Controle de qualidade é a maneira de garantir que qualidade seja incorporada a um produto ou serviço. A variabilidade do processo de produção deve ser controlada, de modo que problemas sejam rapidamente identificados e tenham suas causas investigadas para que possam ser eliminados do processo. Para misturas asfálticas, devem ser verificados se os parâmetros de projeto de dosagem estão sendo respeitados, dentro de certos limites de tolerância, a fim de que o desempenho em campo seja satisfatório. O objetivo geral desta pesquisa é a aferição do nível de qualidade das características das misturas empregadas no revestimento asfáltico de uma importante rodovia no Estado do Rio Grande do Sul e avaliar o reflexo desta variabilidade no desempenho dos revestimentos. Para alcançar este objetivo, foi formado um banco de dados contendo as características medidas pelos empreiteiros durante o processo de produção de 12 misturas asfálticas diferentes. Optou-se por analisar somente as medidas que possam ser representativas do processo de execução. Neste trabalho, as características analisadas foram: porcentagens passantes nas peneiras # 3/8”, # n4 e # n200 e o teor de ligante. Na análise da variabilidade foram buscados parâmetros estatísticos que descrevam o nível de qualidade destas características. Considerou-se a variabilidade do processo de produção e a capacidade dos empreiteiros de centrarem suas produções nos parâmetros de projeto das misturas. Concluiu-se que todas estão com nível de qualidade inferior ao especificado como aceitável, com exceção apenas da porcentagem passante na peneira # 3/8”. O passo seguinte foi a avaliação do reflexo deste nível de qualidade no desempenho dos revestimentos asfálticos. Os parâmetros de desempenho avaliados foram o afundamento em trilhas de rodas e a porcentagem de área trincada. Para isso, foram realizadas análises de sensibilidade utilizando o software M-E PDG e variando as características de qualidade; optou-se por incluir o volume de vazios nesta análise devido a sua grande importância para o desempenho dos revestimentos asfálticos. Nesta análise, foram considerados os limites de tolerância especificados pelo DNIT e os limites de tolerância determinados neste trabalho. O desempenho do revestimento asfáltico considerado nesta análise se mostrou sensível às variações de todas as características de qualidade avaliadas, principalmente ao teor de ligante e ao volume de vazios. / Quality control is a manner to ensure that quality is incorporated to a product or service. The variability of the production process must be controlled, such that problems are quickly identified and causes investigated so that they can be removed from the process. For asphalt mixtures issues, a check should be made to ensure that the target measures are being complied with, within certain limits of tolerance, so that the field performance is satisfactory. The objective of this research is the quality level measure of the quality characteristics of the mixtures used in the asphalt coating of a major highway in the Brazilian state of Rio Grande do Sul and to evaluate the effect of this variability in asphaltic concrete overlays performance. To achieve this goal, it was created a database containing the measures by the contractors during the process of producing 12 different asphalt mixtures. Only those measures that may be representative of the implementation process was analyzed, so that the characteristics measured in specimens molded in the laboratory have not been evaluated. In this study, the characteristics analyzed were: percent passing through sieves # 3/8", # n4 and # n200 and asphalt content. For variability analysis, statistical parameters were sought in order to describe the quality level of those characteristics. The variability of the production process and the ability of contractors to focus their production on design parameters of the mixtures were taken into account. It was concluded that they are all a level of quality below that specified as acceptable, except only the percent passing through sieve # 3/8". The next step was to evaluate the influence of this quality level