ANDRADE, José Roberto Moreira de. O efeito da modificação de ligante asfáltico com uma resina fenólica: cardanol-formaldeído. 2013. 79 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-03T19:36:40Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_jrmandrade.pdf: 997257 bytes, checksum: 1c29a466e7d42d6dd458984448bd75b5 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T19:10:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_jrmandrade.pdf: 997257 bytes, checksum: 1c29a466e7d42d6dd458984448bd75b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T19:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_jrmandrade.pdf: 997257 bytes, checksum: 1c29a466e7d42d6dd458984448bd75b5 (MD5) Previous issue date: 2013 / 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 – obtained from cardanol – 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 12°C 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 petróleo, quando apresenta consistência adequada à pavimentação, é denominado de ligante asfáltico ou cimento asfáltico de petróleo (CAP). Os ligantes asfálticos de petróleo são materiais constituídos por misturas complexas de hidrocarbonetos de elevada massa molar, cujos componentes principais são o carbono e o hidrogênio, contendo também outros elementos como o oxigênio, enxofre e alguns metais. São obtidos por evaporação natural de depósitos localizados na superfície da terra (asfaltos naturais), ou por destilação em unidades industriais especialmente projetadas. Os ligantes asfálticos produzidos pelo refino do petróleo atendem satisfatoriamente à maioria das situações às quais os pavimentos são submetidos. Contudo, nos últimos anos, as rodovias de alto volume de tráfego apresentam aumento no VMD (número de veículos médio diário), maior peso nos caminhões, aumento da carga por eixo e aumento da pressão dos pneus, requerendo revestimentos asfálticos que apresentem melhor desempenho e técnicas construtivas mais modernas. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo estudar os efeitos resultantes da modificação do cimento asfáltico de petróleo (CAP) por adição de uma resina do tipo fenol-formaldeído – obtida a partir do cardanol – para análise da viabilidade do uso deste aditivo em asfaltos. Por meio deste estudo verificou-se que o aditivo possibilitou um aumento no módulo complexo (G*) e um abaixamento do ângulo de fase (δ) o que fez com que o ligante asfático obtivesse um melhor desempenho em relação a deformação permanente comparado ao CAP puro. Verificou-se, também, uma redução de aproximadamente 12 ºC na temperatura de compactação e usinagem da mistura em relação ao ligante puro, o que torna viável a utilização da resina como aditivo em ligantes asfálticos.

A malha rodoviária brasileira é elemento fundamental para as cadeias produtivas, pois promove a integração de regiões, estados, portos, ferrovias, hidrovias e aeroportos. A qualidade do pavimento é um dos principais determinantes do desempenho dos usuários durante suas viagens. Uma das formas para a correção dos defeitos nos pavimentos é a restauração, sendo bastante empregada atualmente a fresagem do revestimento asfáltico, que consiste na operação de um corte do revestimento asfáltico, esta atividade produz uma grande quantidade de resíduo nas obras de restauração de rodovias, denominado de material fresado asfáltico ou somente fresado, que é constituído por agregados (graúdos e miúdos) e Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP). Esta pesquisa objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de uma mistura de material fresado e pó-de-pedra estabilizados quimicamente com cimento Portland em camadas de pavimentos flexíveis, correlacionando o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) com parâmetros de rigidez e resistência das misturas. O material fresado é oriundo da BR-290. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de pó-de-pedra e a estabilização química, com os teores de 3%, 5% e 7%. Foram moldados corpos-de-prova de 10 x 20 cm para ensaios de resistência à compressão e resistência à tração. Para o módulo de resiliência, foram moldados corpos-de-prova de 6,5 x 10 cm e para o módulo complexo foram moldados corpos-de-prova de 10 x 15 cm, todos com 28 dias de cura. A análise dos resultados mostrou que ambas as resistências e módulos estudados aumentam linearmente com o aumento da quantidade de cimento e exponencialmente com a redução da porosidade. Os resultados também mostraram que o material apresenta características viscoelásticas oriundas do material fresado. A relação porosidade/teor volumétrico de cimento ajustado por um coeficiente [η/(Civ)0,41] mostrou-se adequada na previsão das resistências e módulos para todas as misturas estudadas. O desempenho satisfatório colabora com a possibilidade de abranger os estudos destes materiais. / The Brazilian highways are fundamental to the productive chain once promote the integration of regions, states, ports, railways, waterways and airports. The quality of the surface is a major determinant of the performance of travelers during their travels. One way to correct the defects in the pavements is the restoration currently being used through milling of the asphalt coating and its reuse. In the operation of a drilling asphalt coating, such activity produces a lot of waste in highway restoration works, called Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), which is composed of aggregates (coarse and fine) and asphalt binder. The use of such material is the main objective of present research, targeting the grain size and chemical stabilization, the latter adding Portland cement. This research aims to evaluate, through laboratory testing, the viability of using a mixture of RAP and powdered