nÃo hà / A reduÃÃo das temperaturas de usinagem e de compactaÃÃo de misturas asfÃlticas à considerada uma alternativa na produÃÃo de revestimentos asfÃlticos, podendo proporcionar vantagens tÃcnicas, econÃmicas e ambientais. Diversas tecnologias sÃo utilizadas na produÃÃo dessas misturas denominadas usualmente de misturas asfÃlticas mornas. Esta pesquisa se propÃs a comparar algumas destas tecnologias com uma mistura asfÃltica que foi produzida na temperatura obtida atravÃs da curva de viscosidade versus temperatura para o ligante asfÃltico, a qual à comumente utilizada na produÃÃo de misturas asfÃlticas a quente. O ligante utilizado foi o Cimento AsfÃltico de PetrÃleo classificado por penetraÃÃo como CAP 50-70. A mistura denominada âControleâ refere-se Ãquela em que nÃo ocorreu nenhum tipo de modificaÃÃo (ligante e/ou processo de produÃÃo) enquanto que outros dois tipos de misturas estudadas foram produzidas modificando-se o CAP 50-70 original com dois aditivos diferentes. Uma quarta mistura foi produzida com agregado Ãmido com 2%. As misturas avaliadas foram elaboradas contendo em sua composiÃÃo: (i) CAP puro; (ii) CAP c/ um aditivo surfactante comercial denominado GemulÂ; (iii) CAP com cera de carnaÃba do tipo CT4; (iv) CAP puro com a inserÃÃo de agregado miÃdo Ãmido. Os ligantes e os agregados foram caracterizados de acordo com as especificaÃÃes vigentes. Para proporcionar uma maior resistÃncia à deformaÃÃo permanente, especialmente na fase de compactaÃÃo da mistura optou-se por utilizar a metodologia Bailey para gerar uma curva granulomÃtrica com maior intertravamento entre os agregados. A definiÃÃo da temperatura de compactaÃÃo dos corpos de prova se deu pelos parÃmetros CDI e TDIm procurando-se obter valores de trabalhabilidade semelhantes Ãqueles encontrados na mistura de controle e que, simultaneamente, se mostrassem em condiÃÃes adequadas para resistir à deformaÃÃo permanente. Estes parÃmetros (CDI e TDIm) sÃo calculados por meio da saÃda de dados do compactador giratÃrio Superpave, tendo sido escolhido por este motivo, o mÃtodo de dosagem Superpave. Com o intuito de se avaliar o efeito da reduÃÃo de temperatura e a influÃncia dos aditivos no comportamento mecÃnico das misturas asfÃlticas, as mesmas foram submetidas a ensaios relacionados à resistÃncia a deformaÃÃo permanente, fadiga, rigidez e sensibilidade ao dano por umidade. Pode-se dizer que todas as misturas modificadas se comportaram de forma semelhante Ãquela mistura produzida sem qualquer alteraÃÃo no ligante ou na temperatura de produÃÃo e compactaÃÃo. Buscou-se tambÃm avaliar os custos de cada mistura com o intuito de se verificar a viabilidade econÃmica das amostras estudadas. Como jà era esperado, a mistura com agregado Ãmido gerou o menor custo, por nÃo ter utilizado aditivo e pela reduÃÃo das temperaturas. A mistura com o aditivo Gemul gerou um custo praticamente igual aquele encontrado para a mistura de Controle, enquanto que a mistura com a Cera CT4 sofreu um acrÃscimo de custo em cerca de 6% se comparado com a mistura de Controle. Espera-se que esta pesquisa juntamente com outras jà publicadas no Brasil possam demonstrar que as misturas mornas podem nÃo somente contribuir para mitigaÃÃo de danos ambientais, mas tambÃm que apresentam viabilidade tÃcnica e econÃmica para serem produzidas no paÃs / The reduction in mixing and compaction temperatures of asphalt mixtures is considered an alternative for the production of asphalt pavements and can offer technical economical and environmental advantages. Several technologies are used in the production of these mixtures usually called warm mix asphalt (WMA). This research aimed to compare some of these technologies with a hot mix asphalt produced at the temperature obtained from the commonly used viscosity versus temperature curve. The binder used was the AC classified by penetration as AC 50-70. The so called "Control mix" refers to the mix that was no was (binder and / or production process) while the other two mixtures studied were produced by modifying the original AC 50-70 with two different additives. A 4th mixture was produced with 2% moisture. Thus, the mixtures studied were distributed as follows: (i) Pure AC; (ii) AC with commercial surfactant additive known as GemulÂ; (iii) AC with carnauba wax CT4; (iv) Pure AC with moist aggregates. The binders and the aggregates were characterized according to current Brazilian specifications. To provide greater resistance to permanent deformation especially during compaction the Bailey methodology was used to generate the gradation curve. Thus, more interlocking between the aggregates was expected. The compaction temperature of the specimens was determined by CDI and TDIm parameters, seeking to obtain similar workability to the control mixture and that simultaneously show themselves in appropriate conditions to resist permanent deformation. These parameters (CDI and TDIm) are calculated from output data from the gyratory