in the performance of asphalt pavement. The performance parameters evaluated were rutting and the percentage of cracked area. For this purpose, sensibility analysis, using the M-E PDG software and varying the quality characteristics, were performed. For that analysis, the volume of voids was included, since it has a great importance for the performance for asphalt pavement. The tolerance limits specified by DNIT and the tolerance limits established in this work were also considered. The performance of the asphaltic concrete overlay considered in this analysis was proved to be sensitive to variations of all quality characteristics evaluated, mainly the asphalt content and air voids.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O efeito deletÃrio da Ãgua à um dos principais fatores responsÃveis pelo desgaste de revestimentos asfÃlticos. No interior desta estrutura, a Ãgua pode interferir na adesÃo do filme de ligante com os agregados e na coesÃo do prÃprio filme de ligante, agravando mecanismos de dano, tais como deformaÃÃo permanente e trincamento por fadiga. Dessa forma, estudar o comportamento do revestimento asfÃltico na presenÃa da Ãgua à de fundamental importÃncia para a durabilidade da estrutura. Para que a Ãgua seja transportada no interior do material à necessÃrio que os vazios se comuniquem. Entretanto, a distribuiÃÃo dos vazios com a profundidade da camada de revestimento nÃo à homogÃnea, bem como a condiÃÃo anisotrÃpica de misturas asfÃlticas faz com que essa distribuiÃÃo dos vazios seja tambÃm diferente nas direÃÃes horizontal e vertical. O coeficiente de permeabilidade (k) tem sido um parÃmetro comumente utilizado para caracterizar a capacidade drenante de misturas asfÃlticas. Entretanto, o k sà à constante para um material no estado saturado. No estado nÃo saturado, o k à funÃÃo da quantidade de Ãgua presente nos vazios. Como na maioria das estruturas de engenharia, incluindo os pavimentos asfÃlticos, predomina o estado nÃo saturado, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar, atravÃs de simulaÃÃo numÃrica, o fluxo dâÃgua em uma seÃÃo hipotÃtica de pavimento asfÃltico com revestimento composto por diferentes misturas asfÃlticas com diferentes permeabilidades. No total, foram analisadas seis misturas asfÃlticas do tipo Concreto AsfÃltico (CA) com Volumes de vazios (Vv) diferentes (4% e 7% de Vv), e a partir de amostras com trÃs alturas (6,5cm, 12cm e 15cm para cada Vv). As amostras com 15cm e 12cm de altura foram cortadas em trÃs partes (topo, meio e base) com o objetivo de verificar o comportamento da permeabilidade com a altura da amostra. Os resultados indicam que a distribuiÃÃo dos vazios com a altura da amostra se altera, consequentemente, tambÃm altera os valores do k com a profundidade. Resultados obtidos a partir de amostras com 12cm de altura indicam que a permeabilidade diminui com a profundidade se comparada aos resultados obtidos para amostras com 15cm de altura. AlÃm disso, verificou-se que a distribuiÃÃo do nÃvel de saturaÃÃo na camada de revestimento diminui à medida que a camada de revestimento se aproxima da borda da estrutura. Por fim, amostras com 7% de Vv apresentam maior capacidade drenante, e consequentemente, sÃo mais susceptÃveis ao dano provocado pela umidade quando comparada com amostras com 4% de Vv. / The deleterious effect of water is a major factor responsible for the distresses in flexible pavements. Inside the structure, the water can interfere in the binder/aggregate adhesion and in the cohesion of the binder itself, accelerating damage mechanisms such as fatigue damage and permanent deformation. Thus, studying the behavior of the pavement in the presence of water is crucial to predict the behavior of this structure. For the water transport inside the material it is necessary an interconnection of voids. However, the distribution of voids with the depth of the surface layer is non homogeneous, as well as the anisotropic condition of asphalt mixtures results in different voids distribution in horizontal and vertical directions. The coefficient of permeability (k) has been a parameter commonly used for characterizing the drainage