rock chemically stabilized with Portland cement for layers in flexible pavements, correlating the porosity/cement ratio (η/Civ) with stiffness and resistance parameters of the mixtures. The RAP used in present research comes from restoration of the BR-290. The grain size stabilization was performed; RAP content being determined as 70% and 30% of powdered rock. The chemical stabilization was carried out with early strength Portland cement contents of 3%, 5% e 7%. Specimens’10x20 cm were manufactured for the unconfined compressive and splitting tensile tests. For the resilient modulus, specimens had 6.5x10cm and for the dynamic modulus specimens had10x15 cm. All ests were cured for 28 days. The results showed that both, resistance and modules increase linearly with increasing amount of cement and exponentially with decreasing of the porosity. The results also show that the material has viscoelastic characteristics originating from the RAP. The relationship between the porosity/cement ratio adjusted by a coefficient [η/(Civ)0.41] proved adequate in predicting resistance and modules for all studied mixtures. Satisfactory performance corroborates the possibility of covering of the studies of this material.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Prêmio João Menescal Fabrício de melhor dissertação do país / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342551.pdf: 8448893 bytes, checksum: dd75305dbd0e12ee808dfedd3324378d (MD5) Previous issue date: 2016 / Os pavimentos rodoviários devem, durante a vida útil, apresentar boas condições de rolamento e proporcionar conforto e segurança aos que neles trafegam. Para cumprir a função, a etapa da compactação exerce um papel fundamental, especialmente a compactação laboratorial, a partir da qual são estabelecidas as propriedades de referência para a compactação em campo e são realizados os ensaios de previsão de desempenho mecânico. No Brasil, o método de dosagem Marshall, em que a compactação ocorre por impacto, é o mais difundido. Contudo, não é apropriado por não simular o que ocorre no campo. No método de dosagem Superior Performance Asphalt Pavement, a compactação é realizada num compactador giratório e a densificação do material ocorre por amassamento. Quando comparado ao método Marshall, o compactador giratório é capaz de produzir corpos de prova mais similares aos obtidos em campo. Entretanto, ainda há uma divergência em relação ao campo quanto à macroestrutura (distribuição dos agregados na matriz de agregados finos), à distribuição do volume de vazios e ao desempenho mecânico. Com o objetivo de certificar que compactação laboratorial seja representativa do que ocorre no campo, este trabalho propôs-se a investigar e avaliar a compactação laboratorial, com ênfase no Compactador Giratório Superpave. Para tanto, foram compactadas misturas asfálticas com diferentes ângulos de inclinação do eixo de rotação do equipamento (0,75°; 1°; 1,25; 1,5° e 1,75°) tendo em vista que este é o parâmetro que mais influencia a organização do esqueleto mineral. Também foram analisadas misturas asfálticas produzidas no compactador Marshall e na mesa compactadora tipo Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. Como a macroestrutura da mistura asfáltica durante a compactação em laboratório pode ser diferente daquela obtida em campo, foram extraídos corpos de prova compactados em campo por equipamentos de compactação (rolos de chapa e pneumáticos). A análise, das diferentes formas de compactação (impacto, amassamento e campo), foi realizada por meio do Processamento Digital de Imagens com o uso do software IPAS-2. As diferenças no esqueleto mineral induzidas pelos diferentes modos de compactação (Marshall, giratório, mesa compactadora e rolo compactador em campo foram descritas em função da orientação das partículas, das zonas de contato e da segregação. A orientação interna e o intertravamento dos grãos contribuem significativamente para a determinação das propriedades mecânicas da mistura compactada. A comparação com a compactação de campo torna-se um fator importante no desempenho final e deve, portanto, ser avaliada. Ao confirmar que a compactação laboratorial seja mais representativa possível do campo, pode-se prever de modo mais realista o desempenho da mistura asfáltica minimizando o efeito da variável compactação. Como resultado, em geral, o compactador Marshall e o Compactador Giratório Superpave (ângulos de inclinação do eixo de rotação 0,75°, 1,25° e 1°), nesta ordem, foram os mais representativos do campo quanto aos parâmetros macroestruturais. Contudo, o compactador Marshall foi o que apresentou maior variabilidade dos resultados. A representatividade da compactação do campo não é função apenas de um parâmetro macroestrutural, mas, de um conjunto de parâmetros e das características de desempenho mecânico do material. Considerando as análises da compactação no CGS e da macroestrutura, o CGS com ângulo de inclinação do eixo 1,25° é o que mais se aproxima do que ocorre no campo.