Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-22T11:03:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10318514 bytes, checksum: 3a647ffd61c07ed367b8554b54be7009 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T11:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10318514 bytes, checksum: 3a647ffd61c07ed367b8554b54be7009 (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo desta pesquisa foi analisar o desempenho mecânico de misturas asfálticas a quente produzidas com cimento asfáltico de petróleo convencional (CAP 50/70) e com cimento asfáltico de petróleo modificado com polímero SBS (Betuflex 60/85), empregando-se os procedimentos do método Marshall (75 golpes para tráfego pesado) e da compactação giratória Superpave (75 giros para tráfego médio e 100 giros para tráfego médio a alto). Foi utilizada a mesma faixa granulométrica (Faixa C) para todas as dosagens, de acordo com as especificações de serviço ES 031 (DNIT, 2006c) e ES 385 (DNER,1999b). Para as dosagens das misturas asfálticas utilizou-se o método Marshall para obtenção do teor de ligante de projeto de cada uma delas, este teor foi de 5,4% para ambas misturas asfálticas estudadas. Com este teor, foram compactados corpos de prova no compactador giratório, notando-se que os resultados dos parâmetros Vv e RBV para ambas misturas estavam fora dos limites estabelecidos pelas especificações de serviço do DNIT, sendo possível dizer que a dosagem Marshall, para esta pesquisa, superdimensionou o teor de ligante de projeto, já que este teor de ligante provocou uma maior densificação nas misturas asfálticas compactadas no compactador giratório o que ocasiono a redução do Vv e aumento da RBV. Possivelmente, realizando-se uma dosagem Superpave poderia-se obter teores de projeto de ligante com as mesmas energias utilizadas no compactador giratório e valores menores com relação ao teor de projeto da dosagem Marshall. Após estes resultados realizou-se o ensaio mecânico de ambas misturas asfálticas com o teor de projeto encontrado e energia de compactação Marshall (75 golpes), realizando-se ensaios de resistência à tração por compressão diametral (RT), módulo de resiliência (MR) por compressão diametral e ensaio de vida de fadiga à temperatura de 25°C, além dos ensaios de dano por umidade induzida e Cântabro. Os valores mais elevados para estabilidade Marshall, resistência a tração e módulo de resiliência por compreensão diametral foram obtidos para a mistura com CAP 50/70. Segundo a análise da relação MR/RT, observa-se que o menor valor foi obtido para misturas com CAP 50/70, resultado que indicaria que esta mistura asfáltica teria maior vida de fadiga com relação às misturas com Betuflex 60/85, embora ao realizar o ensaio de vida de fadiga esta asserção não foi confirmada. Os valores mais elevados para a fluência e vida de fadiga foram obtidos para misturas asfálticas com Betuflex 60/85, com relação à vida de fadiga esta tendência só se mostrou válida para diferença de tensões menores que 2,00 MPa o que pode ser um bom indicativo de qualidade, uma vez que as misturas com asfalto modificado com polímero podem ser usadas em revestimento de pavimentos com alta solicitação de tráfego. Os valores de desgaste Cântabro indicaram a boa resistência ao desgaste das misturas asfálticas estudadas com CAP 50/70 e Betuflex 60/85, já que os valores não ultrapassaram os limites preconizados pelo método de ensaio ME 383 (DNER, 1999c) de ± 20% do valor médio. O ensaio de umidade induzida indicou que existe boa adesividade ligante-agregado- aditivo, nas misturas estudadas. / The objective of this research was to analyze the mechanical performance of hot asphalt mixtures produced with conventional asphalt cement (CAP 50/70) and asphalt cement modified with SBS polymer (Betuflex 60/85), using the procedures of the Marshall method (75 strokes to heavy traffic) and Superpave rotary compaction (75 turns for medium traffic and 100 turns for medium to high traffic). It was used the same particle size range (range C) for all dosages, according to the standard specifications S 031 (DNIT, 2006c) and ES 385 (DNER, 1999b). For the dosages of the asphalt mixtures, the Marshall method was used to obtain the design asphalt cement contents, which was 5.4% for both mixtures studied. With this asphalt cement content, specimens were compacted in the rotary compaction equipment, noting that the resulting parameters Vv and RBV for both mixes were off limits established by the DNIT standard specifications, supporting that the application of the Marshall method overdesigned the asphalt cement content since it caused a greater densification