No Estado do Pará, convencionalmente são empregados rocha britada ou seixo rolado natural como agregados nas misturas asfálticas. Nas proximidades da região metropolitana de Belém, não há disponibilidade destes materiais, obrigando o transporte destes agregados de boa qualidade de pedreiras e jazidas distantes mais de 170 Km, aumentando consideravelmente os custos de pavimentação. Com o objetivo de redução de custos, buscou-se o estudo de um outro agregado natural nãoconvencional, a laterita, abundante nas proximidades de Belém. Três tipos de ligantes asfálticos foram utilizados nas misturas asfálticas pesquisadas: um asfalto convencional CAP de penetração 50-60 proveniente da refinaria da LUBNOR, no Ceará; um asfalto da refinaria da REMAN da Amazônia modificado por asfaltita; e um asfalto-borracha da região sudeste. Uma quarta alternativa da mistura asfáltica foi considerada, empregando conjuntamente laterita e seixo rolado como agregados. Foi realizada uma análise comparativa das misturas asfálticas baseada em ensaios laboratoriais tais como: dosagem Marshall, danos por umidade induzida, deformação permanente em simulador de tráfego, resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga. Um processo inovador foi concebido para separação e lavagem das lateritas. Os resíduos desta seleção de agregados foram testados de modo a viabilizar seu emprego como material de base ou sub-base. Foi realizada também uma breve análise mecanicista de estruturas de pavimentos com o auxílio do programa ELSYM 5. Concluiu-se que as misturas asfálticas com laterita lavada podem ser usadas em revestimentos de pavimento de vias públicas e de rodovias de baixo volume tráfego obtendo-se os melhores resultados para as misturas de lateritaasfalto com o ligante modificado por asfaltita. / Crushed igenous rocks and washed quartzite gravels are conventional aggregates for asphalt mixes in the State of Pará, northern Brazil. However, these materials are not available in many parts of the state, specially near the city of Belem, the state capital. The current practice is to import these high quality aggregates from the few quarries located in remote sites, leading to a considerable increase in construction costs. To cut down costs, it is necessary to look for alternative sources of natural aggregates. This study attempts to present an alternative solution for asphalt mixtures using a non-conventional natural aggregate: laterites, which are widely available in the metropolitan area. Three types of asphalt binders were used: a conventional one – AC penetration of 50-60, an asphalt cement modified by gilsonite, and an asphalt rubber. A fourth type of asphalt mix was considered, using washed quartzite gravels in addition to the laterite. A comparative analysis was conducted using parameters obtained from laboratory tests like Marshall design, stripping test, wheel tracking test, indirect tensile strength, resilient modulus, and fatigue life. An innovative process was developed to clean the laterite by water washing. Residuals from the process were tested regarding its possible use as a material for pavement base or subbase. Finally, a mechanistic analysis was performed, using ELSYM 5 software. Results indicate a good performance to the hot-mixes and the one with gilsonite modified binder presented the best performance.

Le travail de thèse présenté ici est une étude des enrobés bitumineux à chaud très minces (BBTM) de granularité 0/6 et 0/10 dans le but d?introduire ce nouveau type de technologie pour l´entretien des routes brésiliennes à fort trafic. Cette etude identifie les possibles adaptations pour la production, la mise en oeuvre sur chantier et les essais de contrôle pour l´utilisation de tels BBTM. Les activités expérimentales ont été développées au Brésil, au sein du Laboratório de Tecnologia de Pavimentação de l´Escola Politécnica de l?Universidade de São Paulo (LTP/EPUSP) et en France, au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées ? Centre de Nantes. En plus des essais classiques de formulation (Essai PCG, Essai Duriez, Orniérage, évaluation de la macrotexture) et de quelques essais supplémentaires em laboratoire (essai Cantabre et évaluation de la texture sans contact), cette thèse décrit les activités, de laboratoire et de contrôle sur chantier, entreprises lors du suivi dês travaux de renouvellement des couches de roulement de deux routes: une au Brésil avec un BBTM 0/10 (Rodovia Presidente Castelo Branco) et une autre en France pour un BBTM 0/6 (Autouroute A6). Les