CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A pavimentaÃÃo utiliza grandes volumes de recursos naturais requerendo aÃÃes que mitiguem os consequentes danos ambientais. Observando-se uma obra rodoviÃria, pode-se destacar aspectos que afetam o meio ambiente, como: desmatamento, extrativismo mineral para a produÃÃo de agregados e extraÃÃo e refino de petrÃleo para utilizaÃÃo em camadas asfÃlticas. Esta atividade faz uso ainda de processos que geram grandes volumes de passivos ambientais, tais como: fresagem e demoliÃÃes. O material fresado pode ser reciclado e reaproveitado, por exemplo, na produÃÃo de Misturas AsfÃlticas Recicladas a Quente (MARQs). As altas temperaturas que as misturas asfÃlticas exigem para tornarem-se trabalhÃveis submetem o ambiente a sua volta, especialmente os operÃrios que trabalham na produÃÃo do revestimento asfÃltico na usina, à condiÃÃes insalubres. Tendo em vista que o Cimento AsfÃltico de PetrÃleo (CAP), quando submetido a altas temperaturas, libera fumos que sÃo sabidamente nocivos. Para mitigar estes malefÃcios, pode-se utilizar as Misturas AsfÃlticas Mornas (MAMs).Essas misturas requerem temperaturas mais baixas do que as temperaturas normalmente empregadas na produÃÃo de Concretos AsfÃlticos (CAs).à possÃvel, ainda,combinar as duas tÃcnicas (MARQs e MAMs) utilizando as Misturas AsfÃlticas Recicladas Mornas (MARM).O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar MARMs no que diz respeito a trabalhabilidade, a compactabilidade e ao comportamento mecÃnico das mesmas. Para isso, foram dosadas e caracterizadas em laboratÃrio 14 misturas do tipo CA, quais sejam: (i) duas misturas de referÃncia (uma dosada atravÃs da metodologia de dosagem Marshall e outra atravÃs da metodologia Superpave), (ii) trÃs MAMs (dosadas atravÃs da metodologia de dosagem Marshall) com, respectivamente, 20, 30 e 40ÂC de diminuiÃÃo das temperaturas utilizadas em todas as etapas do processo de dosagem, (iii) trÃs MAMs (dosadas atravÃs da metodologia de dosagem Superpave) com as mesmas diminuiÃÃes nas temperaturas jà mencionadas, (iv) trÃs MARQs (dosadas atravÃs da metodologia de dosagem Superpave) com 15, 35 e 50% de fresado em suas composiÃÃes e (v) trÃs MARMs com os mesmos percentuais de fresado utilizados nas MARQs e com a diminiÃÃo de temperatura de 40ÂC em todas as fases do processo. AlÃm das 14 misturas aqui descritas que foram avaliadas na fase de laboratÃrio do presente trabalho, foram dosadas outras quatro misturas em laboratÃrio para serem testadas em campo com a construÃÃo de trechos experimentais.Analisando-se os resultados encontrados percebe-se que as MARMs tem um potencial promissor, tendo em vista que as mesmas apresentaram parÃmetros volumÃtricos encontrados durante o processo de dosagem e comportamento mecÃnico similares se comparados aqueles obtidos para as misturas asfÃlticas convencionais. Tais parÃmetros foram alcanÃados sem a necessidade de mudanÃas nos equipamentos utilizados para a produÃÃo dessas misturas. Foi possÃvel atingir patamares de economia no consumo de CAP virgem de atà 45% e de agregados convencionais virgens de atà 50%, alÃm de uma possÃvel diminuiÃÃo do consumo energÃtico durante o processo de produÃÃo dessas misturas asfÃlticas devido a reduÃÃo das temperaturas em atà 40ÂC. / The paving process uses large amounts of natural resources thus requiring actions to mitigate the resulting environmental damage. Observing a road section, you can highlight activities that affect the environment, such as deforestation, mineral extraction for the production of aggregates and petroleum extraction and refining for use in asphalt layers. This activity also uses processes that generate large volumes of environmental liabilities, such as milling and demolition material. The reclaimed asphalt pavement (RAP) can be recycled and reused, for example in the production of RAP hot mixtures asphalts (HMA). The high temperatures that need to be used to produce acceptable workability of the asphalt mixtures can affect the environment and the workers on the construction site. The asphalt binder when subjected to high temperatures releases fumes known to be health hazardous. To mitigate these hazards, one can use the warm mixtures asphalt (WMA). This technology uses lower temperatures than the ones normally