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A viscosidade é uma propriedade referente à resistência à deformação de um fluido devido à resistência ao escoamento, ou seja, é o resultado do atrito interno contra a fluidez. Quanto maior a viscosidade, menor será a velocidade de movimento do fluido. A Figura 2.23 (DNER, 1996) mostra um fluido viscoso aderente a duas placas paralelas de vidro com área (A) para cada uma delas e uma distância (D) entre as mesmas. Mantendo uma das placas fixa, aplica-se na outra placa uma força tangencial (F) num intervalo de tempo Δt de maneira a percorrer um espaço Δx. Observa-se que o fluido sofre cisalhamento, ou seja, uma deformação cuja velocidade é definida pela razão Δγ/Δt, no qual Δγ é o deslocamento percorrido na distância D. A relação entre a força tangencial (F) e a área (A) na qual esta força é aplicada, é definida como tensão de cisalhamento (τ). O coeficiente de viscosidade ou simplesmente viscosidade (η) é definido como sendo a relação entre a tensão de cisalhamento (τ) e a velocidade de deformação (Δγ/Δt) (Equação 2.6). Um fluido será denominado de Newtoniano quando a relação existente entre tensão e taxa de cisalhamento for linear.

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Figura 2.23 – Representação do escoamento de um fluido Newtoniano (DNER, 1996) As misturas asfálticas geralmente são produzidas em temperaturas elevadas. Valores de temperatura maiores do que 160°C são comuns e imprescindíveis para a obtenção de uma viscosidade apropriada do CAP na mistura, de maneira a garantir o recobrimento do agregado mineral e a compactação, especialmente para CAPs muito viscosos ou contendo aditivos. Contudo, temperaturas elevadas acarretam riscos como: formação de fumos excessivos de CAP relacionados à segurança operacional, possível separação térmica entre CAP e polímero e excessiva oxidação do CAP (Larsen et al., 2004). O viscosímetro rotacional ou Brookfield, é o equipamento utilizado para avaliação da trabalhabilidade de CAP em temperaturas elevadas. A viscosidade é medida através do torque necessário para girar uma haste (também designada de spindle) imersa em uma amostra de CAP aquecida, a velocidade constante (Figura 2.24). Normalmente, utilizam-se as temperaturas de: 135°C, 150° C e 175°C para a caracterização do CAP, quando o mesmo age aproximadamente como um fluido viscoso.

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Figura 2.24 – Esquema de funcionamento do viscosímetro Brookfield® (Rhode, 2007) O CAP deve ser manipulado e estocado à menor temperatura possível em relação à fluidez suficiente ao seu uso, tendo em vista que a viscosidade deve estar apropriada para a operacionalidade das ações imprescindíveis aos procedimentos de mistura em linha ou mudança para os sistemas de transportes. A viscosidade do CAP tem importância fundamental na compactação. Uma viscosidade elevada dificulta a movimentação dos agregados durante a rolagem. Quando a viscosidade é baixa, os agregados movimentam-se com maior mobilidade durante a compactação, contudo não há coesão suficiente para manter estas partículas na posição uma vez finalizada a compactação. O aumento da viscosidade por oxidação do CAP faz com que o mesmo se torne mais frágil (quebradiço) afetando seu desempenho perante esforços repetitivos (Pereira, 2010).

Para a caracterização da viscosidade e do comportamento elástico do CAP convencional e/ou modificado, é utilizado o Reômetro de Cisalhamento Dinâmico (Dynamical Shear Reometer - DSR). Este equipamento é provido de duas placas paralelas (uma oscilante e outra fixa). A amostra de CAP é colocada entre essas placas no qual submete-se a pulsos de carga cisalhantes (Figura 2.25).

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Os resultados obtidos através desse ensaio permitem a determinação de duas importantes variáveis: o módulo complexo de cisalhamento (G*_{) e o ângulo de fase (δ).}

O G* _{simboliza a resistência total do CAP à deformação quando submetido a repetidos}

pulsos de tensões cisalhantes. O G* _{é formado por dois componentes: o módulo de}

armazenamento ou elástico (G’) e o módulo de perda ou viscoso (G”) (Figura 2.26).