<br> / Abstract : Paved roads should present proper driving conditions during their lifespan, providing comfort and safety to trafficking vehicles. In order to fulfill this task, compaction plays a fundamental role particularly in laboratory stages, from which reference aspects for in-situ compaction are established, and mechanical performance and prediction assays are done. The Marshall method of compaction through impact is the most widely used in Brazil. However, it is not appropriate as it does not emulate what occurs in location. The Superior Performance Asphalt Pavement method involves compaction through a gyratory compactor, in which the material is kneaded until made denser. When compared to the Marshall method, a gyratory compactor, can produce test bodies that are more similar to what is obtained in situ. However, macrostructure (distribution of aggregates in fine aggregate mixture), air voids distribution, and mechanical performance still diverge from the field paving. In order to ensure that laboratory compaction represents what occurs in field, this paper aims to investigate and evaluate laboratory compaction with emphasis on the Superpave Gyratory Compactor. To this end, asphalt mixtures were compacted with different slopes in the gyratory angle of the device (at 0.75°; 1°; 1.25; 1.5°; and 1.75°) considering that this parameter influences most on the organization of the mineral skeleton. Asphalt mixtures produced with a Marshall compactor and LCPC compactor (Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) were also analyzed. Since the macrostructure of laboratory asphalt mixtures can differ from field versions, compacted test bodies were extracted from the field using compaction devices such as pneumatics and sheet rolls. Analyses of the various compaction forms (impact, kneading, and field) were performed through Digital Image Processing using IPAS-2 software. Differences in mineral skeleton induced by various compaction forms (Marshall, gyratory, LCPC, and in-situ roller compactor) were described as a function of particle orientation, contact zones, and segregation. Internal orientation and grain interlocking significantly corroborate to determine the mechanical properties of a given compacted mixture. Comparison with in-situ compaction is an important factor to consider in their final performance. After confirming that laboratory compaction is the closest possible representation of field situations, it is possible to provide more realistic predictions of asphalt mixture performance, thus minimizing the effect of varying compaction. Overall results indicate that the Marshall and Superpave Gyratory Compactor (with rotation slope axes of 0.75°, 1.25°, and 1°) were, in this order, the most representative versions of in-situ asphalt in relation to macrostructural parameters. However, the Marshall compactor presented greater variability in results. The representability of in situ compaction is not just a function of a single macrostructural parameter, but of a set of parameters and mechanical performance characteristics of materials. Considering the analysis of compaction in the SGC and the macrostructure, the SGC rotation slope axes 1.25° is the closest to the field.

Esta dissertação apresenta uma avaliação da eficiência de um recapeamento constituído por mistura de asfalto-borracha (processo via-úmida), no retardamento de reflexão de trincas, através da técnica de ensaios acelerados. Para a realização do estudo foi construído um pavimento experimental com camada final de terraplenagem de argila arenosa de comportamento laterítico (50 cm), base de brita graduada (30 cm), camada de concreto asfáltico trincado (4 cm) e camada de recapeamento em asfalto-borracha (5 cm). O simulador de tráfego DAER/UFRGS aplicou aproximadamente 513.000 ciclos de carga de eixo de 100 kN. Ao longo do experimento o desempenho do pavimento foi acompanhado, com ênfase no surgimento de trincas. A evolução da condição estrutural do pavimento foi monitorada através das medidas de deflexões e dados de instrumentação (tensões e deformações). O registro da evolução da condição funcional do pavimento foi feito através do levantamento de afundamento de trilha de roda, e macro e micro textura. Com a finalidade de comparar o desempenho do recapeamento em asfalto-borracha com os de outros recapeamentos convencionais previamente ensaiados, desenvolveu-se um procedimento para correção de temperaturas. Constatou-se que o emprego de asfalto-borracha retardou em cinco vezes o surgimento de trincas. Assim, o nível de severidade do trincamento igual a 100 cm/m2 ocorreu no recapeamento em asfalto-borracha após 340.000 solicitações (100 kN), enquanto no recapeamento em asfalto convencional tal nível de severidade foi registrado com somente 66.000 solicitações da mesma carga de eixo. Globalmente, o recapeamento em asfalto-borracha conferiu ao pavimento melhores condições funcionais e estruturais, se comparado com um recapeamento convencional da mesma espessura, executado sobre um pavimento com níveis de degradação similares. / This research discusses the efficiency of asphalt-rubber overlays in cracks reflection delaying, based in APT data. In order to carry the study, a test section was built over a lateritic sandy clay subgrade. The pavement included a 30 cm thick granular base, a 4 cm thick cracked asphalt concrete and 5 cm thick asphalt-rubber overlay. A linear traffic simulator applied nearly 513,000 cycles of 100-kN axle load. During trafficking the pavement performance was followed, emphasis being given to cracking. The pavement structural condition was monitored by deflection measurements and instrumentation (stress and strain) data. Rut depths and pavement texture were measured as part of the functional evaluation. In order to compare the performance of the focused asphalt-rubber to those of conventional asphalt concrete overlays previously tested, a procedure to correct testing temperatures was developed. It was found out that cracks appeared in the asphalt-rubber overlay nearly 5 times later than in the AC conventional one. The same cracking severity index of 100 cm/m2 that occurred after 340,000 loading cycles in the asphalt-rubber overlay, was computed after just 66,000 cycles in the conventional AC overlay. All in all, the asphalt-rubber overlay provided the pavement better functional and structural conditions, than a conventional AC overlay with identical thickness would.

