AgÃncia Nacional do PetrÃleo / A tecnologia de materiais asfÃlticos e de misturas evoluiu muito nas Ãltimas trÃs dÃcadas na Europa e na AmÃrica do Norte. Para a camada de rolamento, em paÃses desenvolvidos vem crescendo a utilizaÃÃo de misturas asfÃlticas mais resistentes e mais durÃveis, sendo que algumas destas soluÃÃes envolvem o emprego de graduaÃÃo descontÃnua, tal como o SMA (Stone Matrix Asphalt â Matriz PÃtrea AsfÃltica). O objetivo desta pesquisa à avaliar a viabilidade da incorporaÃÃo de fibras de coco, devido à abundÃncia deste material na regiÃo Nordeste, em misturas asfÃlticas do tipo SMA, como alternativa em substituiÃÃo à incorporaÃÃo das fibras de celulose, atravÃs das metodologias Marshall e Superpave. Os procedimentos de dosagem utilizados apresentam como maiores diferenÃas: (i) determinaÃÃo da densidade mÃxima teÃrica; (ii) metodologia de compactaÃÃo; e (iii) envelhecimento de curto prazo das misturas. As misturas selecionadas foram todas densas, tendo volume de vazios em torno de 4%, variando-se o teor e os tipos de fibras utilizadas nas misturas asfÃlticas. A determinaÃÃo da densidade mÃxima teÃrica (DMT) foi realizada atravÃs da aplicaÃÃo do vÃcuo, pelo mÃtodo Rice. O envelhecimento de curto prazo foi considerado apenas na dosagem Superpave, onde foi adotado um tempo de 2h das misturas em estufa, na temperatura de compactaÃÃo. Os resultados dos teores de projeto obtidos, com variaÃÃo do tipo de fibra, seguindo as metodologias Marshall e Superpave, apresentaram-se semelhantes. A caracterizaÃÃo mecÃnica das misturas foi realizada atravÃs dos ensaios de resistÃncia à traÃÃo estÃtica por compressÃo diamentral (RT), mÃdulo de resiliÃncia (MR), vida de fadiga por compressÃo diametral a tensÃo controlada e resistÃncia à traÃÃo retida por umidade induzida (RRT). Os resultados encontrados mostram que a fibra de coco atende Ãs exigÃncias. A anÃlise da viabilidade do uso da fibra local à importante para a regiÃo Nordeste, devido à valorizaÃÃo do material regional e tambÃm por ser economicamente viÃvel quando comparado à fibra de celulose, devido a sua abundÃncia na regiÃo. / The technology of asphalt materials and mixtures evolves very in these last three decades in the Europe and the North America. To the rolling layer, it comes growing the use in developed countries of more resistant and more durable asphalt mixtures, being that some of these solutions involve the job of discontinous graduation, as the SMA (Stone Matrix Asphalt). The main objective of this research presents the evaluation of the potential use of coconut fibers in the mixture SMA with different aggregate gradations using both the Marshall and Superpave (level 1) desing method. The differences between these two design methods are: (i) theoretical maximum specific gravity (Gmm) determination; (ii) compaction method and (iii) short-term aging of the mixtures. It was selected to this research dense mixtures with 4% air voids. The Gmm was determined indirectly from the mixture composition and the relative densities of the constituents of the mixes, and through the uses of a vacuum pump (Rice method). Short-term aging was considered just in the Superpave design, with 2 hours in the oven at the compaction temperature. The design results showed the same optimum asphalt content for Marshall and Superpave mixtures. The mechanical behavior of the mixtures was evaluated by: the indirect tensile strenght, resilient modulus, fatigue life (stress controlled) and resistance to moisture damage. The results show that the coconut fibers meet current requirements. This analysis of the viability of the use of the local fiber is important for the Northeast region, due to valuation of regional material e, also, for economically viable when being compared with the fiber of cellulose due its abundance in the region.

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.