Figura 2.26 – Ângulo de fase e módulo complexo (Rohde, 2007)

Para os materiais elásticos, o carregamento aplicado é coincidente com a resposta imediata da deformação não existindo atraso. Os materiais viscosos possuem um intervalo de tempo entre o carregamento e a resposta, caracterizado por um ângulo de fase próximo a 90°. O CAP é caracterizado como um material viscoelástico cujo ângulo de fase varia entre 0° (baixas temperaturas) e 90° (altas temperaturas) (Figura 2.27) (Bernucci et al., 2007).

Figura 2.27 – Exemplos de resultados de ângulo de fase para dois tipos de CAP (Bernucci et al., 2007)

As especificações Superpave (Superior Performing Asphalt Pavements) definem e estabelecem valores para as relações entre G* × senδ e G*_{/senδ. O parâmetro G}*_{/senδ é} utilizado para avaliar o comportamento do material em temperaturas elevadas (>46°C)

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quanto à deformação permanente e o G* × senδ é utilizado para avaliar o comportamento do material em temperaturas intermediárias (7°C e 34°C) como

indicativo da resistência à fadiga (Bernucci et al., 2007).

Alguns parâmetros reológicos tais como o módulo complexo (G*_{) e o ângulo de fase (δ),}

podem ser dispostos em escala log-log originando uma curva mestra conforme apresentado na Figura 2.28.

Figura 2.28 – Exemplo de representação de uma curva mestra (Alencar, 2009) A obtenção de propriedades reológicas de materiais quando submetidos a carregamentos, demandam muito tempo. A curva mestra é uma verificação das propriedades reológicas do CAP em um ensaio com curto período de duração. Tal procedimento baseia-se no princípio de variáveis reduzidas ou Princípio da Superposição Tempo-Temperatura (PSTT) no qual há equivalência entre estes dois fatores, ou seja, o tempo e a temperatura possuem o mesmo efeito sobre as propriedades reológicas do material (Bechara et al., 2008).

Para a construção de uma curva mestra, é necessário, inicialmente, coletar dados referentes a ensaios dinâmicos, realizados em faixas de frequência e de temperatura na região de viscoelasticidade linear do material. As curvas referentes às outras temperaturas são transportadas horizontalmente na escala do tempo de modo que todas as curvas se ajustem em uma única curva de referência. Efetua-se esse transporte através de uma função designada de fator de deslocamento, conversão ou shift factor representada por a[T] (Figura 2.29). Um gráfico de log a[T] versus temperatura é

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produzido em conjunto com a curva mestra no qual o mesmo é um indicativo visual da variação das propriedades reológicas de um material viscoelástico em função da temperatura (Bechara et al., 2008).

Figura 2.29 – Transporte de curvas para construção da curva mestra (Chompoorat e Likitlersuang, 2009)

Alencar et al. (2008) avaliaram, através de curvas mestras, CAP convencional 50/70 e modificado com os seguintes aditivos: CAP + 4% EVA + 2% LCC e CAP + 4% EVA. Tomando como referência a temperatura de 25°C e utilizando o princípio da superposição tempo-temperatura, foi verificado que, para todas as amostras de CAP modificado, houve um aumento no G* _{em temperaturas elevadas e uma pequena}

diminuição no G* _{em baixas temperaturas.}

Rodrigues (2010) construiu curvas mestras utilizando a TR de 60°C para CAP

convencional 50/70 e modificado com os seguintes aditivos: (i) CAP + 3% SBS, (ii) CAP + 4% SBS, (iii) CAP + 4,5% SBS, (iv) CAP + 3% SBS + 1% LCC, (v) CAP + 4% SBS + 1% LCC e (vi) CAP + 4,5% SBS + 1% LCC. Os resultados indicaram que a adição de LCC em todas as amostras proporcionou uma redução no valor de G* _em

relação ao CAP modificado apenas com SBS. Rodrigues (2010) afirmou que este fenômeno deve-se ao fato do LCC promover a solubilização de parte da fração asfaltênica provocando a diminuição da viscosidade e modificando as propriedades reológicas do CAP.

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2.10. Ensaios para Avaliação da Resistência ao Dano por Umidade em Misturas