Submitted by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-04T16:04:39Z No. of bitstreams: 1 GARCIA_Ana_2015.pdf: 6740452 bytes, checksum: 7649f91a4977327651eb16e67f7e7df2 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-04T16:04:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GARCIA_Ana_2015.pdf: 6740452 bytes, checksum: 7649f91a4977327651eb16e67f7e7df2 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-04T16:04:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GARCIA_Ana_2015.pdf: 6740452 bytes, checksum: 7649f91a4977327651eb16e67f7e7df2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-04T16:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GARCIA_Ana_2015.pdf: 6740452 bytes, checksum: 7649f91a4977327651eb16e67f7e7df2 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The aim of this work is the use of price test method to determine the geographic relevant market, so that if two geographic areas form a single geographical market for a given product, in the long term, the price trajectory between these regions would follow the same path. The empirical application was made to the asphalt products distributors market in Brazil, more specifically for asphalt cement and diluted asphalt, for the period between January 2008 and December 2014. Due to increasing demand of asphalt products for maintenance and conservation of the existing road network and the creation of new roads, besides the existence of few studies defining the relevant market in order to evaluate a possible market power of the distributors of such products, becomes of utmost importance to make further studies. It is concluded that the relevant market for these products is National, except Northeast for asphalt cement. / O objetivo deste trabalho é a utilização da metodologia relacionada ao teste de preços para a determinação do mercado relevante geográfico, de forma que, se duas áreas geográficas formam um mercado geográfico único para um determinado produto, no longo prazo, a trajetória dos preços entre essas regiões seguiriam uma mesma trajetória. A aplicação empírica foi feita ao mercado de distribuidoras de produtos asfálticos no Brasil, mais especificamente para o cimento asfáltico e o asfalto diluído, para o período entre janeiro de 2008 e dezembro de 2014. Devido à crescente demanda de produtos asfálticos para manutenção e conservação da malha rodoviária existente e da criação de novas rodovias, além da existência de poucos estudos que definam o mercado relevante a fim de avaliar um possível poder de mercado das distribuidoras desses produtos, se torna de extrema importância a realização de novos estudos. Depois de realizados os testes pode-se considerar o mercado relevante para esses produtos como sendo Nacional com exceção da Região Nordeste para o cimento asfáltico.

Orientador: Rosane Aparecida Gomes Battistelle / Banca: Anderson Manzoli / Banca: Barbara Stolte Bezerra / Resumo: Diante do crescimento populacional considerável e consequentemente uma maior demanda por produtos industrializados, com ciclos de vida cada vez menores, é de fundamental importância buscar alternativas que minimizem as agressões e as degradações ao meio ambiente. Neste contexto, é importante apontar os pneus inservíveis, pois se abandonados ou dispostos inadequadamente, além de se tornarem um passive ambiental, causam sérios problemas ao meio ambiente, à paisagem urbana e à saude da população. Assim este trabalho faz uma análise comparativa utilizando dados laboratoriais referentes às características do asfalto borracha (em três composições de asfalto com 15%, 18% e 20% de borracha triturada), comparando-as com as do asfalto modificado convencional, utilizado no Brasil na atualidade (asfalto modificado com polímeros SBS) que atende a especificação atual do DNIT 129/2010. As características e os comportamentos foram avaliados com os ensaios de penetração, ponto de amolecimento e fulgor, viscosidade, recuperação elástica e separação de fases. Através dos ensaios, conclui-se que os dois matérias possuem características distintas, como por exemplo, no que diz respeito à penetração e ao ponto de amolecimento, com comportamento inversamente propocional, quanto maior o ponto de amolecimento menor a penetração, quanto à viscosidade essa conclusão também pode ser aplicada, isto é, quanto maior o teor de borracha maior a consistência, nos ensaios de separaçãode fases, nota-se que quanto maior o teor da borracha maior é a separação, já nos ensaios de recuperação elástica os valores foram próximo dos 50% / Abstract: Given the considerable population growth and consequently a greater demand for industrial products, with the cycles ever smaller, it is very important to seek alternatives that minimeze the aggression and the degradation of the environment. In this context it is important to point out the tire, it is abandoned or disposed of improperly, and become an environmental liabitity, cause serious problems for the environment, landscape and people's health. So this paper makes a comparative analysis using laboratory data regarding the characteristics of the asphalt rubber (three asphalt compositions with 15%, 18% and 20% crumb rubber), comparing them with those of conventional modified asphalt, used in Brazil today (SBS polymer modified asphalt) that meets the current specification of DNIT 129/2010. The characteristics and performance were evaluated according to the tests of penetration, softening point and flash, viscosity, elastic recoveru and separation of phases. Through trials, it was conclused that the two materials have distinct characteristics, such as with regard to penetration and the softening point, to conduct inversely, the softening point of less penetration, such as the viscosity conclusion can also be applied, ie the higher the rubber content greater consistency in testing phase separation, it is noted that rubber content the greater the separation already during the testing of elastic recovery values were around 50% / Mestre