O fenômeno de fadiga é caracterizado pela deterioração estrutural que um material está sujeito quando submetido a um estado de tensões e de deformações repetidas, resultando assim, em um trincamento do pavimento, que pode até culminar na sua ruptura após um número suficiente de repetições de carregamento. Este processo é considerado como sendo a perda de resistência do material quando solicitado por uma carga repetida. Conhecer a resistência à fadiga de misturas asfálticas torna-se relevante para a formulação das misturas, para o dimensionamento de uma estrutura ou para a escolha de uma adequada solução em uma obra de recuperação do pavimento de uma rodovia. O ensaio laboratorial mais utilizado no Brasil para analisar a fadiga de misturas é o de tração indireta por compressão diametral em corpos de prova cilíndricos, contudo este ensaio apresenta algumas variáveis que diferenciam os resultados obtidos em laboratório com a realidade apresentada em campo. Neste sentido, o presente trabalho analisou o comportamento à fadiga, através do ensaio de flexão em viga quatro pontos, de duas misturas asfálticas: concreto asfáltico com ligante modificado por polímero (COMPAFLEX 60/85) e concreto asfáltico com ligante modificado por polímero e adição de TLA (CAP TLA FLEX). Para obter as vigas de mistura asfáltica optou-se por utilizar uma metodologia de moldagem e compactação das placas em uma usina de asfalto. Após este processo as placas foram serradas para obtenção das vigas nos tamanhos definidos, sendo estas amostras ensaiadas para verificação da densidade aparente e grau de compactação. Com o intuito de atingir o objetivo proposto foram realizados ensaios de fadiga à flexão em quatro pontos, sob modo de carregamento à deformação e tensão controlada, ensaios de fadiga por compressão diametral (tensão controlada) e ensaios de resistência à tração, sendo estes realizados à temperatura de 25°C. Também foi determinado o módulo dinâmico das misturas estudadas para as temperaturas de 15°C, 20°C e 25°C. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia escolhida para a moldagem e compactação das placas foi adequada, pois as amostras apresentaram valores de volume de vazios, densidade aparente e grau de compactação semelhantes aos estabelecidos nos projetos das misturas. Em relação aos resultados obtidos nos ensaios de fadiga por compressão diametral a mistura CA-TLA obteve valores de vida de fadiga superiores em relação à mistura CA-E, enquanto no ensaio de flexão em quatro pontos, à deformação controlada, a mistura CA-E apresentou maiores vidas de fadiga. Os resultados dos ensaios de módulo dinâmico das misturas CA-TLA e CA-E foram apresentados através das representações clássicas nas curvas isotérmica, frequência‐temperatura, isócrona, espaço de Black e plano cole‐cole, mostrando que a mistura CA-TLA apresentou maior rigidez em relação a mistura CA-E. / The phenomenon of fatigue is characterized by structural deterioration when a material is subjected to a state of repeated stress and strain cycles, thus resulting in cracking of the pavement which may even result in its failure after a sufficient number of load repetitions. Considering the fatigue resistance of asphalt mixtures becomes relevant for the formulation of mixes, for the design of a pavement structure or for choosing an adequate solution for pavement rehabilitation in highways. The laboratory test commonly employed in Brazil to analyze the fatigue life of asphalt mixes is the indirect tensile test by diametrical compression in cylindrical specimens. However, this test presents some variables that differentiate the results obtained in laboratory with the in situ loading conditions. In this sense, the present work examined the fatigue behavior, through the four points bending beam test, in two asphalt mixtures: asphalt concrete with binder modified by polymer (COMPAFLEX 60/85) and asphalt concrete with binder modified by polymer and TLA (CAP TLA FLEX) addition. To obtain the beams of asphalt mixture, it was chosen to use a methodology of molding and compaction of the slabs in an asphalt plant, after this process the slabs were sawn in order to obtain the beams in set sizes, and these samples tested to verify the apparent density and degree of compaction. For the research, flexural fatigue tests were conducted in four points bending beam under controlled strain and stress modes, fatigue tests by diametrical compression (stress controlled) and tensile strength tests, all these conducted at a temperature of 25°C. It was also determined dynamic modulus of the mixtures at temperatures of 15°C, 20°C and 25°C. The results show that the methodology chosen for molding and compaction of the plates were appropriate because the samples showed targeted values of void volume, bulk density and degree of compaction, similar to those established in the mix design. Regarding the results obtained in fatigue tests by diametrical compression the mixture CA-TLA obtained values higher fatigue life compared to the mix CA-E, while in the bending test on four points, the controlled deformation, the mixture CA-E showed higher fatigue lifes. The test results of dynamic modulus of mixtures CA-TLA and CA-E were presented through classical representations of the isotherm curves, frequencytemperature, isochrone, Black space and cole-cole plane, showing that mixture CA-TLA presented higher stiffness in relation to mixture CA-E.