compactor, and for this reason the Superpave design method was used. To evaluate the effect of temperature reduction and different additives on mechanical properties, tests related to mixture permanent deformation, stiffness and sensitivity to moisture damage were performed. After comparison and analysis of the mechanical tests, an assessment of costs of each mixture was performed to evaluate the economic viability of the studied samples. It can be said that all modified mixtures behaved in a similar manner to the mixture produced with no modification in the binder or in mix/compaction temperature. It is attempted to perform a cost assessment of each mixture in order to evaluate the economic viability. As expected, the mixture with moist aggregate had the lowest value, for not having used additive and due to temperature reduction. The mixture with the additive Gemul had almost the same cost of the control mixture, while the mixture with wax CT4 had the cost increased by about 6% compared to the Control mixture. It is expected this research along with others already published in Brazil can demonstrate that WMA not only contributes to the environmental damage mitigation, but also presents technical and economic advantages and, therefore it is a technique that can be used in this country to be produced

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The asphalt from petroleum refineries, when presents proper consistency to pavement, is denominated asphaltic binder or petroleum asphaltic cement (PAC). The petroleum asphaltic binders are materials constituted by complex mixtures of high-molecular-weight hydrocarbons. Their main components are carbon, hydrogen, but also contain other elements like oxygen, sulphur and some metals. They are obtained from the natural evaporation of deposits located on the earth surface (natural asphalt), or by distillation in industrial units specially designed for this. The asphaltic binders produced by petroleum refining resist satisfactorily in most situations to which pavements are submitted. Nevertheless, over the past years, the highways with a high volume of traffic have had to support an increasing daily average of vehicles, heavier trucks, and also increases in axle weight and in tire pressure. These roads require, thus, asphaltic coatings with better performance and more modern constructive techniques. In view of this, this research has as its goal to study the effects resulting from the modification of the petroleum asphaltic cement (PAC) by the addiction of a resin of the type phenol-formaldehyde â obtained from cardanol â to analysis of the feasibility of this additive in asphalts. Through this study, it was found that the additive enabled an increase in the module (G*) and a lowering of the phase angle (δ) that resulted in a better performance of the asphaltic binder in terms of permanent deformation if compared to the pure PAC. It was also observed a reduction of approximately 12ÂC in the temperature of compaction and machining of the mixture in relation to the pure binder, what makes possible the use of the resin as additive in asphaltic binders. / O asfalto obtido das refinarias de petrÃleo, quando apresenta consistÃncia adequada à pavimentaÃÃo, à denominado de ligante asfÃltico ou cimento asfÃltico de petrÃleo (CAP). Os ligantes asfÃlticos de petrÃleo sÃo materiais constituÃdos por misturas complexas de hidrocarbonetos de elevada massa molar, cujos componentes principais sÃo o carbono e o hidrogÃnio, contendo tambÃm outros elementos como o oxigÃnio, enxofre e alguns metais. SÃo obtidos por evaporaÃÃo natural de depÃsitos localizados na superfÃcie da terra (asfaltos naturais), ou por destilaÃÃo em unidades industriais especialmente projetadas. Os ligantes asfÃlticos produzidos pelo refino do petrÃleo atendem satisfatoriamente à maioria das situaÃÃes Ãs quais os pavimentos sÃo submetidos. Contudo, nos Ãltimos anos, as rodovias de alto volume de trÃfego apresentam aumento no VMD (nÃmero de veÃculos mÃdio diÃrio), maior peso nos caminhÃes, aumento da carga por eixo e aumento da pressÃo dos pneus, requerendo revestimentos asfÃlticos que apresentem melhor desempenho e tÃcnicas construtivas mais modernas. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo estudar os efeitos resultantes da modificaÃÃo do cimento asfÃltico de petrÃleo (CAP) por adiÃÃo de uma resina do tipo fenol-formaldeÃdo â obtida a partir do cardanol â para anÃlise da viabilidade do uso deste aditivo em asfaltos. Por meio deste estudo verificou-se que o aditivo possibilitou um aumento no mÃdulo complexo (G*) e um abaixamento do Ãngulo de fase (δ) o que fez com que o ligante asfÃtico obtivesse um melhor desempenho em relaÃÃo a deformaÃÃo permanente comparado ao CAP puro. Verificou-se, tambÃm, uma reduÃÃo de aproximadamente 12 ÂC na temperatura de compactaÃÃo e usinagem da mistura em relaÃÃo ao ligante puro, o que torna viÃvel a utilizaÃÃo da resina como aditivo em ligantes asfÃlticos.