A malha rodoviária brasileira é elemento fundamental para as cadeias produtivas, pois promove a integração de regiões, estados, portos, ferrovias, hidrovias e aeroportos. A qualidade do pavimento é um dos principais determinantes do desempenho dos usuários durante suas viagens. Uma das formas para a correção dos defeitos nos pavimentos é a restauração, sendo bastante empregada atualmente a fresagem do revestimento asfáltico, que consiste na operação de um corte do revestimento asfáltico, esta atividade produz uma grande quantidade de resíduo nas obras de restauração de rodovias, denominado de material fresado asfáltico ou somente fresado, que é constituído por agregados (graúdos e miúdos) e Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP). Esta pesquisa objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de uma mistura de material fresado e pó-de-pedra estabilizados quimicamente com cimento Portland em camadas de pavimentos flexíveis, correlacionando o índice porosidade/teor volumétrico de cimento (η/Civ) com parâmetros de rigidez e resistência das misturas. O material fresado é oriundo da BR-290. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de pó-de-pedra e a estabilização química, com os teores de 3%, 5% e 7%. Foram moldados corpos-de-prova de 10 x 20 cm para ensaios de resistência à compressão e resistência à tração. Para o módulo de resiliência, foram moldados corpos-de-prova de 6,5 x 10 cm e para o módulo complexo foram moldados corpos-de-prova de 10 x 15 cm, todos com 28 dias de cura. A análise dos resultados mostrou que ambas as resistências e módulos estudados aumentam linearmente com o aumento da quantidade de cimento e exponencialmente com a redução da porosidade. Os resultados também mostraram que o material apresenta características viscoelásticas oriundas do material fresado. A relação porosidade/teor volumétrico de cimento ajustado por um coeficiente [η/(Civ)0,41] mostrou-se adequada na previsão das resistências e módulos para todas as misturas estudadas. O desempenho satisfatório colabora com a possibilidade de abranger os estudos destes materiais. / The Brazilian highways are fundamental to the productive chain once promote the integration of regions, states, ports, railways, waterways and airports. The quality of the surface is a major determinant of the performance of travelers during their travels. One way to correct the defects in the pavements is the restoration currently being used through milling of the asphalt coating and its reuse. In the operation of a drilling asphalt coating, such activity produces a lot of waste in highway restoration works, called Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), which is composed of aggregates (coarse and fine) and asphalt binder. The use of such material is the main objective of present research, targeting the grain size and chemical stabilization, the latter adding Portland cement. This research aims to evaluate, through laboratory testing, the viability of using a mixture of RAP and powdered rock chemically stabilized with Portland cement for layers in flexible pavements, correlating the porosity/cement ratio (η/Civ) with stiffness and resistance parameters of the mixtures. The RAP used in present research comes from restoration of the BR-290. The grain size stabilization was performed; RAP content being determined as 70% and 30% of powdered rock. The chemical stabilization was carried out with early strength Portland cement contents of 3%, 5% e 7%. Specimens’10x20 cm were manufactured for the unconfined compressive and splitting tensile tests. For the resilient modulus, specimens had 6.5x10cm and for the dynamic modulus specimens had10x15 cm. All ests were cured for 28 days. The results showed that both, resistance and modules increase linearly with increasing amount of cement and exponentially with decreasing of the porosity. The results also show that the material has viscoelastic characteristics originating from the RAP. The relationship between the porosity/cement ratio adjusted by a coefficient [η/(Civ)0.41] proved adequate in predicting resistance and modules for all studied mixtures. Satisfactory performance corroborates the possibility of covering of the studies of this material.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-12T17:32:35Z No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-12-29T14:39:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T14:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_FerneyQuinonesSinisterra.pdf: 7445432 bytes, checksum: 11816578e7b0d02040f2de428a96faac (MD5) / Devido ao aumento nas atividades da construção civil, a grande quantidade de resíduos de construção e demolição tornou-se um problema social, econômico e ambiental. Por outro lado, a deposição de pneus usados é outro grande problema nas sociedades modernas. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é investigar a aplicabilidade de agregados reciclados a partir de resíduos de construção e demolição (RCD) em conjunto com asfalto borracha como materiais alternativos para serem usados em misturas asfálticas densas tipo Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ). Agregados calcários e ligante asfáltico convencional (CAP50/70) também foram testadas para fins de comparações de referência. O agregado calcário e o RCD reciclado foram inicialmente caracterizados por meio de ensaios laboratoriais convencionais, tais como granulometria, densidade, absorção, abrasão Los Angeles e índice de forma, além de identificação mineralógica utilizando difração de raios X. O CAP 50/70 e o asfalto-borracha foram caracterizados por meio de testes físicos, químicos e reológicos da metodologia Superpave. A compatibilidade entre agregados e ligantes foi verificada por meio de ensios de adesividade, Cântabro e Lottman modificado ou dano por umidade induzida. As misturas asfálticas usinadas a quente foram dosadas de acordo com o método tradicional de Marshall. Foi dada ênfase nas mudanças do tamanho dos agregados, devido à quebra dos grãos durante a compactação para diferentes energias, teores de ligante e porcentagens de borracha no asfalto-borracha. As propriedades mecânicas das amostras compactadas de CBUQ foram determinadas utilizando ensaios de resistência à tração indireta, módulo de resiliência, fadiga, creep estático e simulação de tráfego de laboratório. Os parâmetros obtidos a partir desses ensaios foram usados para simular o comportamento de estruturas hipotéticas de pavimentos com o auxílio da última versão do programa prescrito pela AASHTO no Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG). Também foram realizadas avaliações econômicas dessas estruturas com o programa do Banco Mundial HDM4, usando dados fornecidos pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) para a Rodovia Federal BR-020. Os resultados dos ensaios de compactação mostraram uma significativa quantidade de quebra dos grãos e apontam para a importância na escolha da distribuição granulometrica inicial dos agregados para a elaboraçao de misturas tipo CBUQ. No entanto, os resultados também mostraram o efeito positivo da associação com asfalto-borracha para a mitigação do problema da quebra dos grãos do RCD reciclado. Além disso, o uso de asfalto-borracha melhorou significativamente o desempenho das misturas contra a fadiga e deformação permanente. As simulações numéricas usando MEPDG corroboraram os resultados anteriores, pois os melhores desempenhos foram associados com as estruturas de pavimento usando camadas de base de agregados de RCD e revestimento asfáltico tipo CBUQ feito com agregados de RCD além de asfalto-borracha. As avaliações econômicas também foram favoráveis para estas estruturas recicladas. Em resumo, os resultados são auspiciosos e apontam para os potenciais benefícios da utilização dos resíduos reciclados investigados como material alternativo em camadas de pavimentos. No entanto, o RCD utilizado nesta pesquisa foi de uma qualidade excepcionalmente boa, sendo composto principalmente de resíduos de concreto da demolição do antigo Estádio Mané Garrincha, em Brasília. Ademais alerta-se para a heterogeneidade dos resíduos de construção e demolição em geral e para as devidas considerações dos custos de transporte. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The large amount of residues from construction and demolition due to the increase in civil construction activities has become a social, economical and environmental problem. On the other hand the deposition of used tires is also a challenging problem in modern societies. In this context, the main objective of this thesis is to investigate the potential applicability of aggregates recycled from construction and demolition wastes (CDW) together with asphalt- rubber (AR) as alternative materials to be used in dense hot mix asphalts (HMA). Conventional calcareous aggregates and straight binders (CAP-50/70, penetration grade) were also tested for reference comparisons. The calcareous and CDW recycled aggregates were initially characterized by means of conventional laboratory tests, such as grain size distribution, specific gravity, absorption, Los Angeles abrasion and shape index, besides mineralogical identification using difractometry of X-rays. The CAP-50/70 and AR binders were characterized by means of physical, chemical and Superpave rheological tests. The compatibility between aggregates and binders was verified using tests such as adhesivity, Cantabro and modified Lottman for humidity induced damage. Hot asphalt mixes were designed according to the traditional Marshall Dosage Method. Special attention was focused in the changes of aggregate size due to grain breakage during compaction at different energies and binder contents. The mechanical properties of compacted samples of the HMA were investigated using tests such as indirect tensile strength, resilience, fatigue, static creep and traffic simulation. The parameters obtained from these tests were used to simulate the behavior of hypothetical pavement structures with the aid the last version of the program prescribed by AASHTO in the Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG). Economical evaluations of these structures were also performed using the World Bank HDM4 program and data provided by the Brazilian Transport Infrastructure Department (DNIT) for the BR-020 Federal Highway. The results of compaction tests showed a significant amount of grain breakage and prompts for special care in