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-16T22:04:22Z No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T22:04:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Capes / No setor de pavimentação asfáltica, a emissão de gases-estufa para a atmosfera é decorrente principalmente das altas temperaturas de mistura e compactação. A tecnologia de Misturas Asfálticas Mornas (MAMs), se apresenta como um processo alternativo de fabricação das misturas asfálticas, pois as mesmas proporcionam uma redução das altas temperaturas de mistura e compactação, propiciando benefícios de sustentabilidade evidentes a curto, médio e longo prazo, possíveis de agrupar em vantagens sociais, econômicas e ambientais. Esta pesquisa tem por objetivo estudar as propriedades físicas e mecânicas de misturas asfálticas com ligante modificado pela adição do óleo de girassol. O óleo de girassol, aditivo utilizado nesta pesquisa, foi adotado em virtude de o mesmo encontrar-se entre as quatro oleaginosas mais consumidas mundialmente, respondendo pelo equivalente a 8,74% do consumo total de óleos vegetais segundo os usos alimentar e industrial. O óleo de girassol foi adicionado ao ligante asfáltico nos teores de 1, 2 e 3%. Para a avaliação das propriedades físicas do ligante asfáltico com e sem o aditivo, foram realizados os ensaios físicos de: penetração, ponto de amolecimento e o ensaio de Espectroscopia Infra Vermelho por Transformada de Fourier (FTIR) antes e após o procedimento de Rolling Thin-Film Oven (RTFO), além do ensaio reológico de viscosidade rotacional. Para a caracterização mecânica das misturas asfálticas dosadas a partir da metodologia SUperior PERforming asphalt PAVEments (SUPERPAVE), foram realizados os ensaios de: Flow Number, Lottman Modificado, Módulo de Resiliência, Resistência à Tração e Vida de Fadiga. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação do óleo de girassol ao ligante asfáltico, pois possibilitou a vantagem de reduzir as temperaturas de mistura e compactação em até 6ºC, porém, esta redução, não possibilita a classificação do ligante modificado em uma típica MAM. Contudo, as misturas produzidas com ligante modificado proporcionaram um aumento da lubricidade e da resistência ao dano por umidade, contribuindo para adesividade e coesão da mistura asfáltica e ainda apresentaram um maior limite de resistência à fadiga. Os corpos de prova moldados com a adição de 2% do aditivo, apresentaram propriedades mecânicas e volumétricas satisfatórias em relação aos critérios preconizados pelas normas adotadas. / In the asphalt pavement sector, the emission of greenhouse gases to atmosphere is mainly due to high temperatures of mixing and compaction. The Warm Mix Asphalt (WMA) technology is an alternative process of manufacturing the asphalt mixtures. This technology provides reduction of the high temperatures of mixing and compaction and provide sustainable benefits in short, medium and long term to social, economic and environmental advantages. This research aims to study the physical and mechanical properties of asphalt mixtures with modified binder by the addition of sunflower oil. Sunflower oil, additive used in this research, was adopted because it is among the four most consumed oleaginous plants worldwide. Sunflower oil accounting for the equivalent of 8.74% of the total consumption of vegetable oils in food and industrial uses. The sunflower oil was added to the asphaltic binder in the contents of 1, 2 and 3%. In order to evaluate the physical properties of the asphalt binder with and without the additive, the physical tests of penetration, softening point and the Fourier Transformed Infra Red (FTIR) test were performed before and after the Rolling Thin-Film Oven (RTFO) in addition to the rheological test of rotational viscosity. For the mechanical characterization of asphalt mixtures dosed by SUperior PERforming Asphalt PAVEments (SUPERPAVE), the following tests were performed: Flow Number, Modified Lottman, Resilience Modulus, Tensile Strength and Fatigue Life. The results indicated technical feasibility of sunflower oil incorporation to the asphalt binder. Sunflower oil provided advantages as reducing the mixing and compacting temperatures up to 6ºC. However, this reduction does not allow classify modified binder as a typical WMA. However, mixtures produced with modified binder provided a greater increase in lubricity and resistance to moisture damage, contributing to tackiness and cohesion of the asphalt mixture and still provided an increase in fatigue strength. The specimens molded with the addition of 2% of the additive had satisfactory mechanical and volumetric properties in relation to the criteria recommended by the adopted standards.

