Uma mistura asfÃltica apresenta um comportamento mecÃnico complexo que pode ser idealizado por um modelo viscoelastoplÃstico, que considera a existÃncia de deformaÃÃes recuperÃveis (elÃstico e viscoelÃstico) e nÃo recuperÃveis (plÃstico e viscoplÃstico). No entanto, o estado da arte da pesquisa brasileira tem considerado um modelo mais restrito, o modelo viscoelÃstico linear. Este modelo trata o comportamento mecÃnico do material como dependente do carregamento e da correspondente taxa (temporal) de aplicaÃÃo, que representa um avanÃo considerÃvel na modelagem mecÃnico-computacional de misturas asfÃlticas frente ao modelo elÃstico linear (clÃssico) comumente empregado em projetos nacionais de dimensionamento de pavimentos. Ainda assim, o modelo viscoelÃstico apresenta alguns inconvenientes que dificultam seu uso. Um primeiro inconveniente à que para uma representaÃÃo compatÃvel com os dados experimentais, a caracterizaÃÃo constitutiva viscoelÃstica exige a manipulaÃÃo de uma grande quantidade de coeficientes da sÃrie de Prony, dificultando o processo de ajuste de curva e posterior manipulaÃÃo da sÃrie. AlÃm disso, o processo formal de interconversÃo entre as propriedades viscoelÃsticas fundamentais, comumente necessÃrio por questÃes operacionais, trata-se de um mÃtodo nÃo trivial. Para facilitar o emprego da teoria da viscoelasticidade (linear) na caracterizaÃÃo de misturas asfÃlticas, o presente trabalho se propÃs ao desenvolvimento de um programa computacional especÃfico que facilita o uso do modelo viscoelÃstico linear. Este programa realiza o ajuste de curva de sÃries de Prony e a interconversÃo entre propriedades viscoelÃsticas fundamentais no domÃnio do tempo, quais sejam, a FunÃÃo FluÃncia D(t) e o MÃdulo de RelaxaÃÃo E(t). Como principal resultado, foi possÃvel aplicar este programa computacional na caracterizaÃÃo de duas misturas nacionais tÃpicas, Areia Asfalto (AA) e Concreto AsfÃltico (CA), mostrando de forma detalhada os passos necessÃrios para uma representaÃÃo constitutiva viscoelÃstica adequada. Ainda como parte dos resultados obtidos, foi avaliada a eficÃcia da tÃcnica de ajuste de curva por MÃnimos Quadrados NÃo Linear (MQNL) para sÃries de Prony, sob a expectativa de incorporaÃÃo desta tÃcnica em versÃes futuras do programa computacional desenvolvido. Para explicitar o avanÃo da simulaÃÃo mecÃnica de pavimentos que o modelo viscoelÃstico possibilita frente ao modelo elÃstico (clÃssico), ao final do trabalho foram realizadas anÃlises computacionais utilizando o MÃtodo dos Elementos Finitos (MEF) para estimar os parÃmetros mecÃnicos de projeto de pavimentos (tensÃes de deformaÃÃes) considerando o modelo viscoelÃstico das misturas asfÃlticas investigadas, AA e CA. / An asphalt mixture has a complex mechanical behavior can be idealized by a viscoelastoplastic model that considers the existence of recoverable (elastic and viscoelastic) and non-recoverable deformations (plastic and viscoplastic). However, the state of the art of Brazilian research has considered a more restricted model, the linear viscoelastic model. This model treats the mechanical behavior of the material as dependent on the load and the corresponding (temporal) rate, which represents a considerable advance in mechanical-computational modeling of asphalt mixtures compared to the linear elastic (classic) model commonly employed on projects of national pavement design. But the viscoelastic model has some drawbacks that hinder its use. A first drawback is that for a representation compatible with the experimental data, the constitutive viscoelastic characterization requires handling a large number of Prony series coefficients, which makes difficult the curve fitting process and subsequent handling of the series. Futhermore, the formal process of interconversion between the fundamental viscoelastic properties, commonly required for operational reasons, is a non-trivial task. In order to enable the employment of the theory of (linear) viscoelasticity in the characterization of asphalt mixtures, this study proposed the development of a specific computer program that facilitates the use of the linear viscoelastic model. This program carries out curve fitting of Prony series and interconversion of fundamental viscoelastic