the choice of the initial aggregate size distribution for the HMA. However, the results also showed the positive effect of the association with asphalt-rubber for mitigation of the problem of grain breakage of CDW recycled aggregates. Besides, the use of AR greatly improved the performance of the mixes against fatigue and permanent deformation. The numerical simulations using MEPDG corroborated the above results as the best performances were associated with the pavement structures using base layers of CDW aggregates and surface courses of HMA made with CDW aggregates plus asphalt-rubber. The economical evaluations were also favorable for these recycled structures. In summary, the results are auspicious and point to the potential benefits of using the investigated recycled residues as alternative material in pavement layers. However, the CDW used in this research was of an exceptionally good quality because it was composed mostly of concrete wastes from the demolition of the former Mané Garrincha Stadium, in Brasilia. Words of warning must be made concerning the heterogeneity of general construction and demolition wastes and proper analyses of the transportation costs should also be taken into account.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / VÃrios fatores podem influenciar no comportamento resiliente de materiais granulares, dentre eles vale citar a umidade que pode variar de acordo com as condiÃÃes ambientais a que os pavimentos estarÃo sujeitos no campo (infiltraÃÃo de Ãgua de chuva pelas trincas do pavimento ou pelos acostamentos, variaÃÃo do nÃvel do lenÃol freÃtico, transferÃncia de umidade entre as camadas devido Ãs variaÃÃes de temperatura, etc). As variaÃÃes climÃticas sazonais podem acarretar alteraÃÃes que comprometam o desempenho do pavimento, sendo importante verificar quais os materiais locais que melhor resistem a tais variaÃÃes. Na tentativa de analisar um pavimento mais adequado Ãs caracterÃsticas regionais, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da variaÃÃo da umidade dos solos na anÃlise dos pavimentos à luz de mÃtodos empÃricos e mecanÃsticos-empÃricos. Para tanto, foram realizadas anÃlises numÃricas (atravÃs do programa de anÃlise CAP3D e do programa de dimensionamento SisPav) para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos, considerando-se o efeito da variaÃÃo da umidade nos solos. Para execuÃÃo do programa experimental foram coletados solos no municÃpio de Caucaia, localizado na RegiÃo Metropolitana de Fortaleza, estado do CearÃ, que foram submetidos aos ensaios de caracterizaÃÃo, compactaÃÃo, CBR (Ãndice de Suporte CalifÃrnia) e MR (MÃdulo de ResiliÃncia). O ensaio de CBR foi realizado em diferentes condiÃÃes de imersÃo. Jà o MR dos solos foi avaliado nas umidades de compactaÃÃo e pÃs-compactaÃÃo. A partir dos resultados de laboratÃrio foram realizadas anÃlises numÃricas para determinar tensÃes e deslocamentos atuantes nos pavimentos asfÃlticos. Os resultados mostram que os valores de MR sÃo mais sensÃveis à variaÃÃo do teor de umidade para o caso de solos pertencentes ao subleito do que para os provenientes de jazidas. Os estudos mostram, ainda, que a variaÃÃo da umidade influencia nos resultados dos deslocamentos verticais, das tensÃes horizontais e verticais dos pavimentos. Verificou-se que a alteraÃÃo de  2% em termos absolutos em torno da umidade Ãtima, normalmente aceito para a compactaÃÃo do solo em campo, pode representar variaÃÃes significativas nos dimensionamentos dos pavimentos. Percebeu-se que estruturas mais esbeltas sÃo obtidas quando se considera os materiais 2% abaixo da umidade Ãtima, tanto de compactaÃÃo quanto de pÃs-compactaÃÃo. Mas esta prÃtica nÃo deve ser incentivada, pois se a umidade vier a aumentar a tendÃncia à que o pavimento seja prejudicado. / Several factors may influence the resilient behavior of granular materials, among which it is worth mentioning the moisture content. The moisture variation depends on the environmental conditions to which the pavements will be subjected in the field (infiltration of rainwater through the cracks of the pavement or shoulders, groundwater level variation, moisture transfer between layers due to temperature variations, etc.). It is well known that seasonal climatic changes can affect the performance of the pavement. Thus, it is important to choose local materials that better resist such changes. In an attempt to analyze a pavement that best suits regional characteristics, this study aims to evaluate the effects of soil moisture variation in the analysis of pavements in the light of empirical and mechanistic-empirical design methods. Numerical analyses were performed (through the programs CAP3D and SisPav) to determine stresses and displacements on asphalt pavements with different soil layers moisture contents. For the experimental program, different soils were collected in the city of Caucaia, located in the Metropolitan Region of Fortaleza, state of CearÃ, which were subjected to the following laboratory tests: compaction, CBR (California Bearing Ratio) and MR (Resilient Modulus). CBR was conducted in different conditions of saturation. On the other hand, resilient moduli were evaluated in the compaction and post-compaction humidities. Using the results of laboratory tests, numerical analyses were performed to obtain stresses and displacements on asphalt pavements. The results show that MR values are more sensitive to variation of the moisture content in the case of subgrade soils than for those soils of deposits. The studies also show that the variation of moisture affects the results of vertical displacements, as well as horizontal and vertical stresses. It was found that the variation of  2%, in absolute terms around the optimum moisture normally accepted for soil compaction in the field, may represent significant variations in the design of flexible pavements. It was also observed that slender structures are obtained when considering materials 2% below the optimum moisture content in compaction and in post-compaction cases. But this practice should not be encouraged, because if moisture increases the pavement will probably be damaged.