O fenômeno de fadiga é caracterizado pela deterioração estrutural que um material está sujeito quando submetido a um estado de tensões e de deformações repetidas, resultando assim, em um trincamento do pavimento, que pode até culminar na sua ruptura após um número suficiente de repetições de carregamento. Este processo é considerado como sendo a perda de resistência do material quando solicitado por uma carga repetida. Conhecer a resistência à fadiga de misturas asfálticas torna-se relevante para a formulação das misturas, para o dimensionamento de uma estrutura ou para a escolha de uma adequada solução em uma obra de recuperação do pavimento de uma rodovia. O ensaio laboratorial mais utilizado no Brasil para analisar a fadiga de misturas é o de tração indireta por compressão diametral em corpos de prova cilíndricos, contudo este ensaio apresenta algumas variáveis que diferenciam os resultados obtidos em laboratório com a realidade apresentada em campo. Neste sentido, o presente trabalho analisou o comportamento à fadiga, através do ensaio de flexão em viga quatro pontos, de duas misturas asfálticas: concreto asfáltico com ligante modificado por polímero (COMPAFLEX 60/85) e concreto asfáltico com ligante modificado por polímero e adição de TLA (CAP TLA FLEX). Para obter as vigas de mistura asfáltica optou-se por utilizar uma metodologia de moldagem e compactação das placas em uma usina de asfalto. Após este processo as placas foram serradas para obtenção das vigas nos tamanhos definidos, sendo estas amostras ensaiadas para verificação da densidade aparente e grau de compactação. Com o intuito de atingir o objetivo proposto foram realizados ensaios de fadiga à flexão em quatro pontos, sob modo de carregamento à deformação e tensão controlada, ensaios de fadiga por compressão diametral (tensão controlada) e ensaios de resistência à tração, sendo estes realizados à temperatura de 25°C. Também foi determinado o módulo dinâmico das misturas estudadas para as temperaturas de 15°C, 20°C e 25°C. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia escolhida para a moldagem e compactação das placas foi adequada, pois as amostras apresentaram valores de volume de vazios, densidade aparente e grau de compactação semelhantes aos estabelecidos nos projetos das misturas. Em relação aos resultados obtidos nos ensaios de fadiga por compressão diametral a mistura CA-TLA obteve valores de vida de fadiga superiores em relação à mistura CA-E, enquanto no ensaio de flexão em quatro pontos, à deformação controlada, a mistura CA-E apresentou maiores vidas de fadiga. Os resultados dos ensaios de módulo dinâmico das misturas CA-TLA e CA-E foram apresentados através das representações clássicas nas curvas isotérmica, frequência‐temperatura, isócrona, espaço de Black e plano cole‐cole, mostrando que a mistura CA-TLA apresentou maior rigidez em relação a mistura CA-E. / The phenomenon of fatigue is characterized by structural deterioration when a material is subjected to a state of repeated stress and strain cycles, thus resulting in cracking of the pavement which may even result in its failure after a sufficient number of load repetitions. Considering the fatigue resistance of asphalt mixtures becomes relevant for the formulation of mixes, for the design of a pavement structure or for choosing an adequate solution for pavement rehabilitation in highways. The laboratory test commonly employed in Brazil to analyze the fatigue life of asphalt mixes is the indirect tensile test by diametrical compression in cylindrical specimens. However, this test presents some variables that differentiate the results obtained in laboratory with the in situ loading conditions. In this sense, the present work examined the fatigue behavior, through the four points bending beam test, in two asphalt mixtures: asphalt concrete with binder modified by polymer (COMPAFLEX 60/85) and asphalt concrete with binder modified by polymer and TLA (CAP TLA FLEX) addition. To obtain the beams of asphalt mixture, it was chosen to use a methodology of molding and compaction of the slabs in an asphalt plant, after this process the slabs were sawn in order to obtain the beams in set sizes, and these samples tested to verify the apparent density and degree of compaction. For the research, flexural fatigue tests were conducted in four points bending beam under controlled strain and stress modes, fatigue tests by diametrical compression (stress controlled) and tensile strength tests, all these conducted at a temperature of 25°C. It was also determined dynamic modulus of the mixtures at temperatures of 15°C, 20°C and 25°C. The results show that the methodology chosen for molding and compaction of the plates were appropriate because the samples showed targeted values of void volume, bulk density and degree of compaction, similar to those established in the mix design. Regarding the results obtained in fatigue tests by diametrical compression the mixture CA-TLA obtained values higher fatigue life compared to the mix CA-E, while in the bending test on four points, the controlled deformation, the mixture CA-E showed higher fatigue lifes. The test results of dynamic modulus of mixtures CA-TLA and CA-E were presented through classical representations of the isotherm curves, frequencytemperature, isochrone, Black space and cole-cole plane, showing that mixture CA-TLA presented higher stiffness in relation to mixture CA-E.