Orientador: Wagner dos Santos Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maciel_EmersonRodrigues_M.pdf: 10298208 bytes, checksum: d19a140f86e923ce68500657b2e841fa (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho apresenta resultados o estudo de pesquisa e desenvolvimento de misturas de polímeros em cimento asfáltico de petróleo. O asfalto é um excelente material aglutinante utilizado na construção de rodovias e vias urbanas, entretanto o aumento do número de veículos comerciais e da carga transportada por eixo tem levado a deteriorização prematura dos pavimentos. Os resultados obtidos mostram que o polímero do tipo estireno-butadieno-estireno quando incorporado ao asfalto traz melhoria nas propriedades físico-químicas e desempenho, sobretudo quando em contato com cargas pesadas, em climas quentes, tornando-o resistente à deformação permanente, pela preservação de sua flexibilidade e elasticidade. A incorporação de 4% polímero tipo estirenobutadieno-estireno ao asfalto resultou na melhoria de suas propriedades, principalmente a resistência ao envelhecimento, aumento no ponto de amolecimento, ganho de recuperação elástica. O asfalto modificado é uma boa solução, pois embora aumente os custos iniciais do produto, resulta em um ótimo custo benefício, reduzindo a necessidade de manutenção das rodovias ou vias urbanas ao longo dos anos / Abstract: This paper presents laboratorial research results comprising developing project of polymer mixtures in petroleum asphalt cement. The asphalt is an excellent binding material used in the highway constructions and unban roads, however the increase of the commercial vehicles number and the load transported by axle have led to the premature pavements failure. The laboratory outcomes obtained show that the SBS polymer, which is embedded to the asphalt, brings improvement in the physico - chemical properties and performance mainly for its good performance under heavy loads in hot climates becoming resistant to the permanent deformation, but maintaining the flexibility as the asphaltic concrete providing elasticity. The SBS polymer is a good solution, although it increases the initial costs of the product, however with a great costeffective regarding the maintenance of the highways or unban roads over the years / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

O controle da hiperfosfatemia é a peça chave do tratamento do distúrbio mineral e ósseo em pacientes com doença renal crônica. O seu manejo é multifatorial e inclui a restrição dietética de fósforo (P), o uso apropriado de quelantes de P e a dose correta de terapia renal substitutiva. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da aplicação de uma tabela de contagem de fósforo com cloridrato de sevelamer nos níveis séricos de fósforo de pacientes em hemodiálise. Foram recrutados 56 pacientes, os quais foram divididos em grupo intervenção A (n=18) e B (n=19) e grupo controle C (n=19). O grupo controle (GC) teve seus dados dietéticos, estado nutricional, carga de comprimidos e percentual de adesão ao cloridrato de sevelamer, além de parâmetros laboratoriais, como o P, o cálcio (Ca), o produto cálcio-fósforo (CaxP) e o hormônio da paratireoide (PTH), observados por 4 meses (T0, T1, T2, T3 e T4). Os grupos A (GA) e B (GB) tiveram os mesmos parâmetros investigados pelo GC, entretanto os 2 primeiros meses foram apenas de observação. Após essa fase, esses dois grupos foram orientados a controlar sua alimentação por meio da tabela de contagem de fósforo que consiste em uma ferramenta que auxilia no controle da ingestão alimentar de P por meio de lista de alimentos divididos em grupos alimentares com pontuações delimitadas e proporcionais aos teores de P, pelo período de 2 meses. Nesse período, o GA foi orientado a utilizar o cloridrato de sevelamer com dose fixa de 2 comprimidos (800mg) ao dia. Já o GB, utilizou o cloridrato de sevelamer por meio do autoajuste da sua dose com o auxílio de uma tabela que determina sua dose conforme o número de porções alimentares consumidas. Ao final do estudo, observou-se níveis de P de 4,92±1,42mg/dL; 5,44±1,21mg/dL e 5,07±1,24mg/dL, para os grupos A, B e C, respectivamente, não sendo encontrada diferenças estatísticas ao longo do trabalho. O CaxP manteve-se entre o início e final do estudo em ambos os grupos, apresentando-se <55mg2/dL2. No GA, os níveis de Ca reduziram de 9,52±1,01mg/dL para 9,17±0,77mg/dL entre T0 e T4; já no GB, esse parâmetro reduziu de 9,46±1,07mg/dL em T1 para 9,04±0,86mg/dL em T4; no GC, T4 (8,6±0,58mg/dL) apresentou-se com níveis menores de Ca ao ser comparado com T1, T2 e T3. O PTH manteve-se ao longo do estudo em ambos os grupos com níveis >300pg/mL. Em relação ao consumo do quelante, houve redução significativa da carga de comprimidos ao comparar, nos grupos A e B, os tempos T1 (GA: 122,22±90,1 e GB: 170,58±109,12) e T2 (GA: 103,67±63,53 e GB: 162±71,47) com T3 (GA: 49,89±15,23 e GB: 127,11±66,65) e T4 (GA: 45,94±14,96 e GB: 109,89±58,42). Apenas no GA foi observado melhora