capacity of asphalt mixtures. However, the k is constant only for a saturated state, while for the unsaturated state, k is function of the amount of water present in the voids. For most engineering structures, including asphalt pavements, the unsaturated state is predominant. In this context, this study aims to evaluate, through numerical simulation, the flow of water in a hypothetical section of asphalt pavement with different asphalt mixtures with different permeabilities. In total, they were evaluated six Asphalt Concrete (AC) mixtures with different Air Voids (AV - 4% and 7%), and three different heights (6.5 cm, 12cm and 15cm for each AV). Samples with 15cm and 12cm height were cuted in three parts (top, middle and base) in order to verify the permeability behavior with the depth of the sample. The results indicate that the distribution of voids changes with the height of the sample and consequently also changes the k value with the depth. Results obtained from 12cm height samples indicate that the permeability decreases with depth when compared to results obtained for 15cm height samples. Furthermore, it was found that the distribution of the saturation level in the surface layer decreases as the surface layer approaches the edge of the structure. Finally, the samples with 7% AV have a higher drainage capacity, and hence are more susceptible to moisture damage compared with samples with 4% AV.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Apesar de simulaÃÃo de envelhecimento ser realizada em ligantes asfÃlticos atravÃs dos ensaios de RTFOT e PAV, nenhuma consideraÃÃo sobre envelhecimento de misturas à feita na caracterizaÃÃo laboratorial comum. O presente trabalho se concentra na incorporaÃÃo do envelhecimento na modelagem do comportamento mecÃnico de concretos asfÃlticos (CA) para carregamentos que induzem dano. Isto à feito atravÃs da combinaÃÃo de modelos e da adaptaÃÃo de procedimentos de envelhecimento existentes. O modelo de envelhecimento utilizado se baseia na evoluÃÃo de uma variÃvel interna de estado e à associado à disponibilidade de oxigÃnio, à temperatura e a quatro parÃmetros materiais. Estes parÃmetros sÃo relacionados à susceptibilidade ao envelhecimento, à cinÃtica de reaÃÃo e à dependÃncia sobre o histÃrico e sobre a temperatura de envelhecimento. O modelo permite estabelecer relaÃÃes entre diferentes processos de envelhecimento. Resultados em quatro estados de envelhecimento (em duas temperaturas diferentes) foram analisados, e os parÃmetros do modelo estimados. Capturar a dependÃncia do processo quanto à temperatura constitui uma contribuiÃÃo do trabalho quanto a resultados da literatura. O modelo de envelhecimento à acoplado à resposta viscoplÃstica e ao dano, comparando-se o comportamento nos diferentes estados. Quanto aos modelos de dano, esta dissertaÃÃo trata dos derivados da teoria do potencial de trabalho de Schapery para anÃlise da fadiga. O modelo simplificado de dano contÃnuo em meio viscoelÃstico (S-VECD) foi selecionado. Ensaios de Creep DinÃmico nÃo confinado foram utilizados para avaliar o efeito do envelhecimento na resistÃncia à deformaÃÃo permanente. AlÃm da modelagem mecÃnica do comportamento do CA usando modelos do Estado da Arte, tambÃm foram executados mÃtodos de caracterizaÃÃo em uso no Brasil (resistÃncia à traÃÃo, mÃdulo de resiliÃncia e ensaios de fadiga por compressÃo diametral). A possibilidade de se simular a resposta do material em vÃrias condiÃÃes de carga constitui uma vantagem do mÃtodo do Estado da Arte sobre o do Estado da PrÃtica, usado principalmente para comparar misturas. Concluiu-se que, dependendo das condiÃÃes do pavimento e da geometria das camadas, o envelhecimento nÃo necessariamente diminui a resistÃncia à fadiga, embora certamente melhore a resistÃncia à deformaÃÃo permanente. Isso acontece apesar de o envelhecimento produzir materiais menos tolerantes ao dano, i.e., materiais que rompem para estados de dano menos evoluÃdos. O procedimento para a caracterizaÃÃo do dano em misturas asfÃlticas foi implementado e espera-se ter contribuÃdo para um maior desenvolvimento da modelagem de misturas quanto ao envelhecimento.