applied for HMA, thereby aforementioned emissions can be mitigated. It is also possible that the asphalt mixtures can be implemented with lower energy consumption. One can still use RAP WMA making use of both solutions already mentioned, RAP HMA and WMA. This work aims to use both techniques together and evaluate RAP WMA with respect to its workability, compactability and mechanical behavior. In order to achieve this objective it will be characterized in the laboratory HMAs with different RAP percentages and WMA additive. Such mixtures are also subsequently tested in the field using experimental sections. Analyzing the results it is noticed that the RAP WMAs has a promising potential since they presented the same volumetric parameters and mechanical behavior when compared to those obtained for the conventional asphalt mixtures. These parameters have been achieved without the need for changes in the equipment used for the production of these mixtures. It was possible to attain savings in binder consumption of up to 45% and conventional aggregates of up to 50%.A reduction in energy consumption is also achieved during the production of asphalt mixtures due to reductions in temperature to 40ÂC.

Esta dissertação apresenta um estudo da deformação permanente de misturas asfálticas à luz dos resultados de ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica. Para isso, um programa experimental completo foi desenvolvido combinando fatores relacionados às misturas asfálticas e às condições de ensaio. Foram produzidos corpos de prova de misturas asfálticas densas tipo CAUQ com asfalto convencional (CAP 50/70) e com asfalto modificado com polímero SBS (CAP 50/70+SBS), variando o volume de vazios em dois níveis, 4 e 7%, e a presença de aditivo em dois níveis, sem e com cal hidratada. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de fluência com carregamentos estático e dinâmico em dois níveis de tensões, 0,1 MPa e 0,4 MPa, e em duas temperaturas diferentes, 40 e 50ºC. Essas condições do programa experimental permitiram observar o efeito do modificador SBS, da presença da cal e do volume de vazios nas misturas asfálticas, e entender o efeito da temperatura, do nível de tensão e do tipo de carregamento no comportamento de cada tipo de mistura asfáltica. Os resultados indicam que (i) a adição da cal promoveu redução de deformação acumulada somente nas misturas com ligante convencional (CAP 50/70); (ii) as misturas com volume de vazios de 7% apresentam maiores acúmulos de deformação permanente independente da presença de cal, do tipo de carregamento e da temperatura do ensaio, sendo maiores para a mistura asfáltica com CAP 50/70; (iii) as misturas com ligante modificado se mostraram menos sensíveis às variações da temperatura e do nível de tensão; (iv) e a melhora das características das misturas com asfalto modificado com polímero é detectada somente a partir de ensaios dinâmicos. / This paper presents a study of rutting on hot mixture asphalt (HMA) by means of static and dynamic creep tests. A full factorial experiment was developed considering factors related to HMA and to the test conditions. It was produced HMA (unmodified (CAP 50/70) and SBS modified binders) specimens at two different air voids (4 and 7%) and with or without hydrated lime. The specimens were submitted to static and dynamic creep tests at two stress levels, 0,1 MPa e 0,4 MPa, and two temperatures, 40 e 50ºC. These conditions of the experimental program allowed to observe the effects of the modifier SBS, the presence of the lime and the air voids in HMA, and to understand the effects of the temperature, stress and the type of loading on the behavior of each type of asphalt mix. The results indicate that (i) the addition of lime promoted reduction of accumulative deformation only in mixtures with conventional binder (CAP 50/70), (ii) mixtures with 7% air voids showed greater accumulation of permanent deformation regardless of presence of lime, the type of load and temperature of the test, mainly for the conventional HMA, (iii) the Polymer Modified Asphalt Hot Mix Asphalt (PMA-HMA) were less sensitive to temperature and the stress variation (iv) the improvement of the polymer modified asphalt mixture characteristics (PMA-HMA) were detected only on dynamic load conditions.

