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.

O dano por umidade à um defeito frequente e um dos principais responsÃveis pelo desgaste prematuro de pavimentos. Esta pesquisa apresenta uma avaliaÃÃo do potencial do LCC como modificador de ligante asfÃltico com relaÃÃo à resistÃncia ao dano por umidadeem misturas asfÃlticas.Propriedades fÃsico-quÃmicas do LÃquido da Castanha de Caju (LCC) mostram-se potencialmente Ãteis para conferir ao Cimento AsfÃltico de PetrÃleo (CAP) maior adesÃo com os agregados.Utilizou-se um CAP convencional classificado por penetraÃÃo como 50/70 e um CAP modificado com 2% de LCC caracterizados quÃmica e reologicamente. Os agregados foram caracterizados atravÃs da fluorescÃncia de Raio-X e com relaÃÃo à forma. Foram dosadas, segundo o mÃtodo Superpave, diferentes misturas asfÃlticas contendo como ligante: CAP, CAP modificado com LCC e CAP e cal como fÃler. A caracterizaÃÃo mecÃnica das misturas foi realizada atravÃs dos ensaios Lottman modificado, MÃdulo de ResiliÃncia (MR) e desgaste CÃntabro. Utilizou-se o Processamento Digital de Imagens (PDI) para verificar o deslocamento da pelÃcula de CAP. Constatou-se que o LCC diminuiu a viscosidade e reduziu as Temperaturas de Usinagem e CompactaÃÃo (TUC) do CAP. Ambas as amostras, CAP e CAP modificado com 2% de LCC, foram classificadas como PG 70-28. Os agregados foram classificados como granÃticos, sub-arredondados, com baixa esfericidade e de textura lisa. Os resultados mostraram que a mistura com CAP modificado com LCC apresentou menor percentual de descolamento da pelÃcula de CAP e desempenho mecÃnico satisfatÃrio se comparada Ãs outras misturas analisadas. Espera-se que o LCC possa ser utilizado como aditivo gerando misturas asfÃlticas menos suscetÃveis à aÃÃo deletÃria da Ãgua. / Moisture damage is a frequent distress on pavements and is considered a major contributor to premature deterioration. Physicochemical properties of the Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) showed to be potentially useful to improve the adhesion between asphalt binder and aggregates.The main objective of this study is to evaluate the potential of the CNSL modified asphalt binder to increase the hot mixture asphalt (HMA) resistance to moisture damage, and as a promoter of adhesiveness between binder and aggregates.Pure and modified asphalt binders with different CNSL contents were characterized chemically and rheologically. The aggregates were characterized by X-ray fluorescence and using Aggregate Imaging Measurement System (AIMS). HMAs with binders modified with CNSL were designed using the Superpave methodology. HMA mechanical characterization consisted of modified Lottman test, Resilient Modulus and Cantabro. Results were compared with those obtained using two different HMAs: (i) one with conventional asphalt binder and natural aggregates, and (ii) another one using 2% of lime as a filer. The stripping resistance of asphalt binderswere characterizedthrough digital image processing (DIP). The findings showed the CNSL decreased the asphalt binder viscosity. Both, the pure and the modified asphalt binder, were classified as PG 70-28. The granitic aggregates were classified as sub rounded, with low sphericity and smooth texture. The findings showed that the HMA contain binder modified with CNSL had better stripping resistance and behavior mechanical performance than other evaluated HMAs. Itâs expected that the effectiveness of the CNSL can be used as an additive to prevent striping in asphalt mixtures and to provide a greater resistance to breakdown caused by water.

Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de algumas misturas asfálticas, à luz de resultados de ensaios de fadiga por compressão diametral à tensão controlada, considerando-se a variação de quatro fatores: tipo de agregado, tipo de ligante, tipo de moldagem e tipo de filler. Todos os corpos-de-prova foram moldados na mesma faixa granulométrica (centro da faixa C do DNER ), segundo os procedimentos dos métodos Marshall, ASTM D 4867 ou AASHTO T 283, variando o tipo de agregado (basalto, granito e gabro), tipo de ligante (CAP 20 e CAP 40) e o tipo de material de preenchimento (cal hidratada). São apresentados resultados dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e de fadiga. Os modelos de fadiga são apresentados em função das diferenças de tensões e deformações. Para avaliar o desempenho relativo das misturas em serviço, foram simuladas três estruturas de pavimentos com a ajuda do programa ELSYM5, para as quais foram determinadas as tensões e deformações atuantes que foram utilizadas nos modelos de fadiga para que todas as misturas fossem avaliadas sob o mesmo referencial. Os resultados indicam que em relação ao tipo de moldagem, as misturas moldadas pelo método da AASHTO T 283 apresentaram melhor desempenho (maior vida de fadiga), sendo que a maioria das misturas moldadas com CAP 40 apresentou um desempenho melhor que as moldadas com CAP 20. Com relação ao tipo de agregado os materiais gábricos apresentaram o melhor desempenho, seguidos pelos basálticos e graníticos. As misturas moldadas com cal hidratada como filler também apresentaram melhor desempenho à fadiga. / The purpose of this research is to evaluate the fatigue behavior of some asphalt mixtures, by means of indirect tests with controlled stress, considering the variation of four factors: aggregate type, asphalt type, molded type and filler type. The specimens was molded in same gradation (center of DNER C gradation), according to Marshall, ASTM D 4867 or AASHTO T 283 design method, with the variation of three aggregates (basaltic, granite and gabbro), two asphalt (CAP 20 and CAP 40) and the presence of lime. Tests results of indirect tensile strength, resilient modulus and fatigue are presented. The fatigue models are constructed as a function of the differences of stress and strain. The fatigue behavior of asphalt mixtures was evaluated based on three structures which the stress and strains was estimated with aid of ELSYM5 program. The tests results indicated that all mixtures molded with AASHTO T 283 design method presented higher fatigue life than the other ones, and almost all asphalt mixtures molded with CAP 40 presented higher fatigue life than mixtures molded with CAP 20. Considering the type of aggregate, the specimens molded with gabbro presented higher fatigue life than basaltic and granite. The mixtures molded with presence of lime presented an increase in fatigue life.

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The thesis deals with the matter of usage of special asphalt binders for production of asphalt mixtures containing recycled materials in asphalt plant. For comparison analysis of characteristics of special binder used in roads is necessary to compose different mixtures of asphalt – one with binder containing R-materials, and another benchmark mixture with binder used in common mixtures without recycled materials. Investigation of features of mixtures with different binders is carried out by selected performance tests of asphalt mixtures. Evaluation and comparison of the results is described in the final section of the thesis.