do percentual de adesão ao quelante quando comparado T1 com 66,21% de adesão com T3 que obteve 88,96% (p=0,014), e T2 que apresentou 64,92% de adesão contra 88,96% em T3 (p=0,009). Os dados dietéticos apontaram redução do consumo de P, após intervenção, apenas no GB ao comparar T0 (1039,43±66,78mg) com T4 (857,83±65,6mg). Não foram identificados prejuízos no estado nutricional após o término do trabalho. O estudo demonstrou que a aplicação da tabela de contagem de fósforo com cloridrato de sevelamer auxilia no controle dos níveis séricos de P tanto por meio da dose mínima do quelante como pelo autoajuste da sua dose. / Control of hyperphosphatemia is the key factor of treatment of mineral and bone disorders in patients with chronic kidney disease. Its management is multifactorial and includes dietary restriction of phosphorus (P), appropriate use of phosphate binders and the correct dose of renal replacement therapy. This study aimed to evaluate an intervention with a phosphorus counting table with sevelamer hydrochloride on serum phosphorus in patients on hemodialysis. Fifty-six patients were recruited and divided into intervention group A (n = 18) and B (n = 19) and control group C (n=19). Control group (CG) had dietary data, nutritional status, dose and percentage of adherence to sevelamer hydrochloride and laboratory parameters, such as P, calcium (Ca), calcium-phosphorus product (CaxP) and parathyroid hormone (PTH), observed for four months (T0, T1, T2, T3 e T4). Groups A (AG) and B (BG) had the same parameters evaluated for CG. However, the first two months were only observation. After this period, the two groups were conducted to control their diet with a phosphorus counting table help, which it\'s a tool that assists the control of dietary P intake through a food list divided into food groups with defined and proportional scores in relation to P content, for 2 months. In this period, AG was instructed to use sevelamer hydrochloride with a fixed dose of two tablets (800mg) daily. BG used the sevelamer hydrochloride through self-adjustment of its dose with a chart helps that establish its dose according to the number of consumed servings. At the end of the study, serum levels of P were 4.92±1.42mg/dL; 5.44±1.21mg/dL and 5.07±1.24mg/dL, for groups A, B, and C, respectively, with no statistical differences throughout the study. CaxP remained stable before and after intervention in both groups, showing <55mg2/dL2. In AG, serum Ca reduced from 9.52±1.01mg/dL to 9.17±0.77mg/dL between T0 and T4; Already BG, this parameter reduced from 9.46±1.07mg/dL at T1 to 9.04±0.86mg/dL at T4; in CG, T4 (8.6±0.58mg/dL) showed reduced levels of Ca when compared to T1, T2, and T3. PTH maintained throughout the study in both groups with levels >300pg/mL. About phosphate binder, there was a significant reduction in its dose when comparing, in AG and BG, at T1 (AG: 122.22±90.1 and BG: 170.58±109.12) and T2 (AG: 103.67±63.53 and BG: 162±71.47) with T3 (AG: 49.89±15.23 and BG: 127.11±66.65) and T4 (AG: 45.94±14.96 and BG: 109.89±58.42). Only in the AG, the percentage of adherence to treatment with phosphate binder was improved when compared T1 with 66.21% of adhesion with T3 that obtained 88.96% (p = 0.014), and T2 that presented 64.92% of adhesion against 88.96% in T3 (p = 0.009). Dietary data indicated a reduction of P consumption after an intervention, only in BG when compared T0 (1039.43±66.78mg) with T4 (857.83±65.6mg). No damage to nutritional status was observed at the end of the study. Intervention with a phosphorus counting table with sevelamer hydrochloride assists in the control of serum P levels both through the minimum dose of the phosphate binder and self-adjustment of its dose.

A lower-alkalinity cement based on MgO and SiO2 blends is analysed to develop clinker-free Fibre Reinforced Cementitious Composites (FRCC) with cellulosic fibres in order to solve the durability problems of this type of fibres when used in FRCC with Portland cement. Hydration evolution from 7 to 28 days of different MgO-SiO2 formulations is assessed. The main hydration products are Mg(OH)2 and M-S-H gels for all the formulations studied regardless of age. Hardened pastes are obtained with pH values &lt; 11 and good mechanical properties compared to conventional Portland cement. 