Esta dissertação apresenta um estudo da deformação permanente de misturas asfálticas à luz dos resultados de ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica. Para isso, um programa experimental completo foi desenvolvido combinando fatores relacionados às misturas asfálticas e às condições de ensaio. Foram produzidos corpos de prova de misturas asfálticas densas tipo CAUQ com asfalto convencional (CAP 50/70) e com asfalto modificado com polímero SBS (CAP 50/70+SBS), variando o volume de vazios em dois níveis, 4 e 7%, e a presença de aditivo em dois níveis, sem e com cal hidratada. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de fluência com carregamentos estático e dinâmico em dois níveis de tensões, 0,1 MPa e 0,4 MPa, e em duas temperaturas diferentes, 40 e 50ºC. Essas condições do programa experimental permitiram observar o efeito do modificador SBS, da presença da cal e do volume de vazios nas misturas asfálticas, e entender o efeito da temperatura, do nível de tensão e do tipo de carregamento no comportamento de cada tipo de mistura asfáltica. Os resultados indicam que (i) a adição da cal promoveu redução de deformação acumulada somente nas misturas com ligante convencional (CAP 50/70); (ii) as misturas com volume de vazios de 7% apresentam maiores acúmulos de deformação permanente independente da presença de cal, do tipo de carregamento e da temperatura do ensaio, sendo maiores para a mistura asfáltica com CAP 50/70; (iii) as misturas com ligante modificado se mostraram menos sensíveis às variações da temperatura e do nível de tensão; (iv) e a melhora das características das misturas com asfalto modificado com polímero é detectada somente a partir de ensaios dinâmicos. / This paper presents a study of rutting on hot mixture asphalt (HMA) by means of static and dynamic creep tests. A full factorial experiment was developed considering factors related to HMA and to the test conditions. It was produced HMA (unmodified (CAP 50/70) and SBS modified binders) specimens at two different air voids (4 and 7%) and with or without hydrated lime. The specimens were submitted to static and dynamic creep tests at two stress levels, 0,1 MPa e 0,4 MPa, and two temperatures, 40 e 50ºC. These conditions of the experimental program allowed to observe the effects of the modifier SBS, the presence of the lime and the air voids in HMA, and to understand the effects of the temperature, stress and the type of loading on the behavior of each type of asphalt mix. The results indicate that (i) the addition of lime promoted reduction of accumulative deformation only in mixtures with conventional binder (CAP 50/70), (ii) mixtures with 7% air voids showed greater accumulation of permanent deformation regardless of presence of lime, the type of load and temperature of the test, mainly for the conventional HMA, (iii) the Polymer Modified Asphalt Hot Mix Asphalt (PMA-HMA) were less sensitive to temperature and the stress variation (iv) the improvement of the polymer modified asphalt mixture characteristics (PMA-HMA) were detected only on dynamic load conditions.

O objetivo desta pesquisa foi contribuir para o entendimento sobre a suscetibilidade ao dano por umidade de misturas asfálticas densas à luz dos ensaios da ASTM D 4867 e AASHTO T 283. Para isso, foi desenvolvido um programa experimental completo que considerou a variação, em dois níveis, dos seguintes fatores: tipo de asfalto (CAP 50/70 e CAP 50/70+SBS), presença de aditivo (sem e com cal) e modo de preparo (envelhecimentos em curto e em longo prazos). O programa experimental resultou em 8 tipos de misturas asfálticas (condições experimentais) que foram caracterizadas em suas propriedades originais e após um condicionamento térmico composto de uma fase de congelamento (-18º C por 16 horas) e uma fase de descongelamento (60º C por 24 horas). A partir das análises dos resultados foi possível constatar que (i) nenhuma mistura testada foi considerada suscetível ao dano por umidade, mas a relação de resistência à tração das misturas com CAP 50/70 de ambos os métodos se encontraram no limiar dos valores limites; (ii) as misturas com asfalto modificado, em geral, apresentaram maiores valores de módulo de resiliência e resistência à tração e foram mais resistentes à ação da água; (iii) a adição de cal não promoveu mudanças notáveis nas propriedades originais, no entanto contribuiu para a manutenção ou para o aumento da resistência ao dano por umidade; (iv) os envelhecimentos em curto e longo prazos dos métodos