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.

[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.