60% MgO-40% SiO2 system is chosen as optimal for the development FRCC since is the most mechanical resistant and is less alkaline compared with 70% MgO-30% SiO2. FRCC based on magnesium oxide and silica (MgO-SiO2) cement with cellulose fibres are produced to study the durability of lignocellulosic fibres in a lower pH environment than the ordinary Portland cement (PC). Flexural performance and physical tests (apparent porosity, bulk density and water absorption) of samples at 28 days and after 200 accelerated ageing cycles (aac) are compared. Two types of vegetable fibres are utilised: eucalyptus and pine pulps. MgO-SiO2 cement preserves cellulosic fibres integrity after ageing, so composites made out of MgO-SiO2 exhibit significant higher performance after 200 cycles of accelerated ageing than Portland cement composites. High CO2 concentration environment is evaluated as a curing treatment in order to optimise MgO- SiO2 matrices in FRCC. Samples are cured under two different conditions: 1) steam water curing at 55°C and 2) a complementary high CO2 concentration (20% by volume). In carbonated samples, Mg(OH)2 content is clearly lowered while new crystals of hydromagnesite [Mg5 (CO3)4&sdot;(OH) 2&sdot;4H2O] are produced. After carbonation, M-S-H gel content is also reduced, suggesting that this phase is also carbonated. Carbonation affects positively to the composite mechanical strength and physical properties with no deleterious effects after ageing since it increases matrix rigidity. The addition of sepiolite in FRCC is studied as a possible additive constituent of the binding matrix. Small cement replacement (1 and 2% wt.) by sepiolite is introduced and studied in hardened cement pastes and, later, in FRCC systems. When used only in cement pastes, it improves Dynamic Modulus of Elasticity over time. Bending tests prove the outcome of this additive on the mechanical performance of the composite: it improves composite homogeneity. Ageing effects are reported after embedding sisal fibres in MgO-SiO2 and PC systems and submitting them to different ageing conditions. This comparative study of fibre degradation applied in different cementitious matrices reveals the real compatibility of lignocellulosic fibres and Mg-based cements. Sisal fibres, even after accelerated ageing, do neither suffer a significant reduction in cellulose content nor in cellulose crystallinity and crystallite size, when exposed to MgO-SiO2 cement. Fibre integrity is preserved and no deposition of cement phases is produced in MgO-SiO2 environment. / Um cimento de baixa alcalinidade à base de blendas de MgO e SiO2 é analisado para o desenvolvimento de Compósitos Cimentícios Reforçados com Fibras (CCRF) celulósicas sem clínquer para resolver os problemas de durabilidade de este tipo de fibras quando são usadas em CCRF com cimento Portland. A evolução da hidratação, desde 7 aos 28 dias, das diferentes formulações é avaliada. Os principais produtos hidratados são o Mg(OH)2 e o gel M-S-H para todas as formulações independentemente da idade estudada. As pastas endurecidas apresentam valores de pH &lt; 11 e bom desempenho mecânico comparado com o cimento Portland convencional. O sistema 60% MgO-40% SiO2 é escolhido como a formulação ótima para o desenvolvimento de CCRF já que é a mais resistente e menos alcalina comparada com 70% MgO-30% SiO2. CCRF com cimento à base de óxido de magnésio e sílica (MgO-SiO2) e fibras celulósicas são produzidos para a análise da durabilidade das fibras lignocelulósicas em ambientes com valores de pH mais baixos comparados com o cimento Portland (PC). O desempenho mecânico a flexão e os ensaios físicos (porosidade aparente, densidade aparente e absorção de água) são comparados aos 28 dias e após de 200 ciclos de envelhecimento acelerado. O cimento à base de MgO-SiO2 preserva a integridade das fibras após o envelhecimento. Os compósitos produzidos com este cimento exibem melhores propriedades após 200 ciclos de envelhecimento acelerado que os compósitos produzidos com cimento Portland. Ambientes com alta concentração de CO2 são avaliados como tratamento de cura para otimizar as matrizes MgO- SiO2 nos CCRF. As amostras são curadas sob 2 condições diferençadas: 1) cura com vapor de água a 55oC e 2) cura com alta concentração de CO2 (20% do volume). As amostras carbonatadas apresentam teores reduzidos de Mg(OH)2 enquanto é produzida uma nova fase cristalina: hidromagnesita [Mg5 (CO3)4&sdot;(OH) 2&sdot;4H2O]. Após a carbonatação, o conteúdo de gel M-S-H é reduzido também, indicando uma carbonatação desta fase. A carbonatação aumenta a rigidez da matriz o que influi positivamente no desempenho mecânico e as propriedades físicas dos compósitos sem efeitos prejudiciais ao longo prazo. A adição de sepiolita em CCRF é estudada como possível adição na composição da matriz aglomerante. Baixos teores (1 e 2% em massa) de cimento são substituídos por sepiolita para o estudo das pastas de cimento hidratado e, posteriormente, dos compósitos. O Módulo Elástico Dinâmico das pastas é incrementado com o tempo pela adição de sepiolita. Os ensaios a flexão demostram que a adição de sepiolita melhora a homogeneidade dos compósitos. Reportam-se os efeitos das fibras de sisal após da exposição a sistemas MgO-SiO2 e PC e submetidas a diferentes condições de envelhecimento. Este estudo comparativo da degradação das fibras expostas a diferentes matrizes cimentícias mostra a compatibilidade das fibras lignocelulósicas com os cimentos à base de Mg. As fibras de sisal, inclusive após o envelhecimento acelerado, não apresentam nem redução significativa no conteúdo de celulose nem na cristalinidade da celulose assim como do tamanho de cristalito, quando expostas a cimentos MgO-SiO2.

