A reologia pode ser considerada a ciência que compreende o estudo de materiais que exibem características sólidas e líquidas, dependendo da temperatura.

A capacidade de um material deformado retornar à sua forma e tamanho originais quando as forças que causam a deformação são removidas é chamada de elasticidade, e os materiais que exibem esse comportamento são chamados de elásticos. A maioria dos materiais sólidos exibe elasticidade, e a resposta a tensões relativamente pequenas resulta em uma tensão diretamente proporcional.

O comportamento do ligante asfáltico pode ser discutido em três regiões de comportamento diferentes:

• Região elástica linear de baixa temperatura;
• Região viscosa de alta temperatura;
• Região visco elástica de temperatura intermediária.

O comportamento linear é realizado em baixas temperaturas e curtos tempos de carregamento (altas frequências), onde o ligante asfáltico se comporta como um sólido elástico. A linearidade também é mantida (para ligantes não modificados) em altas temperaturas e longos tempos de carregamento (baixas frequências), onde o material se comporta quase inteiramente como um fluido newtoniano.

A área onde a não linearidade é proeminente está, portanto, na faixa de temperaturas moderadas e tempos de carregamento moderados (Van der Poel, 1954). Essa faixa de temperaturas e tempos de carregamento corresponde às condições experimentadas no campo, ou seja, na sua rodovia.

Nas temperaturas de serviço dos pavimentos, o ligante asfáltico possui propriedades que estão na região visco-elástica.

Para quem não tem muita intimidade com esse termo “viscoelasticidade” sugiro comprar ou apertar um travesseiro da “NASA”.

Nessas temperaturas, o ligante asfáltico tem comportamento viscoso e elástico e exibe uma relação dependente do tempo entre a tensão ou tensão aplicada e a tensão ou tensão resultante (Goodrich, 1988).

O termo viscoelasticidade refere-se às propriedades mecânicas de um material que, em dois extremos limitantes, pode resultar no comportamento do material como um sólido elástico ou um fluido viscoso, dependendo da temperatura e do tempo de carregamento. A viscoelasticidade difere da plasticidade, pois os materiais visco elásticos exibem uma recuperação relacionada ao tempo quando uma carga é removida: isso geralmente é chamado de resposta elástica retardada.

Um material plástico não retorna à sua forma original após a remoção da carga.

Sob carga, um material pode exibir uma resposta visco elástica e plástica mista na qual ocorre uma proporção de deformação; essa é uma característica importante do ligante asfáltico, onde a deformação acumulada não recuperada se manifesta no desenvolvimento de deformações permanentes.

Os métodos convencionais de caracterização das propriedades do ligante asfáltico não podem descrever completamente as propriedades visco-elásticas necessárias para relacionar propriedades fundamentais do ligante ao seu desempenho.

Ensaios de penetração e ponto de amolecimento, embora realizados em torno das temperaturas em questão, são completamente empíricos e, não são úteis para caracterizar o comportamento visco elástico do ligante asfáltico.

As características visco elásticas do ligante são tipicamente determinadas por meio de ensaios dependentes do tempo. Os dois meios mais comuns de determinar as propriedades visco-elásticas são:

• Medições de fluência e recuperação (carga transitória) e,
• Dinâmicas oscilatórias (tensão e tensão alternadas de amplitude e frequência constantes).

O ligante asfáltico pode ser considerado um material visco-elástico, onde, tipicamente, a baixas temperaturas as propriedades elásticas dominam, enquanto a altas temperaturas o material se comporta como um fluido viscoso.

Um reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR) pode ser usado para realizar uma análise visco elástica de um material. Esta é uma técnica empregada para medir as propriedades do ligante asfáltico e parte do sistema de classificação PG.

Nesse ensaio, uma tensão senoidal é aplicada a uma amostra e o estresse resultante é monitorado em função da frequência. Isso é denominado ‘teste controlado por deformação’.

Outro ensaio, chamado de teste de recuperação de fluência múltipla por estresse (MSCR – Multiple Stress Creep and Recovery) resulta na resistência à deformação a alta temperatura sob a ação repetitiva de cargas pesadas originadas pelo tráfego.

Este ensaio foi proposto por D’Angelo et al. (2007) nos EUA, e apresenta o padrão ASTM D7405 publicado em 2008 (ASTM, 2008). O ensaio MSCR é um ensaio reológico padrão baseado no teste de recuperação de fluência repetida (D’Angelo et al., 2007).

O ensaio é realizado na mesma temperatura do grau de desempenho superior ou a 64ºC para comparar diferentes ligantes.

Esse ensaio se mostrou eficaz para avaliar a elasticidade de ligantes convencionais e modificados em altas temperaturas de serviço, sendo considerado mais representativo do que apenas o PG superior, por aplicar um ciclo de carga e descarga na amostra envelhecida pelo estufa RTFOT – envelhecimento a curto prazo, ou seja, um processo muito semelhante ao que ocorre no pavimento na sua vida útil em serviço (HUANG et al., 2015).

O ensaio MSCR consiste na aplicação de uma tensão de 0,1 kPa durante 10 ciclos, sendo que cada ciclo tem 1s de carregamento e 9s de repouso, seguido da aplicação de mais 10 ciclos a uma tensão de 3,2 kPa.

O parâmetro obtido nesse ensaio é a compliância de fluência não recuperável (Jnr), que trocando em miúdos, é a Deformação e Recuperação em Múltiplas Tensões.

De acordo com FHWA ( Federal Highway Administration) esse valor de Jnr sob carga de 3,2 kPa demonstrou ser um indicador da resistência à deformação sob carga repetida.

Os estudos de D’Angelo et al. (2007) mostraram que reduzir o Jnr pela metade reduzia a deformação do pavimento na mesma proporção.

Portanto, o valor de Jnr obtido com uma tensão de 3,2 kPa, que é baseado na resposta dos ligantes asfálticos em sua temperatura de desempenho, é um indicador da resistência à deformação.

Agora que você já sabe que a simples classificação pelo Grau PG XX -YY não basta para você especificar o ligante asfáltico para sua rodovia, mas você já adquiriu um bom volume para sua obra, corre lá no escritório e leia com atenção o Certificado de Qualidade, e a classificação Jnr que seu fornecedor informou.

Se após a indicação da temperatura elevada (XX) não constar uma das letras: E – V – H – S, conforme exemplo,

Prepare-se, você poderá estar adquirindo um ligante asfáltico, que te disseram ser “TOP” pelos ensaios de RE, PA, PEN e VISC, mas inapropriado para o volume de tráfego da sua rodovia.

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