Controle de qualidade é a maneira de garantir que qualidade seja incorporada a um produto ou serviço. A variabilidade do processo de produção deve ser controlada, de modo que problemas sejam rapidamente identificados e tenham suas causas investigadas para que possam ser eliminados do processo. Para misturas asfálticas, devem ser verificados se os parâmetros de projeto de dosagem estão sendo respeitados, dentro de certos limites de tolerância, a fim de que o desempenho em campo seja satisfatório. O objetivo geral desta pesquisa é a aferição do nível de qualidade das características das misturas empregadas no revestimento asfáltico de uma importante rodovia no Estado do Rio Grande do Sul e avaliar o reflexo desta variabilidade no desempenho dos revestimentos. Para alcançar este objetivo, foi formado um banco de dados contendo as características medidas pelos empreiteiros durante o processo de produção de 12 misturas asfálticas diferentes. Optou-se por analisar somente as medidas que possam ser representativas do processo de execução. Neste trabalho, as características analisadas foram: porcentagens passantes nas peneiras # 3/8”, # n4 e # n200 e o teor de ligante. Na análise da variabilidade foram buscados parâmetros estatísticos que descrevam o nível de qualidade destas características. Considerou-se a variabilidade do processo de produção e a capacidade dos empreiteiros de centrarem suas produções nos parâmetros de projeto das misturas. Concluiu-se que todas estão com nível de qualidade inferior ao especificado como aceitável, com exceção apenas da porcentagem passante na peneira # 3/8”. O passo seguinte foi a avaliação do reflexo deste nível de qualidade no desempenho dos revestimentos asfálticos. Os parâmetros de desempenho avaliados foram o afundamento em trilhas de rodas e a porcentagem de área trincada. Para isso, foram realizadas análises de sensibilidade utilizando o software M-E PDG e variando as características de qualidade; optou-se por incluir o volume de vazios nesta análise devido a sua grande importância para o desempenho dos revestimentos asfálticos. Nesta análise, foram considerados os limites de tolerância especificados pelo DNIT e os limites de tolerância determinados neste trabalho. O desempenho do revestimento asfáltico considerado nesta análise se mostrou sensível às variações de todas as características de qualidade avaliadas, principalmente ao teor de ligante e ao volume de vazios. / Quality control is a manner to ensure that quality is incorporated to a product or service. The variability of the production process must be controlled, such that problems are quickly identified and causes investigated so that they can be removed from the process. For asphalt mixtures issues, a check should be made to ensure that the target measures are being complied with, within certain limits of tolerance, so that the field performance is satisfactory. The objective of this research is the quality level measure of the quality characteristics of the mixtures used in the asphalt coating of a major highway in the Brazilian state of Rio Grande do Sul and to evaluate the effect of this variability in asphaltic concrete overlays performance. To achieve this goal, it was created a database containing the measures by the contractors during the process of producing 12 different asphalt mixtures. Only those measures that may be representative of the implementation process was analyzed, so that the characteristics measured in specimens molded in the laboratory have not been evaluated. In this study, the characteristics analyzed were: percent passing through sieves # 3/8", # n4 and # n200 and asphalt content. For variability analysis, statistical parameters were sought in order to describe the quality level of those characteristics. The variability of the production process and the ability of contractors to focus their production on design parameters of the mixtures were taken into account. It was concluded that they are all a level of quality below that specified as acceptable, except only the percent passing through sieve # 3/8". The next step was to evaluate the influence of this quality level in the performance of asphalt pavement. The performance parameters evaluated were rutting and the percentage of cracked area. For this purpose, sensibility analysis, using the M-E PDG software and varying the quality characteristics, were performed. For that analysis, the volume of voids was included, since it has a great importance for the performance for asphalt pavement. The tolerance limits specified by DNIT and the tolerance limits established in this work were also considered. The performance of the asphaltic concrete overlay considered in this analysis was proved to be sensitive to variations of all quality characteristics evaluated, mainly the asphalt content and air voids.

Nesta dissertação de mestrado analisa-se e compara-se, através de ensaios laboratoriais, o comportamento mecânico e de adesividade de misturas em concreto asfáltico, confeccionadas a partir de ligantes asfálticos modificados e convencionais. O conhecimento e entendimento destas características são de extrema importância, pois refletem diretamente no desempenho do pavimento em serviço. Foram estudadas misturas elaboradas com um ligante convencional e três ligantes modificados por polímeros. Todas as misturas foram dosadas segundo a metodologia Marshall, e submetidas a ensaios laboratoriais de módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral, resistência à fadiga com tensão controlada, fluência por compressão uniaxial dinâmico e dano por umidade induzida. Para uma avaliação combinada entre a rigidez e os modelos de fadiga das misturas, também realizou-se uma análise paramétrica de estruturas hipotéticas de pavimentos. Os resultados obtidos mostraram, na maioria dos casos, o melhor comportamento à fadiga das misturas elaboradas a partir de ligantes modificados. Embora pouco consistentes, os resultados de resistência à deformação permanente também indicam a superioridade das misturas modificadas. Entretanto, a mistura com ligante convencional foi a que se mostrou menos suscetível à temperatura nos ensaios de módulo de resiliência. Já os resultados do ensaio de dano por umidade induzida mostraram bom desempenho de todas as misturas, ainda que não se possa quantificar a influência do tipo de ligante sobre eles. / This research analyses and compares, trough laboratory tests, the mechanical and the stripping behavior of asphalt concrete mixtures, prepared with traditional and modified binders. The understanding of these characteristics is extremely important, since they reflect directly on pavements performance. Mixtures prepared with one traditional binder and three polymers modified binders. All mixtures were prepared following the Marshall methodology, and submitted to laboratory tests of resilient modulus, tensile strength, fatigue life (stress controlled), dynamic creep and resistance to moisture damage. In order to assess a combination of fatigue and stiffness modulus of the mixtures, a parametric analysis of hypothetical pavement structures was also done. The results obtained showed, in most cases, best behavior regarding fatigue of the mixtures prepared with modified binders. Although not very consistent, the results of permanent deformations resistance also indicate the superiority of the modified mixtures. However, the conventional binder mixture showed the lowest thermal susceptibility in the resilient modulus tests. The results of moisture damage resistance tests showed good performance for all mixtures, but it is not possible to quantify the influence of the binder type on then.