Dentre os diversos tipos de defeitos estruturais a que um pavimento está sujeito, a deformação permanente em trilha de roda da camada de rolamento é um dos mais importantes, pois além de propiciar uma degradação acelerada da estrutura do pavimento, ele reduz consideravelmente a segurança do usuário. Este trabalho pesquisa os processos que levam à deformação permanente de revestimentos asfálticos, utilizando como estudo de caso uma pista-teste localizada na Rodovia BR 376 PR, construída com a finalidade principal de estudar os afundamentos em trilha de roda. Foram executados 10 trechos, com 200 m de extensão cada um, em aclive, na 3ª faixa de rolamento, sujeita a tráfego pesado de caminhões lentos. Os trechos experimentais consistem de restauração de pista existente, onde foram executados diferentes tipos de revestimentos asfálticos, variando-se o tipo de graduação e também o tipo de ligante asfáltico, todas dosadas pelo método Marshall. Três dos dez trechos foram submetidos ao ensaio acelerado por um simulador de tráfego móvel de pista, em escala real. As misturas asfálticas foram igualmente ensaiadas em laboratório para verificação da dosagem por equipamento giratório francês e por simulador de tráfego tipo LPC. Além disso, foram extraídas placas do revestimento asfáltico da pista-teste as quais foram submetidas ao simulador de tráfego de laboratório. O objetivo central desta pesquisa foi de estudar a consistência dos resultados obtidos em campo e em laboratório, e a previsibilidade de deformações em campo através do método laboratorial. A pesquisa verificou e analisou a redução do volume de vazios das misturas asfálticas em pista e em laboratório associadas à deformação permanente, procurando relacionar a redução do volume de vazios com a deformação. A pesquisa mostrou que os ensaios de laboratório com o simulador de tráfego LPC podem ser empregados para prever as ocorrências de afundamentos em pista. Os resultados indicam a adoção do limite máximo de 5% de deformação permanente no equipamento de laboratório para os tipos de misturas asfálticas testadas para reduzir as possíveis ocorrências de deformações permanentes de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego muito pesado. Nas condições dos ensaios laboratoriais da pesquisa, que se aplicam à pista-teste, as misturas asfálticas mais recomendadas quanto à resistência à deformação permanente são as misturas com asfalto modificado por polímero SBS e RET, e as misturas com asfalto-borracha. Dependendo das características do ligante, o CAP 30/45 também pode ser empregado; no entanto, o CAP 50/70 mostrou-se inadequado para tráfego pesado e lento. A graduação é uma característica relevante para a estabilidade das misturas asfálticas, devendo os agregados estarem bem entrosados no caso das graduações contínuas e bem-graduadas; no entanto a macrotextura resultante deve ser estudada para evitar superfícies fechadas que reduzam a segurança dos usuários em pistas molhadas. Foram estudadas duas misturas descontínuas gap-graded que se mostraram adequadas para tráfego pesado quanto à deformação permanente e à textura superficial. A pesquisa mostra a importância da seleção criteriosa dos materiais e rigor nos estudos de dosagem, com determinação de propriedades mecânicas para melhor prever comportamento em campo de revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego pesado e lento. / Among the many types of structural distresses that a pavement is subjected, wheel track rutting is one of the most important because it leads to accelerated deterioration of the pavement structure and also reduces the road safety. This research focus on the processes that lead to rutting in asphalt mixes, using experimental test sites located at Highway BR 376 PR (heavy and slow traffic), which were built with the primary purpose of studying wheel path depressions. Ten testing tracks of 200 m long (total of 2 km) were built on the third lane (upward sloping). The testing tracks were part of the rehabilitation of an existing pavement. Different asphalt mixtures were designed by the Marshall method, varying the aggregate size distribution and the type of asphalt binder. Three of the ten sections were subjected to Accelerated Pavement Testing by the Heavy Vehicle Simulator (in situ). The asphalt mixtures were also prepared and tested in laboratory by the French gyratory compactor and LPC traffic simulator, respectively, in order to verify the mixtures design. In addition, plates were extracted from the asphalt surfaces in the field and then subjected to the traffic simulator in laboratory. The main purpose of this study was to compare the permanent deformation of asphalt mixtures observed in the field to that obtained in the laboratory; and also to evaluate the prediction of permanent deformation based on laboratory evaluation. This research verified the correlation between reduction in the air voids of asphalt mixtures and rutting potential (samples extracted from the field and also prepared in laboratory were analyzed). The research showed that the LPC traffic simulator is a good device to predict permanent deformation of asphalt mixtures in the field. The results indicate 5% as the threshold for the permanent deformation in laboratory to reduce the occurrence of permanent deformation of asphalt mixtures subjected to heavy traffic. For the test conditions used, the mixtures that presented better resistance to permanent deformation were the ones with asphalt modified by SBS and RET, and the asphalt-rubber mixtures. Depending on the asphalt binder characteristics, the CAP 30/45 (classification by penetration) can be used; however the CAP 50/70 presented inadequate behavior for heavy and slow traffic. The aggregate gradation is another important parameter for the stability of asphalt mixtures, where the stones need to present a good interlocking and be wellgraded. The resulting macrotexture should also be evaluated to avoid surfaces with reduced safety to the users in wet conditions. Two mixtures with gap-graded gradation were evaluated and presented good results in respect to permanent deformation and superficial characteristics (texture). This research shows the importance of materials selection, design procedure, and mechanical behavior evaluation to predict the performance of asphalt surfaces subjected to heavy and slow traffic.

