2. Flexural creep stiffness ou Flexural creep compliance, determinadas neste ensaio, descreve a resposta do ligante asfltico ao tempo de tenso-deformao temperatura baixa na temperatura de ensaio dentro da faixa da resposta viscoelstica.4.3. O desempenho s trincas trmicas de baixa temperatura dos pavimentos asflticos est relacionado ao creep stiffness e ao valor m do ligante asfltico contido na mistura.4.4. O creep stiffness e o valor m so usados como critrio de especificaes baseadas em desempenhos para ligantes asflticos de acordo com o mtodo da AASHTO da Prtica MP1.69. Preparao das Amostras 5.1. Preparao dos moldes de metal Remova qualquer resduo de ligante asfltico, graxa ou outros resduos que estiverem nos moldes. Para preparar os moldes de metal, espalhe uma camada fina de ligante asfltico no inferior das faces do molde de metal. Use apenas a quantidade de graxa necessria para manter as tiras de plasitico ao metal. As tiras de plsticos que ficaram distorcidas no aquecimento anterior no devero ser utilizadas. Coloque a tira de plstico sobre o metal e esfregue o plstico com presso dos dedos. Monte o molde como mostrado na Figura 1 utilizando o anel de borracha para prender as preas no molde em conjunto. Inspecione o molde e pressione o filme plstico contra o metal para forar as bolhas de ar a sarem. Se as bolhas de ar continuarem, desmonte o molde e recubra o metal com graxa. Cubra o interior da face das duas peas finas com uma pelcula fina do glicerol e talco para evitar que o ligante asfltico e talco para previnir que o ligante asfltico fique com pedaos de metal. Deixe o molde na temperatura ambiente at a retirada do ligante asfltico.

Figura 1. Dimenses e especificaes dos moldes de alumnio5.2. Preparao de moldes de silicone Remova o resduo de ligante asfltico, graxa ou qualquer outro resduo limpando os moldes com um pano limpo e seco. No use solvente orgnico para limpar os moldes. Prepare os moldes de silicone juntando as duas partes do molde como mostrado na figura 2.

Figura 2. Dimenses para fixao dos moldes de silicone

5.3. Preparao das amostras de teste5.3.1. Se o ligante a ser testado no estiver envelhecido, obtenha as amostras de acordo com a prtica D 140. Amostras envelhecidas em laboratrio ou amostras de ligantes asflticos recuperados das misturas devem ser obtidas de acordo com o mtodo apropriado.5.3.2. Aquea o ligante asfltico em um forno com uma temperatura que no seja maior que 165C at que o ligante esteja suficientemente fluido para derramar. Se a temperatura de 165C no for suficiente, deve-se aquecer o ligante a uma temperatura de 180C at que o ligante fique fluido.5.4. Moldando as amostras de teste:5.4.1. (Molde de metal) - Com o molde em temperatura ambiente, comece a derramar o ligante asfltico na extremidade do molde e mova em direo a outra extremidade enchendo o molde de ligantes asfltico. Quando houver vazamento, mantenha o recipiente da amostra a 20 a 30mm do topo do molde e continue movendo o recipiente com o ligante at a outra extremidade do molde uma s vez. Coloque o molde preenchido na bancada do laboratrio e deixe o molde esfriat pr 45 a 60min temperatura ambiente. Aps o resfriamento temperatura ambiente, retire a face exposta da amostra utilizando uma esptula aquecida.5.4.2. (Molde de Silicone) Pr-aquea o molde de borracha em um forno de 135 C por at 30 minutos antes do seu enchimento. Preencha o mole lentamente at o topo tendo sempre cuidado para no criar bolhas de ar. Deixe o molde e a amostra esfriem temperatura ambiente por pelo menos 45 minutos. 5.5. Armazenar e desmoldar a amostra:5.5.1. Armazene todas as amostras nos moldes temperatura ambiente antes do teste. O ensaio deve ser concludo no prazo de 4h depois que as amostras foram preparadas. 5.5.2. Pouco antes da desmoldagem, esfrie o molde de silicone ou metal contendo a amostra em uma cmara fria ou em um banho de gua por um tempo suficiente para endurecer a amostra para que ela possa ser retirada facilmente. Na desmoldagem, a amostra no deve ser exposta a temperatura que esto dentro de 10 C da temperatura de teste. No esfrie os moldes contendo as amostras no banho de teste, pois pode ocorrer variao de temperatura do banho de 2 C. 5.5.3. Retire a amostra imediatamente assim que a amostra estiver suficientemente endurecida para ser retirada sem que haja nenhuma distoro ao retirar do molde de metal ou de silicone. Para evitar distoro na amostra, desmolde a amostra deslizando as tiras de plsticos e os pedaos de metal da amostra.70. Procedimento de Ensaio 6.1. Quando estiver testando se a amostra est de acordo com a norma AASHTO MP1, selecione a temperatura de teste apropriada pela Tabela 1 da norma AASHTO MP1. Aps a retirada da amostra do molde, deve-se colocar a amostra imediatamente no banho e condicion-la a temperatura de ensaio. A carga deve ser aplicada no ensaio por 60 5 minutos depois que a amostra for colocada no banho. A amostra deve ficar submersa no banho temperatura de teste 0,1C por todo o tempo de ensaio. 6.2. Teste de medida de espessura da amostra A espessura da amostra de teste deve ser tomada como a medida da espessura do espaamento de metal utilizados para moldar a amostra (Veja seo 7.7.1. da norma original).NOTA: 7.7.1 da norma original: A espessura dos dois espaadores utilizados para cada molde (pequenas peas utilizadas no molde de metal) deve ser medida com um micrmetro e a espessura dos dois no deve variar mais que 0.05 mm. NOTA 2 Pequenos erros na espessura da amostra podem gerar um grande efeito no clculo do mdulo pois o clculo do mdulo funo da espessura, h elevado terceira potncia. (Equao 7)