in the asphalt mixtures and led to reduction of Vv and increase of RBV. Possibly, the use of the Superpave dosage criteria could lead to smaller asphalt cement content than the Marshall method. Then specimens of both asphalt mixtures prepared with the design asphalt cement content and compacted with 75 strokes were tested under tensile strength by diametral compression (ST), resilient modulus (RM) by diametral compression and fatigue life test at the temperature of 25°C, in addition to the resistance to moisture-induced damage and Cantabro loss. The asphalt mix with CAP 50/70 produced the highest values of Marshall stability, tensile strength, and modulus of resilience for diametral compression. According to the analysis of the relationship RM/ST, the lowest value was obtained for the mixtures with CAP 50/70, which would indicate that this asphalt mixture would have greater fatigue life than the mix with Betuflex 60/85, however, it was not confirmed from the fatigue life test data. The highest values of creep and fatigue life for the asphalt mixtures were obtained with Betuflex 60/85, although with respect to fatigue life this trend was only valid for a stress difference lower than 2 MPa, which can indicate good mix quality for high traffic level applications. Cantabro loss data indicated good wear resistance of both asphalt mixtures tested since no values exceeded the limits recommended by the ME 383 test method of ± 20% of the mean value. The moisture induced test indicated that there is good adhesion ligand-aggregate-additive in the mixtures studied.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-07-09T17:59:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1195850 bytes, checksum: 1eea602d1f1053215bc355c3ecbf9b01 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T17:59:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1195850 bytes, checksum: 1eea602d1f1053215bc355c3ecbf9b01 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve por objetivo principal avaliar o comportamento mecânico, em termos de Estabilidade e Fluência Marshall, Resistência à Tração por Compressão Diametral, Módulo de Resiliência e Vida de Fadiga, de misturas asfálticas do tipo pré-misturado a frio denso (PMFD), alterando-se o tipo de ligante asfáltico e fazendo-se uso de um reforço geossintético (geogrelha). As misturas asfálticas foram dosadas segundo a metodologia Marshall, empregando-se a emulsão asfáltica convencional RL-1C e a emulsão asfáltica modificada por polímeros EMULEX RL-1C. A faixa granulométrica selecionada para o estudo foi a “D”, destinada à camada de rolamento, segundo as especificações ES 153 (DNIT, 2010) e ES 390 (DNER, 1999). A composição de agregados, em termos de massa total de agregados minerais, foi constituída por 3% de brita 1, 70% de brita 0 e 27% de pó de pedra. Para a melhoria da adesividade do ligante convencional com o agregado mineral, utilizou-se 0,1% em massa de aditivo dopante em relação à massa de emulsão asfáltica, não havendo necessidade de utilizar-se aditivo dopante nas misturas com ligante modificado. Ao seguir o método de dosagem Marshall especificado na norma ME 107 (DNER, 1994), constatou-se, experimentalmente, a necessidade do controle de umidade da mistura no momento da compactação. A umidade de molhagem utilizada foi de 2,50% em massa em relação à massa de agregados, e a umidade de compactação ótima foi de 4,41% em massa em relação à massa de agregados. A mistura de projeto convencional adotada continha 7,0% de emulsão asfáltica convencional, e a mistura de projeto modificada adotada continha 6,5% de emulsão asfáltica modificada, ambos os teores em relação à massa total da mistura. Constatou-se, experimentalmente, que a incorporação do reforço geossintético na mistura asfáltica promoveu somente melhoria nas propriedades de Estabilidade e Fluência Marshall. Para as outras propriedades analisadas, o desempenho da mistura reforçada foi inferior ao da mistura convencional. As supostas causas discutidas para a resposta mecânica diferenciada dos CPs reforçados foram a aderência na interface mistura asfáltica – reforço geossintético e a configuração dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e vida de fadiga. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se que a utilização do reforço incrementou o desempenho da mistura asfáltica no que concerne aos parâmetros do ensaio Marshall, e, para que se verifique a possível melhoria nas propriedades analisadas nos outros ensaios, é indispensável a investigação da aderência na interface e da posição relativa do reforço nos ensaios de tração por compressão diametral, visando a mobilização efetiva do reforço na mistura asfáltica. Ademais, constatou-se, experimentalmente, que a utilização do ligante asfáltico modificado EMULEX RL-1C promoveu a redução do teor ótimo de emulsão na mistura de projeto em 0,5%, em relação à massa da mistura, e também promoveu melhoria na adesividade entre o ligante e o agregado, e entre a mistura asfáltica e o reforço. Observou-se que a alteração do ligante contribuiu para o melhor desempenho quanto às propriedades de Estabilidade e Fluência Marshall, para ambas as misturas, reforçada e não reforçada. Nos ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral e Módulo de Resiliência, a alteração do ligante asfáltico resultou em melhorias significativas nos resultados para as misturas reforçadas. Quanto à análise de vida de fadiga, a alteração do ligante incrementou o desempenho apenas para as misturas reforçadas, refletido na redução da sensibilidade ao nível de tensão. / The main objective of this study was to evaluate the mechanical behavior in terms of Marshall Stability and Tensile Strength, Diametral Compression Resistance, Resilience Modulus and Fatigue Life, of dense cold-mixed asphalt concrete, changing the type of asphaltic binder and using a geosynthetic reinforcement (geogrid). The asphalt mixtures were measured according to the Marshall methodology, using the conventional asphalt emulsion RL-1C and the polymer modified asphalt emulsion EMULEX RL-1C. The D particle size range was selected for the study, intended for the surface course layer, according to specifications ES 153 (DNIT, 2010) and ES 390 (DNER, 1999). The aggregate mix was composed, in terms of total mass of mineral aggregates, by 3% of gravel 1, 70% of gravel 0 and 27% of stone powder. For the improvement of the bonding of the conventional binder to the mineral aggregate, 0.1% by mass of dopant additive was used in relation to the asphalt emulsion mass, and there was no need to use a dopant additive in the modified binder mixtures, evidencing its ability to provide better adhesiveness to the aggregate. Following the Marshall dosage method specified by ME 107 [3], the water content control of the mixture was used at the time of compaction. The pre-wetting water content moisture used was 2.50% in relation to the aggregate mass, and the optimum compaction water content obtained was 4.41% in relation to the mass of aggregates. The conventional design mixture adopted contained 7.0% conventional asphalt emulsion, and the modified design mixture adopted contained 6.5% modified asphalt emulsion, both contents in relation to the total mass of the mixture. It was verified, experimentally, that the incorporation of the geosynthetic reinforcement in the asphalt mixture promoted only improvement in the Stability and Marshall Fluency properties. For the other properties analyzed, the performance of the reinforced asphalt mixture was lower than the conventional asphalt mixture. The assumed causes discussed for the differentiated mechanical response of the reinforced proof-bodies were the adhesion of the asphalt mixture - geosynthetic reinforcement interface and the configuration of tensile strength tests by diametrical compression, resilience modulus and fatigue life. Therefore, through the results obtained, it was verified that the use of the reinforcement increased the performance of the asphalt mixture in terms of the Marshall test parameters, and, for the possible improvement of the properties analyzed in the other tests, it is indispensable to investigate the interface adhesion and the relative reinforcement position in the Tensile Strength by Diametral Compression tests, aiming the effective mobilization of the reinforcement in the asphalt mixture. In addition, it was experimentally verified that the use of the modified asphaltic binder EMULEX RL-1C promoted the reduction of the optimum emulsion content in the design mixture by 0.5%, in relation to the mass of the mixture, also improved adhesiveness between the binder and the aggregate, and between the asphalt mixture and the reinforcement. It was observed that the binder alteration contributed to the better performance on the reinforced and unreinforced Stability and Marshall Fluency properties for both blends. In the tests of Tensile Strength by Diametral Compression and Resilience Modulus, the alteration of the asphalt binder resulted in significant improvements in the results for the reinforced mixtures. As for the fatigue life analysis, the alteration of the binder increased the performance only for the reinforced mixtures, reflected in the reduction of the sensitivity to the stress level.