Este trabalho apresenta estudo sobre a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneus em ligantes asfálticos utilizados em obras de pavimentação. Trata-se de uma alternativa para solucionar um grave problema ambiental, pois no Brasil, anualmente, são descartados mais de 30 milhões de pneus, dos quais a maior parte é disposta em locais inadequados, servindo para a procriação de vetores de doenças e representando risco de contaminação do meio-ambiente. Os efeitos dos principais fatores que condicionam o comportamento do ligante asfalto-borracha (teor e granulometria da borracha, temperatura de mistura, tempo de reação) são avaliados através de ensaios tradicionais de caracterização de ligantes asfálticos e também ensaios do Método Superpave, que determinam propriedades fundamentais, diretamente relacionadas ao desempenho dos pavimentos no campo. Os resultados da análise estatística da programação fatorial de ensaios laboratoriais desenvolvida evidenciam o efeito preponderante do teor de borracha e, principalmente, que o ligante asfalto-borracha pode aumentar a resistência ao acúmulo de deformação permanente e ao aparecimento de trincas por fadiga do revestimento. / This work presents the results of a study about the technical feasibility of the use of asphalt-rubber binder by the asphalt paving industry. In Brazil, more than 30 million tires a year are disposed, mostly in inadequate sites, causing serious health and environmental problems. The effects of the main factors (rubber content, rubber particle size, temperature of mixture, reaction time) on the behavior of asphalt-rubber binders are evaluated by traditional tests and also by tests of the Superpave Method, which are based on fundamental properties, directly related to field performance. The results of the statistical analysis of the factorial design of laboratory experiments show the most significant effect of rubber content and, mainly, that asphalt-rubber binder can increase the resistance to permanent deformation and fatigue cracking.

O trincamento por fadiga é um dos principais mecanismos de deterioração dos pavimentos flexíveis e, mesmo assim, é, ainda hoje, um dos defeitos mais difíceis de serem controlados. Uma das alternativas para a melhoria das características de fadiga das misturas asfálticas é o emprego de ligantes asfálticos modificados, porém, há dúvida se o enrijecimento provocado pela adição dos modificadores pode influenciar a resistência à fadiga da mistura asfáltica. Com o intuito de mensurar características do ligante asfáltico que tenham relação com o trincamento por fadiga da mistura asfáltica, alguns ensaios de laboratório foram desenvolvidos recentemente, destacando-se dois: o ensaio de varredura de tempo (time sweep) e o ensaio de varredura de amplitude linear (LAS). O objetivo deste trabalho é caracterizar o comportamento à fadiga de 12 ligantes asfálticos modificados de mesmo grau de desempenho (PG 76-xx). As formulações CAP+PPA, CAP+SBS, CAP+SBS+PPA, CAP+Borracha, CAP+Borracha+PPA, CAP+PE, CAP+PE+PPA, CAP+EVA, CAP+EVA+PPA, CAP+SBR, CAP+SBR+PPA e CAP+Elvaloy+PPA foram preparadas tendo como base um ligante asfáltico 50/70 de classificação PG 64-xx. Com base na caracterização realizada neste estudo, as principais conclusões são: (a) o material que apresentou melhor vida de fadiga foi o CAP+EVA; (b) o material menos sensível à deformação foi o CAP puro; (c) o menos sensível à temperatura foi o CAP+PPA; (d) o efeito do PPA nos ligantes asfálticos com outros aditivos provocou diminuição da vida de fadiga para a maioria das formulações, aumento da sensibilidade aos níveis de deformação para todas as formulações, diminuição da sensibilidade à temperatura e aumento da sensibilidade ao envelhecimento para a maioria das formulações; (e) tomando por base o ordenamento final das melhores características à fadiga dos ligantes asfálticos segundo os parâmetros analisados, o CAP+Borracha apresenta o melhor desempenho global / Fatigue cracking is a major mechanism of deterioration of flexible pavements, and even then, it is still one of the defects that are more difficult to control. One alternative to improve fatigue characteristics of asphalt mixtures is the use of modified asphalt binders; however, there is no doubt that the stiffening caused by the addition of modifiers can influence the fatigue resistance of asphalt mixture. In order to measure characteristics of asphalt binders that are related to the fatigue cracking of asphalt mixture, some laboratory tests have been recently developed such as the time sweep and the linear amplitude sweep (LAS) test. The objective of this study is to characterize the fatigue behavior of 12 modified asphalt binders with the same high-temperature performance grade (PG 76-xx). The formulations AC+PPA, AC+SBS, AC+SBS+PPA, AC+Rubber, AC+Rubber+PPA, AC+PE, AC+PE+PPA, AC+EVA, AC+EVA+PPA, AC+SBR, AC+SBR+PPA and AC+Elvaloy+PPA were prepared with a 50/70 base asphalt binder graded as PG 64-xx in the Superpave specification. Based on the characterization made in this study, the main conclusions are the following: (a) the material that showed better fatigue life was the AC+EVA; (b) the material that is less sensitive to deformation was the neat AC; (c) the less sensitive one to temperature was the AC+PPA; (d) the effect of PPA in asphalt binders prepared with other additives caused a reduction in the fatigue life for many formulations, an increase in the sensitivity levels of deformation for all formulations, a reduction in the sensitivity to temperature and an increase in the sensitivity to aging for several formulations; (e) on the final ranking of the characteristics of asphalt binders according to the parameters analyzed in this research study, the AC+Rubber showed the best overall performance