(7)Onde: E = flexural creep stiffnes, MPa;P = Carga, N;L = comprimento, mm;b = largura da viga, mm;h = profundidade da viga mm, e = deflexo da viga, mm6.2.1. Mtodos opcionais para teste de medir a espessura da amostra Dois mtodos opcionais para medir a espessura da amostra (sees 6.2.2 e 6.2.3) podem ser utilizados a critrio do usurio. Medida da espessura de insero (art. 13,2) deve ser utilizada como mtodo de referncia para os moldes de metal. Mtodos descritos em 6.2.2 e 6.2.3 devem ser usados com os moldes de silicone. 6.2.2. Mtodo direto Ao utilizar este mtodo, a espessura da amostra de ensaio deve ser medida com um aparelho de espessura padro ou aparelhos similares. As amostras devem ficar submersas na temperatura de ensaio 0,2C durante a medio. A espessura deve ser obtida no ponto mdio da amostra e deve ser de aproximadamente 2.5m e deve ser posta no software para o calculo da rigidez da amostra. 6.2.3. Medio pelo transdutor de deslocamento A espessura da amostra pode ser medida pelo transdutor de deslocamento conforme descrito abaixo: A espessura pode ser calculada manualmente utilizando o sistema de leitura de deslocamento do instrumento ou pode ser inserida no software e calculada automaticamente. Calcule e comunique ao sistema a espessura de aproximadamente 50m para que este resultado seja utilizado no clculo da rigidez da amostra. 6.2.3.1. Estabelea o leitor de deslocamento correspondente ao incio do suporte, colocando a viga de ao inoxidvel de 6.35mm de espessura nos apoios. Aplique a carga de 35 10 mN na viga de ao e registrar a leitura do transdutor de deslocamento como Rs1. Inverta a viga de ao para obter uma segunda leitura RS2. Calcule a mdia das duas leituras e registre como Rs (Equao 8). Calcular o leitor do transdutor de deslocamento correspondente ao topo do suporte (ver Figura 3). (8)Onde: R0 = Leitura do transdutor de deslocamento correspondente ao todo do suporte RS = mdia das duas leituras do transdutor de deslocamento. ts = medida da espessura da viga de ao (Ver seco 7.8.1 da norma original)

Figura 3. Gage Block utilizado para calibrar o transdutor de deslocamento 6.2.3.2. Estabelea a espessura da amostra imediatamente antes do ensaio, colocando a amostra nos suportes. Aplique uma carga de contato de 35 10mN na amostra e grave a leitura do transdutor de deslocamento como Ra1 . Inverta a amostra para gravar uma segunda leitura do transdutor de deslocamento como Ra2. Se a diferena entre as duas leituras for menor que 1.0mm, determinar Ra como a mdia das duas leituras. Se a diferena entre as duas leituras for maior que 1.0mm, ento o achatamento da amostra duvidoso e deve ser descartada. Calcule a espessura da amostra, conforme mostrado na Figura 4. (9)Onde: t0 = espessura da amostra calculadaR0 = leitura do trasndutor de deslocamento correspondente ao topo do suporte calculado pela Equao (8)Ra = mdia das duas leituras do transdutor de deslocamento com o transdutor de deslocamento em contato com o topo da amostra.