da ASTM e da AASHTO não provocaram mudanças importantes nas propriedades originais e após o condicionamento as misturas testadas exibiram tendências de comportamentos similares. / This research presents a contribution to understanding hot mix asphalt (HMA) moisture damage susceptibility according to ASTM D 4867 and AASHTO T 283 tests. A full factorial experiment design was carried out considering the factor variations, on two levels: asphalt type (CAP 50/70 and CAP 50/70+SBS), additive presence (with or without hydrated lime) and mixture procedure (short and long term aging). The experimental program resulted in 8 types of asphalt mixes (experimental conditions) which were characterized by the original properties and after a thermal conditioning wich consisted of a freezing phase (-18 °C for 16 hours) and a thawing phase (60 °C for 24 hours). Findings indicate that (i) no one mix was considered susceptible to moisture damage, however the ITR (indirect tensile ratio) of the CAP 50/70 mixes resulted ITR near to protocol admissible values; (ii) in general, CAP 50/70+SBS mixes presented higher resilient modulus, indirect tensile strength and indirect tensile ratio values, (iii) the addition of hydrated lime did not show remarkable changes in original properties, nevertheless it contributed for maintaining or increasing the moisture damage resistance; (iv) short and long term aging procedures (ASTM and AASHTO) did not cause important changes in original properties and after conditioning the mixes showed similar behavior tendencies.

O objetivo desta pesquisa foi contribuir para o entendimento sobre a suscetibilidade ao dano por umidade de misturas asfálticas densas à luz dos ensaios da ASTM D 4867 e AASHTO T 283. Para isso, foi desenvolvido um programa experimental completo que considerou a variação, em dois níveis, dos seguintes fatores: tipo de asfalto (CAP 50/70 e CAP 50/70+SBS), presença de aditivo (sem e com cal) e modo de preparo (envelhecimentos em curto e em longo prazos). O programa experimental resultou em 8 tipos de misturas asfálticas (condições experimentais) que foram caracterizadas em suas propriedades originais e após um condicionamento térmico composto de uma fase de congelamento (-18º C por 16 horas) e uma fase de descongelamento (60º C por 24 horas). A partir das análises dos resultados foi possível constatar que (i) nenhuma mistura testada foi considerada suscetível ao dano por umidade, mas a relação de resistência à tração das misturas com CAP 50/70 de ambos os métodos se encontraram no limiar dos valores limites; (ii) as misturas com asfalto modificado, em geral, apresentaram maiores valores de módulo de resiliência e resistência à tração e foram mais resistentes à ação da água; (iii) a adição de cal não promoveu mudanças notáveis nas propriedades originais, no entanto contribuiu para a manutenção ou para o aumento da resistência ao dano por umidade; (iv) os envelhecimentos em curto e longo prazos dos métodos da ASTM e da AASHTO não provocaram mudanças importantes nas propriedades originais e após o condicionamento as misturas testadas exibiram tendências de comportamentos similares. / This research presents a contribution to understanding hot mix asphalt (HMA) moisture damage susceptibility according to ASTM D 4867 and AASHTO T 283 tests. A full factorial experiment design was carried out considering the factor variations, on two levels: asphalt type (CAP 50/70 and CAP 50/70+SBS), additive presence (with or without hydrated lime) and mixture procedure (short and long term aging). The experimental program resulted in 8 types of asphalt mixes (experimental conditions) which were characterized by the original properties and after a thermal conditioning wich consisted of a freezing phase (-18 °C for 16 hours) and a thawing phase (60 °C for 24 hours). Findings indicate that (i) no one mix was considered susceptible to moisture damage, however the ITR (indirect tensile ratio) of the CAP 50/70 mixes resulted ITR near to protocol admissible values; (ii) in general, CAP 50/70+SBS mixes presented higher resilient modulus, indirect tensile strength and indirect tensile ratio values, (iii) the addition of hydrated lime did not show remarkable changes in original properties, nevertheless it contributed for maintaining or increasing the moisture damage resistance; (iv) short and long term aging procedures (ASTM and AASHTO) did not cause important changes in original properties and after conditioning the mixes showed similar behavior tendencies.