essais de formulation (excepté l´essai PCG) et l?essai de Cantabre pour la tenue à l´eau ont tous été réalisés au LTP. Lês mélanges de BBTM conçus au LTP présentent des résultats de résistance à l´orniérage, de tenue à l´au et de perte de macrotexture (pendant la simulation de trafic en laboratoire) qui sont satisfaisants. Les formulations de BBTM 0/6 et de BBTM 0/10 (formule du BBTM 0/10 de l´Auto-route Presidente Castelo Branco) testées en France ont également donné de bons résultats d´orniérage et de perte de macrotexture. Pour la formulation du BBTM 0/10, ces essais ont montré la necessite d´assurer la discontinuité granulométrique des mélanges étudiés et pas seulement lê pourcentage de vides établie par les normes. Pendant le suivi du chantier de l´Autoroute Castelo Branco, des échantillons du mélange produit à la centrale d´enrobage nous ont servi à la réalisation de plaques (pour effectuer des essais d´orniérage et évaluer la macrotexture) et d?éprouvettes Marshall (pour vérifier la fracturation des granulats lors du compactage). Ces résultats ont montré les limites de la Méthodologie Marshall pour la formulation de enrobés à granulométrie discontinue en raison de la fracturation des granulats. Les essais de macrotexture montre, eux, une macrotexture très hétérogène au début du chantier. En parallèle du suivi du chantier de l´Autoroute A6, la vérification de la formule a été effectuée en laboratoire. La comparaison de la texture par une méthode sans contact (rayon laser) entre des plaques prélevées sur le chantier et des plaques fabriquées en laboratoire, amène à la conclusion que la méthode de compactage utilisée en laboratoire est assez représentative de celle sur chantier. / A tese apresenta o estudo de revestimentos asfálticos delgados a quente para pavimentos rodoviários do tipo BBTM, nas graduações 0/6 e 0/10, com diâmetro nominal máximo de 6 mm e 10 mm, respectivamente. Este estudo introduz uma nova tecnologia de restauração de pavimentos no Brasil e identifica as possíveis adaptações para a execução, aplicação e controle tecnológico para a utilização do BBTM em rodovias brasileiras de tráfego intenso e pesado. As atividades experimentais foram desenvolvidas no Brasil, no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LTP/EPUSP) e na França, no Centro de Nantes do Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). Além dos ensaios de dosagem da metodologia francesa (Ensaio PCG, Ensaio Duriez, Ensaio de Deformação Permanente e Evolução da Macrotextura) e ensaios suplementares (Ensaio Cântabro e a avaliação da textura sem contato ? raio laser) em laboratório, a tese descreve o acompanhamento das obras de restauração (produção em usina, aplicação e controle tecnológico) de duas rodovias, uma no Brasil em BBTM 0/10, a Rodovia Presidente Castelo Branco e outra na França em BBTM 0/6, a Auto-estrada A6 (Paris-Lyon). No LTP foram realizados os ensaios disponíveis para a dosagem das misturas de BBTM (exceção feita à PCG) e o Ensaio Cântabro (resistência ao desgaste por abrasão). Essas misturas apresentaram resultados satisfatórios de resistência ao dano à umidade induzida, à deformação permanente e pequena redução da macrotextura durante a simulação do tráfego em laboratório. No LCPC, foram produzidas misturas de BBTM 0/6 e BBTM 0/10 (traço utilizado na Rodovia Presidente Castelo Branco), as quais apresentaram bons resultados de resistência à deformação permanente e pouca alteração da macrotextura. Ao comparar os traços de BBTM 0/10 verificou-se que garantir a descontinuidade na distribuição granulométrica das misturas é tão importante quanto atender os limites de porcentagem de vazios recomendados pelas normas. Durante as obras de restauração da rodovia brasileira foram fabricadas, com o BBTM 0/10 produzido na usina, placas para o ensaio de deformação permanente e avaliação da macrotextura, além de corpos-de-prova Marshall para investigar a possível quebra de agregados durante a compactação. Constatou que a Metodologia Marshall apresenta limitações para a dosagem de misturas asfálticas descontínuas. As avaliações da macrotextura identificaram uma certa heterogeneidade no início da obra. Simultaneamente às obras de restauração da rodovia francesa, foram feitos ensaios de verificação da dosagem em laboratório. A partir das avaliações da textura com o raio laser de placas extraídas do pavimento e fabricadas em laboratório, concluiu-se que o método de compactação empregado em laboratório é suficientemente representativo da compactação em campo.