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-27T20:06:49Z No. of bitstreams: 1 GABRYELLE KEITH AVELINO CRUZ – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6313247 bytes, checksum: 13c1d6f257fb28aa7662887aaa541493 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T20:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GABRYELLE KEITH AVELINO CRUZ – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 6313247 bytes, checksum: 13c1d6f257fb28aa7662887aaa541493 (MD5) Previous issue date: 2018-08-10 / Capes / Os agregados são responsáveis por resistir a cerca de 80% dos esforços impostos ao pavimento, tornando a sua seleção adequada um importante fator para a produção de misturas asfálticas resistentes. A utilização de métodos de seleção granulométrica possibilita a identificação de uma mistura asfáltica capaz de resistir de maneira mais eficiente aos esforços impostos ao pavimento, bem como a possibilidade de utilização de agregados distintos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a influência das características morfológicas de agregados graníticos e lateríticos e dos métodos de seleção granulométrica na resistência de misturas asfálticas. Para avaliar as características dos agregados foram realizados ensaios de granulometria, massa específica e absorção, índice de forma, equivalente de areia, partículas alongadas e achatadas, partículas fraturadas, angularidade, durabilidade, adesividade e abrasão Los Angeles. As amostras também foram submetidas ao AIMS2 (Aggregate Image Measurement System - 2) para avaliar mais adequadamente as características de angularidade, textura e forma. Três métodos de seleção granulométrica: o do DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte), o Bailey e o Francês foram utilizados para selecionar as misturas a serem avaliadas. O método de avaliação FAD (Faixa de Agregados Dominantes) foi utilizado para prever o comportamento das misturas frente às deformações permanentes. As misturas elaboradas tiveram sua resistência avaliada por meio das propriedades (escorrimento, estabilidade Marshall, Lottman modificado, resistência à tração, cântabro, módulo de resiliência, fadiga à tensão controlada, módulo dinâmico e flow number). Os resultados indicaram a importância da consideração de metodologias de caracterização dos agregados, para obtenção de medidas mais confiáveis e com menos influência do operador; do mesmo modo que revelou a importância da seleção granulométrica adequada. As análises permitiram concluir que a mistura utilizando agregado granítico selecionada pelo método DNIT foi a que apresentou melhor desempenho geral, enquanto que o método Francês possibilitou a obtenção de melhores respostas dentre as misturas utilizando agregados lateríticos. A avaliação das misturas mostrou que o agregado laterítico pode ser empregado em substituição a brita granítica convencional produzindo misturas com resistência adequada às exigências das normas vigentes. / The aggregates are responsible for resisting about 80% of the pavement stresses, making their adequate selection an important factor for the production of resistant asphalt mixtures. The granulometric selection methods aplication allows to identify an asphalt mixture capable of resisting the pavement stresses, as well as the possibility of using differentes aggregates. The objective of this research was to evaluate the influence of the lateritic aggregates morphological characteristics and the granulometric selection methods on the asphalt mixtures resistance. In order to evaluate the characteristics of the aggregates, were perfomed granulometry lab tests, specific mass and absorption, shape index, sand equivalent, elongated and flat particles, fractured particles, angularity, durability, adhesiveness and abrasion. These samples were also submitted to the AIMS2 (Aggregate Image Measurement System - 2) to better evaluate the angularity, texture and shape characteristics. Three granulometric selection methods: the DNIT (National Department of Transport Infrastructure), the Bailey, the French were used to select mixture to be evaluated. The DASR (Dominant Aggregates Siza Range) evaluation method was used to predict the behavior of the mixtures against permanent deformations. The elaborated mixtures had their resistance evaluated by means of the properties (sliding, Marshall stability, modified Lottman, tensile strength, weld, resilience modulus, controlled voltage fatigue, dynamic modulus and flow number). The results indicated the importance of considering the aggregates characterization methodologies to obtain more reliable measures and with less operator influence; in the same way that it revealed the importance of adequate granulometric selection. The analyzes allowed to conclude that the mixture using laterite aggregate selected by the French method was the one that presented better overall performance, while the DNIT method allowed to obtain better responses among the mixtures using granite aggregates. The evaluation of the mixtures revealed that the lateritic aggregate can be used instead of conventional granite to produce mixtures with resistance to the requirements of current standards.

