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[pt] AVALIAÇÃO DO DANO POR FADIGA EM MISTURAS ASFÁLTICAS FINAS ATRAVÉS DE ENSAIOS DINÂMICOS UNIAXIAIS / [en] FATIGUE DAMAGE ANALYSIS OF FINE ASPHALT MIXTURES THROUGH DYNAMIC UNIAXIAL TESTING08 March 2021 (has links)
[pt] O fenômeno da fadiga é uma das falhas mais comuns em pavimentos asfálticos e se caracteriza pela aparição e posterior desenvolvimento de micro e macro trincas. As misturas asfálticas são compostas por agregados graúdos e por uma matriz circundante composta por ligante asfáltico, agregados miúdos e fíler, conhecida como Mistura Asfáltica Fina (MAF). Estudos indicam que os fenômenos que afetam as microfissuras se iniciam na mistura asfáltica fina. O presente trabalho investiga o comportamento em relação à fadiga das misturas asfálticas, utilizando como passo intermediário a análise de MAFs. Foram selecionadas três misturas asfálticas, compostas pelo mesmo ligante, porém com agregados distribuídos em três curvas granulométricas diferentes, variando seu tamanho máximo nominal. Para as MAFs, as granulometrias foram proporcionais às encontradas nas respectivas misturas asfálticas. As misturas e as MAFs seguiram programação experimental semelhante, com a caracterização viscoelástica linear e realização de ensaios dinâmicos uniaxiais de fadiga. Para interpretação dos resultados, foi utilizado o modelo simplificado de viscoelasticidade do dano contínuo (S-VECD) e os critérios de ruptura G(R) e D(R), que descrevem satisfatoriamente o comportamento em relação à fadiga das misturas e MAFs estudadas. Foi analisada a resistência ao dano das MAFs, bem como a influência da variação do tamanho máximo nominal no seu desempenho a fadiga. Estudou-se a relação entre as deformações encontradas nas misturas asfálticas e na parcela fina das misturas asfálticas. As misturas com maior presença de mistura asfáltica fina apresentaram melhor desempenho a fadiga e os fatores de proporcionalidade de deformação foram maiores para as misturas com tamanhos máximos nominais maiores. / [en] Fatigue is one of the most common problems in asphalt pavements and it is characterized by the appearance and subsequent development of micro and macro cracks. Asphalt mixtures are composed of large aggregates and a matrix that surrounds these aggregates, composed of asphalt binder, small aggregates and filler, known as Fine Aggregate Mixture (FAM). Studies indicate that the phenomena that affect micro cracks starts in the FAM. Therefore, this work aims to investigate the fatigue behavior of the Asphalt mixtures, using as intermediate means an analysis of the FAM. To achieve this objective, three asphalt mixtures were selected. They are composed of the same binder, but with aggregates distributed according to three different aggregate gradation curves, varying their maximum nominal size. The FAM had gradation curves proportional to that applied in asphalt mixtures. Mixtures and MAFs followed similar experimental programming with linear viscoelastic characterization and dynamic uniaxial fatigue tests. In order to interpret the results it was used the Simplified Viscoelastic Continuum Damage (S-VECD) model, G(R) and D(R) failure criteria, which presented a good prediction of the fatigue behavior of the Mixtures and MAFs studied. The MAF s tolerance to damage was analyzed as well as the influence of the maximum nominal size variation. A relation between strains in the asphalt mixtures and the strain in the fine portion of the asphalt mixtures was studied. The asphalt mixtures with higher content of fine asphalt mixture showed better fatigue performance and the strain proportionality factors were higher for mixtures with larger nominal maximum sizes.
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[en] EVALUATION OF THE MECHANICAL BEHAVIOR OF ASPHALT MIXTURES WITH CRUSHED POLYETHYLENE TEREPHTHALATE (PET) INSERTION / [pt] AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM A INSERÇÃO DE POLIETILENO TEREFTALATO (PET) TRITURADOMIEKA ARAO 22 November 2016 (has links)
[pt] A presente pesquisa tem como objetivo avaliar o comportamento de misturas asfálticas do tipo CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) adicionadas com garrafas PET (Polietileno Tereftalato) trituradas em diferentes granulometrias e teores. O filer convencional (pó de pedra) utilizado em misturas asfálticas foi substituído pelo pó proveniente da moagem das garrafas PET, já que o seu elevado ponto de fusão permite a utilização como agregado na mistura. Portanto, foi utilizado o material triturado nos diâmetros 10 mm e 2 mm, nos teores de 0,5 porcento e 1,0 porcento adicionadas ao CBUQ e, também, a substituição de 2,5 porcento do pó de pedra por pó de PET, juntamente com a adição de 0,5 porcento de PET triturado no diâmetro de 10 mm. A partir dos ensaios de caracterização dos agregados (granulometria, durabilidade, densidade, massa específica e abrasão Los Angeles) e do ligante asfáltico CAP 30/45 (densidade específica, penetração, ponto de amolecimento, ductilidade, solubilidade em tricloroetileno e envelhecimento em estufa de filme rotativo), foram feitas as dosagens das misturas asfálticas, pelo método Marshall, e a confecção de corpos de prova, o que possibilitou a realização dos ensaios mecânicos de estabilidade e fluência Marshall, resistência à tração, módulo de resiliência e de vida de fadiga. A inserção de PET triturado às misturas de CBUQ foi satisfatória, sendo os resultados dependentes dos teores e das granulometrias das partículas de PET utilizados. Observa-se que o incremento nos parâmetros de resistência e na vida útil das misturas estudadas foi mais efetivo para o CBUQ com 0,5 porcento de PET triturado em 10 mm e com a substituição de 2,5 porcento do filer por pó de PET, na sua composição granulométrica. Portanto, o uso de resíduos de garrafas PET para o melhoramento de misturas asfálticas pode minimizar os problemas atuais disposição do resíduo, contribuir com a redução do consumo de recursos naturais e dar um uso nobre para este material. / [en] This research aims to evaluate the behavior of HMA mixtures (hot mix asphalt concrete) added with PET (Polyethylene Terephthalate) bottles pounded into different particle sizes and concentrations in the mixture. The usual filler (stone dust) was replaced by the powder from the milling of PET bottles, since its high melting point allows the use as an aggregate in the mix. Thus, it was used the material in diameters of 10 mm and 2 mm, in concentrations of 0.5 percent and 1.0 percent added in the HMA and, also, the replacement of 2.5 percent of the stone powder for the PET powder with addition of 0.5 percent triturated with diameter of 10 mm. From the characterization tests of aggregates (particle sizes, durability, density, Los Angeles abrasion) and asphalt (specific density, penetration, softening point, ductility, solubility in trichloroethylene, RTFOT – rolling thin film oven test), it was made the calculations of the dosage by the Marshall method, production of specimens, which enabled the realization of mechanical tests of Marshall Stability and Flow, Tensile Strength, Resilient Modulus and Fatigue. The insertion of triturated PET was satisfactory, being dependent on the results of the percentages and particle sizes of the PET used. It was observed that the increase in the strength parameters and the useful life of the mixtures studied is more effective for the HMA with 0.5 percent PET of 10 mm diameter and the substitution of 2.5 percent of the filler for PET powder in its granulometric compositions. Therefore, the use of PET bottle waste to the improvement of asphalt mixtures can minimize the current problems of waste disposal, contribute to reduce the consumption of natural resources and make a noble use for this material.
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