O crescente aumento das cargas transportadas pelos caminhões e a utilização de pneus radiais têm contribuído para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Uma das patologias que passaram a ser comuns nos revestimentos asfálticos, logo após a abertura ao tráfego, é o trincamento que inicia no topo da camada e se propaga para baixo, denominado top-down cracking (TDC). Sabe-se que este trincamento é uma manifestação da ruptura por cisalhamento. Neste sentido, este trabalho visa avaliar a resistência ao cisalhamento de misturas asfálticas em laboratório, a partir da mudança da curva granulométrica. Para isso, foram analisadas duas misturas com ligante convencional CAP 50/70, sendo uma com curva granulométrica densa graúda e outra densa miúda, de acordo com a metodologia Bailey. Foram realizados ensaios de compressão triaxial a 35 e a 45°C em corpos de prova de 100 mm de diâmetro e ~188 mm de altura, os quais foram moldados no compactador giratório. A partir disso, obtiveram-se dados de coesão e de ângulo de atrito das misturas estudadas. Foi verificado que, como era de se esperar, aumentando-se a temperatura de ensaio, reduz-se a coesão de ambas as misturas. Na mistura graúda a coesão passou de 784 para 307 kPa e na mistura miúda de 838 para 401 kPa. Além disso, os resultados indicam que o ângulo de atrito da mistura graúda é maior, como se esperava, e a coesão é menor. Comparando a resistência ao cisalhamento da mistura graúda com as tensões cisalhantes geradas no revestimento de estruturas de pavimentos modeladas no software de elementos finitos Abaqus, foi verificado que as tensões são superiores. Porém não é possível afirmar que não haveria manifestação de TDC nas condições climáticas e carregamento empregados na análise. / The increasing of load transported by trucks and the use of radial tires have contributed for early asphalt pavements failure. One of the distresses that has been frequent in asphalt layers, shortly after opening to traffic, is the cracking that begins at the top of the pavement and propagates down, named top-down cracking (TDC). It is known that this cracking mode can be related to shear failure. Thus, this study aims to evaluate the asphalt mixtures shear strength in a laboratory, from the size distribution change. For this, two mixtures with conventional binder were analyzed, both have dense size distribution, but one coarse-graded and the other fine-graded, following the Bailey method. Triaxial compression test were conducted at 35 and 45°C in specimens with diameter of 100 mm and height of ~188 mm, which were prepared in a gyratory compactor. From this investigation, data for cohesion and friction angle of the studied mixtures were obtained. It was found that, as expected, increasing the test temperature, reduces the cohesion of both mixtures. In the coarse-graded mixture the cohesion reduced from 784 to 307 kPa and fine-graded from 838 to 401 kPa. Furthermore, the results indicate that the coarse mixture friction angle is greater, as expected, and cohesion is smallest. Comparing the coarse mixture shear strength with the shear stresses generated in the coating of pavement structure modeled in the finite element software Abaqus, it was verified that the stress are higher. However it is not possible to assert that there was no manifestation of TDC for the climatic conditions and load proposed in the analysis.