Este trabalho apresenta alguns resultados de pesquisa laboratorial compreendendo projeto de dosagem, comportamento mecânico da mistura SMA (Stone Matrix Asphalt - Matriz Pétrea Asfáltica), bem como, aspectos executivos relacionados ao desenvolvimento de um trecho experimental em SMA para revestimento de pavimentos. Os resultados de laboratório obtidos mostram que o SMA é um revestimento asfáltico que pode apresentar bom desempenho sob cargas pesadas em climas quentes, pois estas misturas são muito resistentes à deformação permanente, mas preservam a flexibilidade como os concretos asfálticos densos. O SMA é uma solução bem conhecida para tráfego pesado na Europa e mais recentemente na América do Norte. O SMA também tem sido empregado para aumento de aderência em pista molhada e para redução de ruído. / This research presents laboratory test results of mixture design, mechanical behavior of SMA (Stone Matrix Asphalt), as well as some construction aspects regarding to development of Brazilian road trial section as a new bituminous surface course to pavement construction or maintenance.The laboratory results show that SMA can perform very well in hot climate under heavy load conditions due to the mixture to be very resistant against permanent deformation but still flexible like dense asphalt concrete. The SMA is a well Known solution for heavy traffic in Europe and, more recently, in North America. The SMA is also employed to increase the adherence in wet conditions and for noise reduction.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / à de conhecimento geral que o desempenho de misturas asfÃlticas com relaÃÃo aos principais defeitos do pavimento (deformaÃÃo permanente, trincamento por fadiga e trincamento tÃrmico) està diretamente ligado Ãs propriedades dos agregados que as constituem. A metodologia tradicional de caracterizaÃÃo de agregados, principalmente em relaÃÃo à forma, à angularidade e à textura, pode se tornar dispendiosa e nÃo fornecer resultados precisos, pois, alÃm de muitas vezes combinar mais de uma propriedade em apenas um ensaio, estes parÃmetros sÃo avaliados a partir de uma mÃdia de valores que pode nÃo representar bem os materiais estudados. Sendo assim, jà existem, na literatura, diversas tÃcnicas de Processamento Digital de Imagens (PDI) que podem ser utilizadas com o intuito de caracterizar agregados de forma mais completa e realista. Uma destas tÃcnicas à por meio do uso do equipamento Aggregate Image Measurement System (AIMS), desenvolvido para analisar forma, angularidade e textura superficial de agregados graÃdos e miÃdos, atravÃs de diferentes mÃtodos. Acredita-se que, diferentes pedreiras podem produzir agregados com propriedades distintas entre si devido aos diversos processos de desmonte, de britagem, de controle de qualidade e de armazenamento dos materiais. O objetivo geral do presente trabalho à avaliar o potencial do uso do PDI na anÃlise das propriedades de forma, de angularidade e de textura de agregados provenientes de fontes distintas e na anÃlise da estrutura interna de misturas asfÃlticas compostas por esses agregados. Foram obtidos e caracterizados agregados provenientes de trÃs pedreiras distintas, todas localizadas no estado do CearÃ. Os agregados foram analisados no AIMS separando-se os diversos tamanhos de suas partÃculas, e os resultados obtidos para o material proveniente de cada pedreira foram comparados entre si. AlÃm disso, misturas asfÃlticas compostas por esses agregados foram analisadas em relaÃÃo a sua estrutura interna e em relaÃÃo a suas propriedades mecÃnicas. Os principais resultados obtidos levaram à conclusÃo de que os agregados estudados sÃo semelhantes no que diz respeito a suas propriedades de forma, de angularidade e de textura. Em relaÃÃo Ãs propriedades mecÃnicas das misturas compostas por esses agregados, os resultados mostram que estas se comportaram de maneira similar, o que provavelmente se deve Ãs caracterÃsticas tambÃm similares de seus agregados. / It is a general consensus that the mechanical performance of asphalt mixtures with respect to the pavementsâ main distresses (permanent deformation, fatigue cracking and thermal cracking) is directly related to the aggregatesâ properties used in those mixtures. The traditional methodology of characterizing aggregates, mainly in relation to shape properties, such as form, angularity and texture, can be very time-consuming. It also does not provide precise results, because it combines more than one property in a single test result. Another disadvantage is the fact that these methodologies also provide average values that may not represent well the evaluated materials. There are already in the literature several Digital Image Processing (DIP) techniques that can be used with the purpose of characterizing aggregates in a more complete and realistic way. One of them is the Aggregate Image Measurement System (AIMS), equipment developed to analyze properties, such as: shape, angularity, and superficial texture of coarse and fine aggregates, through different methods. It is believed that different quarries can produce aggregates with very distinct properties, due to the several used rock blasting and crushing processes, quality control activities and material storage methodology. The main objective of this research is to evaluate the potential use of DIP to analyze shape, angularity and texture of aggregates from different sources and to analyze asphalt mixtures internal structure constituted by those aggregates. Aggregates from three different quarries, all located in the State of CearÃ, were obtained and characterized. The aggregates were analyzed using AIMS, for different sizes, and the results were compared. Besides that, the asphalt mixtures constituted with these aggregates were analyzed regarding their internal structure and their mechanical characteristics. The main results obtained in this study led to conclude that the aggregates used in this research are very similar in respect to their form, angularity and texture properties. With respect to the mechanical properties of the mixtures constituted by these aggregates, the results show that their behavior is also very similar, which is probably due to the similar characteristics of their aggregates.