No Estado do Pará, convencionalmente são empregados rocha britada ou seixo rolado natural como agregados nas misturas asfálticas. Nas proximidades da região metropolitana de Belém, não há disponibilidade destes materiais, obrigando o transporte destes agregados de boa qualidade de pedreiras e jazidas distantes mais de 170 Km, aumentando consideravelmente os custos de pavimentação. Com o objetivo de redução de custos, buscou-se o estudo de um outro agregado natural nãoconvencional, a laterita, abundante nas proximidades de Belém. Três tipos de ligantes asfálticos foram utilizados nas misturas asfálticas pesquisadas: um asfalto convencional CAP de penetração 50-60 proveniente da refinaria da LUBNOR, no Ceará; um asfalto da refinaria da REMAN da Amazônia modificado por asfaltita; e um asfalto-borracha da região sudeste. Uma quarta alternativa da mistura asfáltica foi considerada, empregando conjuntamente laterita e seixo rolado como agregados. Foi realizada uma análise comparativa das misturas asfálticas baseada em ensaios laboratoriais tais como: dosagem Marshall, danos por umidade induzida, deformação permanente em simulador de tráfego, resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga. Um processo inovador foi concebido para separação e lavagem das lateritas. Os resíduos desta seleção de agregados foram testados de modo a viabilizar seu emprego como material de base ou sub-base. Foi realizada também uma breve análise mecanicista de estruturas de pavimentos com o auxílio do programa ELSYM 5. Concluiu-se que as misturas asfálticas com laterita lavada podem ser usadas em revestimentos de pavimento de vias públicas e de rodovias de baixo volume tráfego obtendo-se os melhores resultados para as misturas de lateritaasfalto com o ligante modificado por asfaltita. / Crushed igenous rocks and washed quartzite gravels are conventional aggregates for asphalt mixes in the State of Pará, northern Brazil. However, these materials are not available in many parts of the state, specially near the city of Belem, the state capital. The current practice is to import these high quality aggregates from the few quarries located in remote sites, leading to a considerable increase in construction costs. To cut down costs, it is necessary to look for alternative sources of natural aggregates. This study attempts to present an alternative solution for asphalt mixtures using a non-conventional natural aggregate: laterites, which are widely available in the metropolitan area. Three types of asphalt binders were used: a conventional one – AC penetration of 50-60, an asphalt cement modified by gilsonite, and an asphalt rubber. A fourth type of asphalt mix was considered, using washed quartzite gravels in addition to the laterite. A comparative analysis was conducted using parameters obtained from laboratory tests like Marshall design, stripping test, wheel tracking test, indirect tensile strength, resilient modulus, and fatigue life. An innovative process was developed to clean the laterite by water washing. Residuals from the process were tested regarding its possible use as a material for pavement base or subbase. Finally, a mechanistic analysis was performed, using ELSYM 5 software. Results indicate a good performance to the hot-mixes and the one with gilsonite modified binder presented the best performance.

PINHEIRO, J. H. M. Incorporação de borracha de pneu em misturas asfálticas de diferentes granulometrias (Processos úmido e seco). 2004. 166 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-20T18:56:12Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_jhmpinheiro.pdf: 5875260 bytes, checksum: 1d40c43117d72b534941639c30f4f911 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-28T17:49:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_jhmpinheiro.pdf: 5875260 bytes, checksum: 1d40c43117d72b534941639c30f4f911 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-28T17:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_jhmpinheiro.pdf: 5875260 bytes, checksum: 1d40c43117d72b534941639c30f4f911 (MD5) Previous issue date: 2004-12 / It is estimated that Brazil has approximately 100 million waste tires and scrap over 45 million more every year. The recent #258 resolution by the Brazilian National Environment Council (CONAMA) makes tire recycling mandatory for producers. In 2005, a proportion of 4 to 5 tires will should be recycled so as to decrease the existing number of scrap tires in the environment. In order to contribute for the solution of this problem, as well as to enhance the properties of pavement surfaces, this study presents an investigation of the design and mechanical characterization of asphalt mixes with crumb rubber from tires incorporated in the binder or directly in the mixture, wet and