properties in time domain, namely, Creep Compliance D(t) and Relaxation Modulus E(t). As a main result, it was possible to use this program in characterization of two national typical mixtures, Sand Asphalt (SA) and Asphalt Concrete (AC), showing in details the steps necessary for a proper viscoelastic constitutive representation. Also as part of the results, it was tested the efficacy of the technique of curve fitting by Nonlinear Least Squares (NLS) for the Prony series, under the expectation of incorporating this technique in future versions of this ongoing software. In order to explain the advances that viscoelastic model can enable in mechanical simulation of pavement, instead of using the elastic (classic) model, at the end of this study it was performed computational analysis using the Finite Element Method (FEM) to estimate the mechanical design parameters of pavements (stress and strains), considering the viscoelastic model of the investigated asphalt mixtures, SA and AC.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o módulo de resiliência de misturas asfálticas densas sob duas condições. A primeira foi o estudo dos efeitos do enrijecimento de misturas asfálticas densas em condições ambientais diferentes (cinco condições) que são: AAAL (ao ar e à luz), AASL (ao ar e sem luz), AVAL (baixa pressão atmosférica e à luz), AVSL (baixa pressão atmosférica e sem luz) e CLIMA (ao clima e intempéries), tendo sido utilizados para este experimento CAP 20, centro da faixa C do DNER como distribuição granulométrica e preparados segundo a AASHTO PP2. Neste estudo concluiu-se que não houve efeito significativo da exposição da luz artificial nas condições AL e SL, assim como não houve, também, efeito significativo na variação do módulo de resiliência nas condições de exposição ou não ao ar (AV e AA); nas demais condições houve melhora significativa nos resultados. Na segunda parte foram avaliados os efeitos de alguns fatores na susceptibilidade térmica de misturas asfálticas densas: tipo de agregado (basalto, gabro e granito), tipo de asfalto (CAP 20 e CAP 40), teor de asfalto (5%, 5,5% e 6%), presença de aditivo (com e sem cal) e temperaturas de ensaio (10ºC, 25ºC e 40ºC). Todos os corpos-de-prova foram preparados segundo procedimento da AASHTO PP2. Na segunda parte do experimento, concluiu-se que o CAP 40 produziu valores médios de Vv superiores aos do CAP 20, as misturas com teor de 5,5% apresentaram maior resistência à tração a 25°C, o módulo de resiliência e a relação MR/RT diminuem com o aumento do teor de CAP. / This work intended to evaluate the resilient modulus of dense-graded hot-mix asphalt under two conditions. The first condition comprehends a study of the hardening effects of densegraded hot mix asphalt submitted to five environmental conditions: AAAL (air and artificial light), AASL (air and no artificial light), AVAL (low atmospheric pressure and artificial light), AVSL (low atmospheric pressure and no artificial light) and CLIMA (exposition to intemperism). In this phase, it was used an AC-20 asphalt binder and DNER middle band \"C\" as aggregate\'s particles size distribution. Specimens were prepared according to AASHTO PP2. Based on the results of the first part of the experiment, it was concluded that there was no significant effect of the artificial light exposition on AL and SL conditions, as well as on the variation of resilient modulus under air conditions (AV and AA). The other conditions presented better performance results. The second part of the experiment aimed to evaluating the effect of some factors in the thermal susceptibility of dense-graded HMA, that are: aggregate type (basalt, gabbro, granite), asphalt type (AC-20 and AC-40), binder content (5,0%, 5,5% and 6,0%), presence of additive (with or without lime) and test temperature (10ºC, 25ºC and 40ºC). As in the first part of the experiment, all specimens were prepared according to AASHTO PP2. Results of the second part of the experiment led to the following conclusions: mixtures using AC-40 showed average air voids higher than mixtures using AC-20, mixtures with a binder content of 5,5% showed the highest values of tensile strength, at 25°C, the resilient modulus and the MR/RT ratio reduce when binder content increases.