Os objetivos deste trabalho são avaliar o comportamento de asfaltos peruanos convencional CAP PEN 60/70 e modificados por polímero SBS tipo I 60/60 e PG 76-22, em misturas asfálticas densas, sem e com envelhecimento em curto prazo, e estabelecer a distribuição do grau de desempenho (PG) de ligantes asfálticos com base nas condições climáticas de cada região do Peru. Para a classificação por desempenho os ligantes asfálticos procedentes de Peru foram submetidos aos ensaios convencionais e da especificação Superpave: penetração, ponto de amolecimento, viscosidade Brookfield, ponto de fulgor, retorno elástico, estabilidade a estocagem, envelhecimento em curto prazo (RTFOT), envelhecimento em longo prazo (PAV), cisalhamento dinâmico (DSR) e rigidez à fluência na flexão (BBR). Para a avaliação das propriedades mecânicas, sem envelhecimento e com envelhecimento em curto prazo, foram moldados um total de 196 corpos de prova, submetidos aos ensaios Marshall, resistência à tração, resistência à tração após umidade induzida, módulo de resiliência, fluência por compressão uniaxial estática, fluência por compressão uniaxial dinâmica e vida de fadiga. Os resultados dos ensaios mostram que o proceso de modificação dos asfaltos por polímero melhora as caracteristicas reológicas do ligante, apresentando menor índice de susceptibilidade térmica e maior resistência ao envelhecimento e melhorando o comportamento das misturas asfálticas em todos os ensaios mecânicos. Esses resultados foram confirmados pela análise estrutural com o programa computacional Elsym5, nas duas condições de envelhecimento estudadas. / The main goal of this work is the evaluation of the behavior of conventional peruvian asphalt binder AC PEN 60/70 and SBS polymer-modified asphalts I 60/60 and PG 76-22, when used in hot-mix asphalt (HMA), under both conditions with and without short-term aging. It aims also to establish the asphalt binder performance grade (PG), which is based on the weather conditions, for different peruvian regions. The peruvian asphalt binders were submitted to conventional and Superpave laboratory tests: penetration, softening point, Brookfield viscosity, flash point, elastic recovery, storage stability, rolling thin film oven test (RTFOT), pressure aging vessel (PAV), dynamic shear rheometer (DSR) and bending beam rheometer (BBR). For the evaluation of mechanical properties 196 specimen were sumitted to Marshall, indirect tensile strength under static loading, indirect tensile strength under static loading after induced moisture, resilient modulus under dynamic diametric compression, static and dynamic creep and fatigue tests. The result show that polymer-modified asphalt binder improve rheological characteristic, in terms of thermal susceptibility and resistance to aging, and also improve the asphalt mixtures behavior, which was verified in all of the mechanical tests and after the structural analysis performed with the Elsym5 program, for all of the short-term aging conditions studied in this work.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-18T11:56:33Z No. of bitstreams: 1 larissadeoliveiramendes.pdf: 3003060 bytes, checksum: 13778eaee0be9c0230a0e4114067c7cb (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:01:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 larissadeoliveiramendes.pdf: 3003060 bytes, checksum: 13778eaee0be9c0230a0e4114067c7cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 larissadeoliveiramendes.pdf: 3003060 bytes, checksum: 13778eaee0be9c0230a0e4114067c7cb (MD5) Previous issue date: 2011-12-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As misturas asfálticas, atualmente, são dosadas por tentativas a partir de uma faixa granulométrica de referência, se tornando para projetistas menos experientes, um método difícil e de “tentativas e erros”, onde as características desejadas não são garantidas e nem o aproveitamento da contribuição do esqueleto mineral sobre as características mecânicas das misturas asfálticas. Um método de dosagem de misturas asfálticas que se baseia na distribuição granulométrica dos agregados e que considere a importância dos mesmos para o desempenho e a durabilidade é essencial para garantir pavimentos de qualidade. O método de Bailey surgiu na década de 1980 e se baseia numa seleção e avaliação granulométrica, considerando o intertravamento dos agregados graúdos, gerando um forte esqueleto mineral da mistura de agregados, fundamental para o bom desempenho das misturas asfálticas. O objetivo desse trabalho é comparar o desempenho de misturas asfálticas dosadas por uma metodologia tradicional ao desempenho obtido com a utilização do Método de Bailey para proporcionamento dos agregados, comprovando seus benefícios. A fim de avaliar o desempenho de misturas dosadas por diferentes critérios de escolha de agregados (tradicional e Bailey), foi elaborado um planejamento experimental, onde se comparou o desempenho das misturas através de ensaios