Figura 4. Medio da espessura da amostra pelo transdutor de deslocamento.6.3. Checagem da carga de contato e a carga de teste Verifique o ajuste da carga de contato e a carga de teste antes do ensaio antes de realizar os testes na amostra conforme a seco 6.4. A viga de ao inoxidvel de 6.35mm de espessura (seo 7.8.1. da norma original) deve ser utilizada para checar a carga de contato e a carga de teste. 6.3.1. Colocar a viga de ao inoxidvel cheia em uma posio que a viga suporte. Utilize a vlvula reguladora da carga e aumente aos poucos a fora na viga para 980 50mN.6.3.2. Alterne da carga de teste para a carga de contato e ajuste a fora na viga para 35 10 mN. Alterne entre a carga de teste e a carga de contato por quatro vezes.6.3.3. Ao alternar entre a carga de teste e a carga de contato, observe o eixo de carga e o movimento da plataforma de visibilidade vertical. O eixo de carga deve manter contato com a viga de ao quando alternada entre a carga de contato e a carga de teste. A carga de teste e a carga de contato devem ser mantidas em 35 10mN e 980 50mN, respectivamente.6.3.4. Ao corretiva Se os requisitos das sees 6.3.1 e 6.3.3 no forem obedecidos, o dispositivo pode necessitar de calibrao como descrito na seo A.1.2. do Anexo A1 da norma originalou o eixo da carga pode est sujo ou exigir alinhamento (seo 11.2. da norma original). Se os requisitos das seces sees 6.3.1. e 6.3.3.no puderem ser cumpridos depois da calibrao, limpeza ou outras medidas corretivas, interrompa o uso do dispositivo e consulte o fabricante do equipamento.6.4. Introduza as informaes de identificao da amostra, tempo decorrido que a amostra deve ser condicionada em banho temperatura de ensaio e outras informaes apropriadas para o computador que controla o sistema de teste (veja Tabela A1.1 no anexo A1 da norma original)6.5. Depois do condicionamento, coloque as amostras no suporte e, gentilmente, posicione a parte de trs da amostra contra os pinos de alinhamento. Inicie o teste como descrito na Seo 6.6. A gua do banho deve ser mantida na temperatura de teste 0,1C durante o ensaio. Caso contrrio, o teste deve ser rejeitado. 6.6. Manualmente aplique uma carga de contato de 35 10 mN por no mais que 10 segundos para assegurar o contato entre a amostra e a cabea controladora. 6.7. A carga de contato deve ser aplicada pelo aumento suave da carga para 35 10 mN. Ao aplicar a carga de contato, a carga sobre a viga no deve exceder 45 minutos e o tempo de aplicar e ajustar a carga no deve ser maior que 10s. 6.8. Com a carga de contato aplicada na amostra, ativar o sistema de teste automtico que est programado para proceder como segue:6.8.1. Aplique uma carga de 980 50 mN por 1 0,1s. 6.8.2. Reduza a carga de contato para 35 10 mN e permita que a amostra se recupere por 20 0,1s. No final da carga, o operador deve controlar o computador para verificar se a carga sobre o teste voltou para o valor de 35 10 mN. Se isto no ocorrer, o ensaio deve ser rejeitado. 6.8.3. Aplique uma carga de teste de 980 50 mN na amostra. O software deve registrar o teste de carga a cada intervalo de 0,5s de 0,5s a 140s e calcular a media dos valores de carga registrados. Entre 0,5 e 5s, a carga mdia de ensaio deve ser de 50mN e para o restante do tempo, a carga media de ensaio deve ser de 10 mN. A carga real na amostra, medida pela clula de carga, deve ser utilizada para calcular a tenso na amostra. O padro de carregamento definido na Figura 5.

Figura 5. Definio do padro de deslocamento.6.8.4. Remova a carga de teste e retorne a carga de contato para 35 10mN.6.8.9 Remova a amostra dos suportes e prossiga para o prximo teste. 71. RefernciasNormas ASTM:72. C 802 Prtica para Conduzir um Programa Interlaboratorial de Teste para Determinar a Preciso dos Mtodos de Ensaio para Materiais de Construo373. D 140 Prtica para Amostragem de Materiais Betuminosos474. D 1754 Mtodos de Ensaio para o Efeito do Calor e do Ar em Materiais Asflticos (Ensaio de Estufa para Pelcula-Fina)475. D 2872 Mtodos de Ensaio para o Efeito do Calor e do Ar em uma Pelcula Mvel de Asflto (Mtodo de Estufa para Pelcula-Fina Rolante)476. D 6521 Prtica para Envelhecimento Acelerado de Ligante Asfltico Usando Vaso de Envelhecimento Sob Presso (PAV)477. E 77 Mtodos de Ensaio para Inspeo e Verificao de TermmetrosNorma AASHTO:78. Norma de Especificao AASHTO MPI para Grau de Desempenho de Ligante6Norma DIN..379. 43760

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