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / O dano por fadiga à um dos principais problemas encontrados em pavimentos asfÃlticos. A fadiga à ocasionada pelo carregamento dinÃmico ou ciclos tÃrmicos. Na pavimentaÃÃo, este tipo de dano à provocado pelo trÃfego de veÃculos e à diretamente influenciado pela constante mudanÃa nas condiÃÃes climÃticas Ãs quais a mistura asfÃltica està submetida. Problemas como fadiga e deformaÃÃo permanente estÃo relacionados a fenÃmenos de pequena escala e sÃo afetados pelo teor de ligante, pelas caracterÃsticas dos agregados (forma, tamanho e distribuiÃÃo das partÃculas), bem como pelas propriedades da interface ligante-agregado. O presente trabalho visa realizar a caracterizaÃÃo da viscoelasticidade linear e do dano por fadiga da parte fina da Mistura AsfÃltica Completa (MAC), composta por Cimento AsfÃltico de PetrÃleo (CAP) e pela Matriz de Agregados Finos (MAF), que corresponde aos agregados miÃdos e ao fÃler. Os resultados obtidos destas caracterizaÃÃes foram comparados com os resultados obtidos na caracterizaÃÃo dos CAPs e das MACs. Para que a caracterizaÃÃo das MAFs fosse feita em amostras que representassem de maneira realÃstica a parte fina de suas respectivas MACs, foi proposto um novo mÃtodo de dosagem de MAFs. A caracterizaÃÃo do dano por fadiga em MAFs foi realizada atravÃs de um mÃtodo tradicional (varredura de tempo) e de um mÃtodo que foi adaptado para ser utilizado em MAFs (varredura linear de amplitude de deformaÃÃo e o conceito de dano contÃnuo em meio viscoelÃstico). Foi observado que o mÃtodo adaptado para a caracterizaÃÃo do dano por fadiga em MAFs apresentou resultados semelhantes aos encontrados na abordagem tradicional (erro mÃximo de 15%), sendo o primeiro realizado em poucos minutos enquanto que o mÃtodo tradicional pode demorar horas ou dias. AlÃm disso, foi observado que a caracterizaÃÃo da MAF como passo intermediÃrio para a previsÃo do comportamento do dano por fadiga de MACs apresentou resultados satisfatÃrios. / Fatigue cracking is a major damage found in asphalt pavements. Fatigue is caused by dynamic loading or temperatures cycles. This damage is caused by vehicle traffic and is directly affected by variation in climatic conditions to which the asphalt mixture is subjected. Problems such as fatigue and rutting are related to small-scale phenomena. Some factors which influence the development of fatigue cracks are the asphalt content, aggregate characteristics (shape, size and particles distribution) as well as by the properties of the binder-aggregate interface. This study aims to characterize the linear viscoelasticity and the fatigue damage of the fine part of Hot Mixes Asphalt (HMAs), consisting of Asphalt Cement (ACs), fine aggregates and fillers, called Fine Aggregates Matrices (FAMs). The results were compared with those obtained in the characterization of ACs and HMAs. For the characterization of FAMs, samples were prepared to represent realistically the fine part of their respective MACs. A new design method has been proposed for MAFs. The characterization of fatigue damage in FAMs was performed using a traditional method (time sweep) and the Linear Amplitude Sweep test (LAS). The LAS is based on the viscoelastic continuum damage (VECD) mechanics theory. The results showed that the LAS obtained similar results to those found in the traditional method (maximum error of 15%). Moreover, it was observed that the use of FAM as an intermediate step for predicting fatigue damage behavior of HMAs showed satisfactory results.