dry process respectively. The research still shows an aggregate analysis of the most commons gradations used with Asphalt-Rubber mixtures, standing out the peculiarity of each mixture, and the construct of two test sections using Asphalt-Rubber. Several contents and gradations of rubber plus different temperatures and digestion time were considerate in the wet process and the results were compared with a commercial Asphalt-Rubber binder performance. Different rubber gradations and the effect of the interaction time were studied in the dry process. Regarding the aggregate gradation analysis, four different gradations were compared, including dense grade, gap grade and open grade frictions course. The results indicate the importance of the digestion time for the dry process and a decrease in the tensile strength, resilient modulus and an increase in the fatigue life for low stress levels for the mixtures with rubber when compared to a conventional mixture. Regarding the aggregate gradations, the gap grade mixtures show higher performance than the dense grade, when the 20% rubber amount was used. Nevertheless the dense grade mixtures have their performance increased with a less viscous Asphalt-Rubber binder. On the other hand, the open grade mixtures had the best behavior with high viscous Asphalt-Rubber, when the binder increased the mixture cohesive properties. / No Brasil estimativas apontam para um passivo ambiental de cerca de 100 milhões de pneus inservíveis e um descarte de mais de 46 milhões por ano. Com a resolução 258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, CONAMA, a reciclagem de pneus inservíveis passou a ser obrigatória e, em 2005, a proporção de reciclagem será de 120%, ou seja, a cada 4 pneus produzidos ou importados, 5 terão que ser reciclados, contribuindo, assim, para a eliminação do passivo ambiental existente. A presente dissertação trata de uma análise mecânica de misturas asfálticas com incorporação de borracha de pneu, com o intuito de melhorar o desempenho dos revestimentos asfálticos, assim como minimizar o problema ambiental. Para incorporação da borracha foram usados os processos úmido e seco. O estudo ainda conta com a análise de várias granulometrias comumente usadas com o ligante modificado por borracha, buscando destacar as peculiaridades de cada uma, e a execução de 2 trechos experimentais com ligante Asfalto-Borracha. Para o processo úmido foram verificados diferentes teores e granulometrias de borracha incorporada ao ligante a diferentes temperaturas e tempos de reação. As misturas a partir dos ligantes produzidos em laboratório tiveram comportamento mecânico comparado ao de corpos de prova com ligante Asfalto-Borracha comercial. Para o processo seco de incorporação de borracha, foram adotadas granulometrias distintas de borracha e o efeito do tempo de digestão nas características mecânicas das misturas foi estudado. O estudo das faixas granulométricas trouxe a comparação entre 4 granulometrias usualmente empregadas com ligantes modificados, dentre elas, misturas contínuas, descontínuas e abertas. Os resultados apontam a importância do tempo de digestão no processo seco e mostram que as misturas com borracha possuem valores menores de resistência à tração e módulo de resiliência e maior vida de fadiga para baixos níveisde tensão, quando comparados a uma mistura convencional. Quanto às granulometrias de agregados estudadas, as misturas descontínuas mostraram-se superiores às contínuas, quando o mesmo ligante com 20% de borracha foi utilizado. No entanto, viu-se que misturas contínuas tinham seu comportamento mecânico melhorado com o emprego de um Asfalto-Borracha menos viscoso, ou seja, com um teor menor de borracha. Já para as misturas abertas, a alta viscosidade do ligante melhorou as propriedades coesivas das misturas asfálticas.

A tese apresenta o estudo de revestimentos asfálticos delgados a quente para pavimentos rodoviários do tipo BBTM, nas graduações 0/6 e 0/10, com diâmetro nominal máximo de 6 mm e 10 mm, respectivamente. Este estudo introduz uma nova tecnologia de restauração de pavimentos no Brasil e identifica as possíveis adaptações para a execução, aplicação e controle tecnológico para a utilização do BBTM em rodovias brasileiras de tráfego intenso e pesado. As atividades experimentais foram desenvolvidas no Brasil, no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LTP/EPUSP) e na França, no Centro de Nantes do Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). Além dos ensaios de dosagem da metodologia francesa (Ensaio PCG, Ensaio Duriez, Ensaio de Deformação Permanente e Evolução da Macrotextura) e ensaios suplementares (Ensaio Cântabro e a avaliação da textura sem contato ? raio laser) em laboratório, a tese descreve o acompanhamento