mecânicos: resistência à fadiga, deformação permanente, módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral. Consideram-se, ainda, os parâmetros obtidos das curvas de compactação giratória dos corpos de prova. Os resultados obtidos indicam a boa adequação do método Bailey na consideração do intertravamento das partículas para a obtenção de curvas granulométricas adequadas o que refletiu em melhoria de desempenho nas misturas estudadas principalmente na deformação permanente e na resistência a tração por compressão diametral. / The asphalt mixtures, currently, are measured by attempts from a particle size range of reference, making for less experienced designers, and a difficult method of "trial and error", where the desired characteristics are not guaranteed, and neither the use of the contribution the mineral skeleton on the mechanical characteristics of asphalt mixtures. A determination method of asphalt mixtures based on the size distribution of aggregates and to consider their importance for performance and durability is essential to ensure high quality pavement. The method of Bailey emerged in the 1980’s and based on a particle size selection and evaluation, considering the coarse aggregate interlock, creating a strong mineral skeleton of the mixture of aggregates, which is essential for the proper performance of asphalt mixtures. The aim of this study is to compare the performance of asphalt mixtures assayed by a traditional approach to the performance obtained using the Bailey method for proportioning the aggregates, proving its benefits. In order to evaluate the performance of mixtures assayed by different criteria for choosing aggregates (traditional and Bailey), an experimental design was developed, which compared the performance of mixtures by mechanical tests: fatigue strength, permanent deformation, modulus of resilience and tensile strength by diametrical compression. Are considered, although the parameters obtained from the gyratory compressor curves of the specimens. The results obtained indicate the good suitability of the method Bailey in consideration of interlocking of particles to obtain suitable curves for a fact reflected in improved performance in the mixtures studied mainly in permanent deformation and tensile strength by diametrical compression.

A fadiga é reconhecida historicamente como um dos principais mecanismos de degradação de pavimentos flexíveis, originando-se nas cargas repetidas de tráfego que geram tensões de tração na camada de concreto asfáltico, culminando na falha sucessiva das fibras. Estas tensões fazem com que, inicialmente, surjam microfissuras na zona inferior da camada, que evoluem para trincas e se propagam até que atinjam a superfície do revestimento, caracterizando a falha mecânica da estrutura. Apesar de no Brasil o dimensionamento oficial ainda não contemplar uma análise da fadiga destas camadas no dimensionamento de pavimentos novos, há um esforço de várias instituições na direção de compor um novo método mecanístico-empírico que o faça. Tradicionalmente os ensaios para avaliação da fadiga são feitos por compressão diametral, que reconhecidamente apresentam limitações no estado de tensões desenvolvido. O uso dos ensaios de tração direta associados à modelagem de dano se mostram como uma sólida ferramenta para avaliação dos parâmetros viscoelásticos, além de serem consideravelmente mais simples de realização do que, por exemplo, os ensaios de flexão. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivo a implementação do protocolo de ensaios e análises para caracterização do dano de misturas asfálticas através do modelo Simplified-Viscoelastic Continuum Damage (S-VECD) Foram caracterizadas misturas asfálticas quentes e mornas com ligante convencional, modificado por polímero e com borracha. Após a modelagem do dano, foram geradas curvas de Wöhler e simuladas as diferentes misturas em uma estrutura de pavimento, com o software FLEXPave, utilizando dois critérios de ruptura, e . O critério baseado no apresentou uma melhor capacidade de previsão do comportamento das misturas deste trabalho. A mistura quente com polímero apresentou o melhor desempenho à fadiga, seguida da mistura quente com borracha e posteriormente da mistura morna com polímero. A mistura morna com ligante convencional apresentou melhor desempenho que a morna com asfalto borracha, enquanto a mistura quente com ligante convencional apresentou a menor vida de fadiga. O emprego do aditivo surfactante gerou efeito benéfico para a mistura com ligante convencional, enquanto para as misturas com ligantes modificados a vida de fadiga resultou em breve diminuição. / Fatigue cracking is admittedly one of the key modes of distress in flexible pavements; its genesis relies on the repeated tensile stretches due to the continuous load application yielding to successive failure of the material’s fibers. Such ruptures combined create microcracks that grows into macrocracks