O fenômeno de fadiga é caracterizado pela deterioração estrutural que um material está sujeito quando submetido a um estado de tensões e de deformações repetidas, resultando assim, em um trincamento do pavimento, que pode até culminar na sua ruptura após um número suficiente de repetições de carregamento. Este processo é considerado como sendo a perda de resistência do material quando solicitado por uma carga repetida. Conhecer a resistência à fadiga de misturas asfálticas torna-se relevante para a formulação das misturas, para o dimensionamento de uma estrutura ou para a escolha de uma adequada solução em uma obra de recuperação do pavimento de uma rodovia. O ensaio laboratorial mais utilizado no Brasil para analisar a fadiga de misturas é o de tração indireta por compressão diametral em corpos de prova cilíndricos, contudo este ensaio apresenta algumas variáveis que diferenciam os resultados obtidos em laboratório com a realidade apresentada em campo. Neste sentido, o presente trabalho analisou o comportamento à fadiga, através do ensaio de flexão em viga quatro pontos, de duas misturas asfálticas: concreto asfáltico com ligante modificado por polímero (COMPAFLEX 60/85) e concreto asfáltico com ligante modificado por polímero e adição de TLA (CAP TLA FLEX). Para obter as vigas de mistura asfáltica optou-se por utilizar uma metodologia de moldagem e compactação das placas em uma usina de asfalto. Após este processo as placas foram serradas para obtenção das vigas nos tamanhos definidos, sendo estas amostras ensaiadas para verificação da densidade aparente e grau de compactação. Com o intuito de atingir o objetivo proposto foram realizados ensaios de fadiga à flexão em quatro pontos, sob modo de carregamento à deformação e tensão controlada, ensaios de fadiga por compressão diametral (tensão controlada) e ensaios de resistência à tração, sendo estes realizados à temperatura de 25°C. Também foi determinado o módulo dinâmico das misturas estudadas para as temperaturas de 15°C, 20°C e 25°C. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia escolhida para a moldagem e compactação das placas foi adequada, pois as amostras apresentaram valores de volume de vazios, densidade aparente e grau de compactação semelhantes aos estabelecidos nos projetos das misturas. Em relação aos resultados obtidos nos ensaios de fadiga por compressão diametral a mistura CA-TLA obteve valores de vida de fadiga superiores em relação à mistura CA-E, enquanto no ensaio de flexão em quatro pontos, à deformação controlada, a mistura CA-E apresentou maiores vidas de fadiga. Os resultados dos ensaios de módulo dinâmico das misturas CA-TLA e CA-E foram apresentados através das representações clássicas nas curvas isotérmica, frequência‐temperatura, isócrona, espaço de Black e plano cole‐cole, mostrando que a mistura CA-TLA apresentou maior rigidez em relação a mistura CA-E. / The phenomenon of fatigue is characterized by structural deterioration when a material is subjected to a state of repeated stress and strain cycles, thus resulting in cracking of the pavement which may even result in its failure after a sufficient number of load repetitions. Considering the fatigue resistance of asphalt mixtures becomes relevant for the formulation of mixes, for the design of a pavement structure or for choosing an adequate solution for pavement rehabilitation in highways. The laboratory test commonly employed in Brazil to analyze the fatigue life of asphalt mixes is the indirect tensile test by diametrical compression in cylindrical specimens. However, this test presents some variables that differentiate the results obtained in laboratory with the in situ loading conditions. In this sense, the present work examined the fatigue behavior, through the four points bending beam test, in two asphalt mixtures: asphalt concrete with binder modified by polymer (COMPAFLEX 60/85) and asphalt concrete with binder modified by polymer and TLA (CAP TLA FLEX) addition. To obtain the beams of asphalt mixture, it was chosen to use a methodology of molding and compaction of the slabs in an asphalt plant, after this process the slabs were sawn in order to obtain the beams in set sizes, and these samples tested to verify the apparent density and degree of compaction. For the research, flexural fatigue tests were conducted in four points bending beam under controlled strain and stress modes, fatigue tests by diametrical compression (stress controlled) and tensile strength tests, all these conducted at a temperature of 25°C. It was also determined dynamic modulus of the mixtures at temperatures of 15°C, 20°C and 25°C. The results show that the methodology chosen for molding and compaction of the plates were appropriate because the samples showed targeted values of void volume, bulk density and degree of compaction, similar to those established in the mix design. Regarding the results obtained in fatigue tests by diametrical compression the mixture CA-TLA obtained values higher fatigue life compared to the mix CA-E, while in the bending test on four points, the controlled deformation, the mixture CA-E showed higher fatigue lifes. The test results of dynamic modulus of mixtures CA-TLA and CA-E were presented through classical representations of the isotherm curves, frequencytemperature, isochrone, Black space and cole-cole plane, showing that mixture CA-TLA presented higher stiffness in relation to mixture CA-E.