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente trabalho trata do estudo da viabilidade das ceras de carnaÃba do tipo 1, 2, 3 e 4, nos teores de 3 e 5% (m/m), como aditivos para a obtenÃÃo de misturas asfÃlticas mornas. As ceras foram caracterizadas por espectroscopia na regiÃo do infravermelho, anÃlise tÃrmica e fluorescÃncia de raios-X, no intuito de analisar a sua composiÃÃo estrutural, estabilidade tÃrmica e o ponto de fusÃo. As ceras dos quatro tipos foram utilizadas para modificaÃÃo de ligante asfÃltico 50/70 e os efeitos decorrentes foram avaliados atravÃs dos ensaios empÃricos: penetraÃÃo e ponto de amolecimento, ensaios no viscosÃmetro rotacional Brookfield e ensaios reolÃgicos no reÃmetro de cisalhamento dinÃmico (DSR). A avaliaÃÃo das propriedades dos ligantes a baixas temperaturas foram avaliadas no reÃmetro de fluÃncia em vida (BBR) apÃs envelhecimento simulado. Os resultados dos ensaios empÃricos indicam que ocorre uma reduÃÃo da penetraÃÃo e aumento do ponto de amolecimento na presenÃa das ceras, conferindo ao ligante uma maior rigidez. O ligante modificado com 5% (m/m) da cera tipo 4 (5% CT4) apresentou uma considerÃvel reduÃÃo de 10 oC na temperatura de usinagem (TU) e deste modo, efeitos positivos na reduÃÃo das emissÃes e reduÃÃo do consumo de energia sÃo esperados. Os parÃmetros reolÃgicos: mÃdulo complexo G* e Ãngulo de fase &#948; foram analisados em funÃÃo da frequÃncia e da temperatura e mostraram que as ceras tem efeito mais pronunciado no aumento da rigidez (G*) e melhoria da elasticidade (&#948;) em baixas temperaturas (frequÃncias elevadas). Provavelmente, em funÃÃo do estado sÃlido da cera, que funde em temperaturas mais elevadas. O ligante puro foi classificado com o grau de desempenho PG 64-22, enquanto o ligante modificado (5% CT4) apresentou PG 70-28, mostrando maior potencial para aplicaÃÃo em temperaturas mais baixas que o ligante puro e maior resistÃncia a trincas tÃrmicas. O ensaio de creep dinÃmico (MSCR) mostrou uma melhoria em relaÃÃo à possibilidade de emprego em rodovias com alto volume de trÃfico de veÃculos (Heavy â H) para ligante modificado com 5% CT4. Ensaios mecÃnicos em misturas (ligante-agregado) indicam que o ligante modificado com a 5% CT4 deve apresentar maior resistÃncia à deformaÃÃo permanente durante a vida de serviÃo do revestimento, comparado ao ligante nÃo modificado. Os resultados desse estudo mostram que a cera de carnaÃba cumpre com alguns dos requisitos bÃsicos necessÃrios para sua utilizaÃÃo como aditivo de misturas asfÃlticas mornas. / This paper deals with the study of the viability of carnauba wax types 1, 2, 3 and 4, at the levels of 3 and 5% (w/w), as additives for obtaining warm asphalt mixes. The waxes were characterized by infrared spectroscopy, thermal analysis and fluorescence X-rays, in order to analyze its structural composition, thermal stability and the melting point. Four types of waxes were used for ligand modification 50/70 asphalt and the effects were assessed through empirical tests: penetration and softening point tests on a Brookfield rotational viscometer and rheological measurements using a Dynamic shear rheometer (DSR). The evaluation of binder properties at low temperatures were evaluated using a Bending Beam Rheometer (BBR) after simulated aging. The results of empirical tests indicate that there is a reduction in the penetration and softening point increases in the presence of the wax, the binder imparting a greater stiffness. The binder modified with 5% (m/m) of the wax type 4 (5% CT4) showed a considerable reduction of 10 oC in machining temperature (TU) and thus positive effects on reducing emissions and reducing energy consumption are expected. The rheological parameters: complex shear modulus (G*) and &#948; the phase angle were analyzed as a function of frequency and temperature and showed that the wax has pronounced effect in increasing the stiffness (G *) and improved elasticity (&#948;) at low temperatures (high frequencies). Probably due to the solid wax, which melts at higher temperatures. The pure ligand was classified as grade PG 64-22 performance, while the modified binder (5% CT4) showed PG 70-28, showing greater potential for application at lower temperatures than pure ligand and higher resistance to thermal cracks. The dynamic creep test (MSCR) showed an improvement over the possibility of employment on roads with a high volume of vehicle traffic (Heavy - H) for binder modified with 5% CT4. Mechanical tests in mixtures (binder-aggregate) indicate that the modified binder with 5% CT4 must have greater resistance to permanent deformation during the service life of the coating compared to the unmodified linker. The results of this study show that carnauba wax meets some of the basic requirements for its use as an additive in warm asphalt mixes.