das obras de restauração (produção em usina, aplicação e controle tecnológico) de duas rodovias, uma no Brasil em BBTM 0/10, a Rodovia Presidente Castelo Branco e outra na França em BBTM 0/6, a Auto-estrada A6 (Paris-Lyon). No LTP foram realizados os ensaios disponíveis para a dosagem das misturas de BBTM (exceção feita à PCG) e o Ensaio Cântabro (resistência ao desgaste por abrasão). Essas misturas apresentaram resultados satisfatórios de resistência ao dano à umidade induzida, à deformação permanente e pequena redução da macrotextura durante a simulação do tráfego em laboratório. No LCPC, foram produzidas misturas de BBTM 0/6 e BBTM 0/10 (traço utilizado na Rodovia Presidente Castelo Branco), as quais apresentaram bons resultados de resistência à deformação permanente e pouca alteração da macrotextura. Ao comparar os traços de BBTM 0/10 verificou-se que garantir a descontinuidade na distribuição granulométrica das misturas é tão importante quanto atender os limites de porcentagem de vazios recomendados pelas normas. Durante as obras de restauração da rodovia brasileira foram fabricadas, com o BBTM 0/10 produzido na usina, placas para o ensaio de deformação permanente e avaliação da macrotextura, além de corpos-de-prova Marshall para investigar a possível quebra de agregados durante a compactação. Constatou que a Metodologia Marshall apresenta limitações para a dosagem de misturas asfálticas descontínuas. As avaliações da macrotextura identificaram uma certa heterogeneidade no início da obra. Simultaneamente às obras de restauração da rodovia francesa, foram feitos ensaios de verificação da dosagem em laboratório. A partir das avaliações da textura com o raio laser de placas extraídas do pavimento e fabricadas em laboratório, concluiu-se que o método de compactação empregado em laboratório é suficientemente representativo da compactação em campo. / Le travail de thèse présenté ici est une étude des enrobés bitumineux à chaud très minces (BBTM) de granularité 0/6 et 0/10 dans le but d?introduire ce nouveau type de technologie pour l´entretien des routes brésiliennes à fort trafic. Cette etude identifie les possibles adaptations pour la production, la mise en oeuvre sur chantier et les essais de contrôle pour l´utilisation de tels BBTM. Les activités expérimentales ont été développées au Brésil, au sein du Laboratório de Tecnologia de Pavimentação de l´Escola Politécnica de l?Universidade de São Paulo (LTP/EPUSP) et en France, au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées ? Centre de Nantes. En plus des essais classiques de formulation (Essai PCG, Essai Duriez, Orniérage, évaluation de la macrotexture) et de quelques essais supplémentaires em laboratoire (essai Cantabre et évaluation de la texture sans contact), cette thèse décrit les activités, de laboratoire et de contrôle sur chantier, entreprises lors du suivi dês travaux de renouvellement des couches de roulement de deux routes: une au Brésil avec un BBTM 0/10 (Rodovia Presidente Castelo Branco) et une autre en France pour un BBTM 0/6 (Autouroute A6). Les essais de formulation (excepté l´essai PCG) et l?essai de Cantabre pour la tenue à l´eau ont tous été réalisés au LTP. Lês mélanges de BBTM conçus au LTP présentent des résultats de résistance à l´orniérage, de tenue à l´au et de perte de macrotexture (pendant la simulation de trafic en laboratoire) qui sont satisfaisants. Les formulations de BBTM 0/6 et de BBTM 0/10 (formule du BBTM 0/10 de l´Auto-route Presidente Castelo Branco) testées en France ont également donné de bons résultats d´orniérage et de perte de macrotexture. Pour la formulation du BBTM 0/10, ces essais ont montré la necessite d´assurer la discontinuité granulométrique des mélanges étudiés et pas seulement lê pourcentage de vides établie par les normes. Pendant le suivi du chantier de l´Autoroute Castelo Branco, des échantillons du mélange produit à la centrale d´enrobage nous ont servi à la réalisation de plaques (pour effectuer des essais d´orniérage et évaluer la macrotexture) et d?éprouvettes Marshall (pour vérifier la fracturation des granulats lors du compactage). Ces résultats ont montré les limites de la Méthodologie Marshall pour la formulation de enrobés à granulométrie discontinue en raison de la fracturation des granulats. Les essais de macrotexture montre, eux, une macrotexture très hétérogène au début du chantier. En parallèle du suivi du chantier de l´Autoroute A6, la vérification de la formule a été effectuée en laboratoire. La comparaison de la texture par une méthode sans contact (rayon laser) entre des plaques prélevées sur le chantier et des plaques fabriquées en laboratoire, amène à la conclusion que la méthode de compactage utilisée en laboratoire est assez représentative de celle sur chantier.