The goal of this work is to understand how the wear and deformation mechanisms of hardmetalinserts change when the cobalt binder phase is replaced with a dierent metal or analloy. The focus is on inserts for steel turning. The work presented in this licentiate thesisconsists of the rst steps.Cobalt is the most common binder phase in hardmetal tools based on tungsten carbide asthe hard phase. Metallic cobalt powder, present during the manufacturing, has been associatedwith lung diseases and an increased risk for lung cancer if inhaled. Therefore it is importantto investigate alternative binders as one possible solution.This work studies binder phase alloys from the iron-nickel-cobalt system. These alloyscan be either austenitic, martensitic or a mixture of the two phases. By changing the binderphase composition to change the crystal structure it is possible to tailor the macroscopic mechanicalproperties of the material. It is also possible to tailor the composition in such a waythat the binder is transformation toughening, forming martensite as a response to mechanicaldeformation.The majority of inserts for steel turning are coated, and it is important to investigate if thehardmetals with alternative binder can be coated and if the coating adhesion is sucient forsteel turning.Four dierent alternative binder alloys and one reference with cobalt binder coated bychemical vapour deposition were investigated by scratch testing to determine the adhesion.The scratch test adhesion was sucient on all samples, but signicant variations in coatingadhesion were found.One alternative binder with 86wt%Ni and 14wt%Fe and a reference with cobalt binder manufacturedto mimic state of the art turning inserts were tested in steel turning. The alternativebinder grades had a lower resistance to plastic deformation and this was attributed to earlyaking of the coating due to a lower coating adhesion. Focused ion beam and scanning electronmicroscopy were used to study the deformation of the hard metal in the used cuttinginserts.

L’intégration des énergies renouvelables pour la production d’électricité impose une bonne maîtrise des flux énergétiques et le développement de nouveaux dispositifs de stockage de l’électricité est devenu un élément clé pour corriger l’intermittence des énergies éolienne et photovoltaïque. Parmi les dispositifs de stockage électrochimiques existants, les batteries se caractérisent par une grande densité d’énergie, mais souffrent d’une faible puissance, tandis que les supercondensateurs électrochimiques ont une faible densité d’énergie, mais conservent l’avantage d’une grande puissance. La difficulté à réunir ensemble puissance et énergie laisse vacant un large domaine du diagramme de Ragone, devenu la cible de nouveaux dispositifs hybrides. Une stratégie récente pour améliorer les performances des dispositifs de stockage consiste à greffer des molécules électroactives sur les matériaux d’électrodes, afin d’ajouter une contribution faradique au stockage. Cette approche modulaire permet de construire un matériau hybride sur mesure en fonction de l’application visée, mais la stratégie du greffage montre des limitations et des efforts restent à faire pour concilier les bonnes propriétés des molécules et du carbone, souvent utilisé pour cette application. Au cours de cette thèse, l’impact des propriétés de texture de matériaux carbonés poreux sur la modification chimique d’électrodes de supercondensateurs a été étudié afin de rationaliser la sélection des carbones et améliorer l’intégration des molécules. Dans cette perspective, le greffage du liant, jusqu’à présent considéré comme une masse "morte", sera considéré comme une alternative au greffage du carbone. / The integration of renewable energy into the production of electricity, forces us to conceive innovative charge storage systems to deal with the issue of the intermittent supply of wind and solar-generated electricity. At present, electric storage devices range from electrochemical capacitors, which can supply high power densities but suffer from low energy densities, to batteries, which are considered as a high-energydensity and low-power-density technology. The difficulty of combining the high power density of supercapacitors with the high energy density of batteries creates a large free area in the Ragone diagram that is targeted by new hybrid energy systems. A recent strategy consists in grafting fast redox-active small molecules onto the surface of porous carbons for producing organic storage devices at the frontier between electrochemical capacitors and batteries. This modular approach allows designing universal electrode materials applicable both for anode and cathode, but efforts are still needed for improving the integration of molecules in the microporous structure of carbons. In this thesis, we have studied the impact of textural properties of a series of carbons on the electrochemical performances of the corresponding carbon-molecules composite materials to rationalize the selection of carbons and enhancing the integration of molecules in the microposity of carbons. An novel approach, presented at the end of this work, for improving performance without decreasing the double-layer capacitance contribution and hindering the ionic transportation is to use the binder for the charge storage by grafting molecules onto its polymeric skeleton.