and propagate to the pavement surface, characterizing the mechanic failure of the structure. Despite the current design method for new pavements in Brazil neglects fatigue analysis, there is a national effort of various institutions to draw a new mechanistic-empirical design method to tackle the problem. Traditionally, fatigue tests are carried out using diametral compression apparatus, even though they feature acknowledged limitations in its stress state distribution. Direct tension tests combined with damage modeling have proven to be a solid tool to viscoelastic parameters assessment, not to mention its rather simple test protocol when compared to other tests, such as flexural tests. Hence, this dissertation aims to implement the protocol for testing and analysis of damage characterization through Simplified Viscoelastic Continuum Damage (S-VECD) model Hot and warm mixtures with different binders were characterized. With the calibrated damage models, pavement simulations using FLEXPave software with two different failure criteria, and , can be performed. The failure criteria demonstrate a better prediction capability than the , for the analysed asphalt mixtures. The correlation of number of cycles to failure and the strain level (Wöhler curves) could also be assessed. The material and pavement level simulations show that the hot mixture with polymer-modified binder have better fatigue performance, followed by the hot mixture with rubber asphalt and the warm mixture with polymer-modified binder. The warm mixture with conventional binder have better performance than warm mixture with rubber asphalt, while the hot mixture with conventional binder have the worse fatigue performance. The surfactant additive for the warm mixes results in positive effects for fatigue performance on the mixture with conventional binder, while for the mixtures with modified binders the fatigue life decreases.

Este trabalho teve por objetivo o desempenho de misturas asfálticas densas utilizando um ligante convencional (CAP-20) e o mesmo ligante modificado com polímeros tipo SBS, produzido sob o nome comercial de BETUFLEX B 65/60, através dos ensaios Marshall, fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica, resistência à tração por compressão diametral e módulo resiliente pro compressão diametral dinâmica, em misturas compactadas com uma mesma faixa granulométrica e diferentes teores de ligantes. O ensaio Marshall apresentou, para as misturas preparadas com asfalto modificado, valores maiores de estabilidade para a maioria dos teores, apesar de valores elevados de fluência em todos os teores analisados. Os resultados de deformação do ensaio de fluência por compressão uniaxial não distinguiram claramente o efeito da adição de polímeros em misturas asfálticas, ao contrário do observado no ensaio dinâmico, onde as deformações foram consideravelmente menores para a maioria dos teores analisados. Os resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral mostram um desempenho superior da mistura modificada. O ensaio de módulo resiliente por compressão diametral dinâmica indicou, à temperatura de 25ºC, valores menores para a mistura com asfalto modificado, não sendo notada, entretanto, uma diferenciação de desempenho nas temperaturas de 5ºC e 40ºC. A modelação matemática das curvas de fluência e de recuperação às equações constitutivas de alguns modelos visco-elásticos básicos detectou uma diferenciação entre os valores de alguns elementos constitutivos, tanto do ensaio dinâmico, quanto do estático. / The purpose of this study is to evaluate the performance of asphalt mixes using conventional binder and the same binder modified with SBS polymer (Betuflex B 65/60) based on Marshall test, static and dynamic creep tests, indirect tensile strength test and resilient modulus by indirect tensile test, with the same granulometric composition and different binders contents. In Marshall test, polymer modified asphalt mixes presented better stability performance than conventional asphalt mixes in most of binders contents, despite of the higher flow values obtained for all binders contents. The static creep test results indicated that this test does not clearly distinguish the effect of polymer in asphalt mixes while the results of dynamic creep test indicated the opposite, i. e., polymer modified asphalt mixes deformations are smaller for most of the asphalt binders contents studied. The indirect tensile strength test results showed a better performance of modified asphalt. The results of resilient modulus by indirect tensile test at 25°C showed smaller values for modified asphalt, while the results at 5ºC and 40ºC did not show differences between the asphalt mixes. The mathematics modelling of the creep and recovering curves according to constitutive equations of some basic visco- elastic models showed a difference between the values of some constitutive elements in both cases, dynamic and static tests.