The diploma thesis is focused on an experimental design of low-noise asphalt mixtures. The theoretical part describes the problems of noise and methods for noise measurements. There are also specified the characteristics of various low-noise asphalt mixtures. The practical part addresses the experimental design of SMA 8 LA. Subsequently, the mixture is exposed to functional testing and the results are afterwards compared with the conventional type of stone mastix asphalt SMA 8 S. The second part is focused primarily on an experimental mixture design of a specific asphalt mixture type - coated macadam. There is especially solved the issue ofbinder drainage and the proportion of cracked grains during the compaction. The advantage of this mixture is the lower price demands cause by lower binder content and a smaller amount of fine aggregate. This mixture should be used as a base layer for low-loaded (traffic) roads. In the conclusion are thereafter evaluated the knowledge and the experience with the testing and designing of individual mixtures gained during the testing.

Este trabalho apresenta os resultados de um estudo laboratorial que teve por objetivo avaliar o efeito produzido pelo teor e granulometria da borracha reciclada de pneumáticos sobre as propriedades de uma mistura asfáltica densa. Foram preparadas misturas asfálticas com duas granulometrias de borracha, substituindo parte dos agregados pétreos em algumas frações da curva granulométrica (\"processo seco\"). Essas misturas foram comparadas a uma mistura de controle, sem borracha. Para avaliação das propriedades mecânicas, as misturas foram submetidas ao ensaio de compressão diametral dinâmico para determinação do módulo de resiliência, ao ensaio de resistência à tração por compressão diametral e ao ensaio de afundamento em trilha de roda em equipamento simulador de tráfego em laboratório. Os resultados mostram que a adição de partículas mais finas propicia a melhoria no desempenho quanto à deformação permanente. As misturas modificadas com borracha apresentam menores valores de módulo de resiliência e de resistência à tração quando comparadas à mistura de controle. Os resultados dos ensaios mostram que o tamanho e o teor de borracha influem nas propriedades de mistura: quanto maior o teor e o tamanho de borracha, menor o módulo de resiliência; quanto maior o teor de borracha, menor a resistência à tração. A granulometria da borracha não influenciou nos resultados de resistência à tração. A adição de borracha de pneus em obras de pavimentação asfáltica pode contribuir para a minimização dos problemas relacionados à disposição final dos pneus inservíveis e, ao mesmo tempo, melhorar algumas propriedades de engenharia das misturas asfálticas. / This work presents the findings of a laboratory study that aimed to evaluate the effects of recycled tire rubber content and gradation on the properties of dense asphalt mixtures. It was considered two ranges of rubber particle sizes, which substituted part of mineral aggregates in the mixture gradation. The rubber modified asphalt mixtures (\"dry process\") were compared to a control mixture without rubber. For the evaluation of mechanical properties, the asphalt mixtures were submitted to three laboratory tests: dynamic indirect tension for the determination of the resilient modulus; tensile strength under indirect tension; and resistance to rutting in a wheel-tracking device. The results show that smaller rubber particles increase the resistance to rutting. The rubber modified asphalt mixtures presented smaller values of resilient modulus and tensile strength than the control mixture. The tests results showed that the size and percentage of rubber affected the mixture properties: the higher the rubber size and the rubber content, the smaller the resilient modulus; the higher the rubber content, the smaller the tensile strength. The rubber gradation had no influence on the tensile strength values. The use of tire rubber in the asphalt paving industry can contribute to minimize the problems related to the disposal of used tires and, at the same time, improve some engineering properties of asphalt mixtures.

Este estudo apresenta uma contribuição à compreensão do fenômeno da adesão e da sua perda que as misturas asfálticas apresentam em conseqüência da ação da água. Para tanto, foram testados diversos tipos de misturas asfálticas à luz dos processos preconizados pela ASTM e pela AASHTO para avaliação de suscetibilidade à umidade. Foram executados vários experimentos fatoriais, que consideraram as principais variáveis influentes no fenômeno da adesão, tais como: tipo de agregado (basalto, gabro e granito), tipo de asfalto (CAP 20 e CAP 40), processo de produção de misturas (Marshall, ASTM e AASHTO), volume de vazios (4 e 7%), teor de asfalto (3) e uso ou não de cal. As propriedades monitoradas foram a resistência à tração e o módulo de resiliência. Entre outras constatações, verificou-se nesta pesquisa que a cal melhorou a adesividade das misturas na maioria dos casos; o procedimento da AASHTO mostrou-se mais efetivo na detecção de suscetibilidade à ação de água nas misturas; ensaios de módulo de resiliência indicaram variações nas características mecânicas dos corpos-de-prova que os ensaios de resistência à tração não conseguiram detectar; as misturas com asfalto tipo CAP 20 apresentaram menos suscetibilidade à umidade que as com CAP 40; o aumento no volume de vazios das misturas redundou em maior perda de adesividade e maiores teores de asfalto levaram as misturas a menores sensibilidades à água. Dentre todas as misturas estudadas, as com granito foram as que exibiram maior sensibilidade aos efeitos da água, independentemente do tipo e do teor de asfalto utilizados. / This study presents a contribution to the understanding of the adhesion phenomenon and its loss when water acts in asphalt mixtures. Several kinds of asphalt mixtures were evaluated by means of ASTM and AASHTO moisture susceptibility tests. Experiments based on factorial design were performed considering some of the main factors that act on adhesion phenomenon, such as: aggregate (basalt, gabbro and granite), asphalt (CAP 20 and CAP 40), laboratorial mixture production procedure (Marshall, ASTM and ASHTO), air voids content (4 and 7%), asphalt content (3 levels) and the presence of lime. Mechanical properties of asphalt mixtures were evaluated by resilient modulus and tensile strength. The main conclusions are: lime improved adhesiveness of asphalt mixtures for all studied cases; AASHTO’s procedure was more effective to diagnostic the moisture susceptibility; resilient modulus test indicated changes in mechanical characteristics of specimens that the tensile strength did not detect; mixtures with CAP 20 exhibited less moisture susceptibility than mixtures with CAP 40; mixtures with high air voids presented higher loss of adhesiveness; mixtures with higher asphalt content tended to exhibit lower adhesiveness losses. In almost all cases, the asphalt mixtures with granite aggregate exhibited more water susceptibility, despite asphalt’s kind and content.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de duas misturas asfálticas preparadas com asfaltos diferentes, uma com asfalto convencional (CAP 20) e outra com asfalto modificado pela adição de polímeros (BETUFLEX B 80/60), à luz dos resultados de dois ensaios distintos, o ensaio Marshall e o ensaio de fluência por compressão uniaxial estática. O ensaio de fluência uniaxial estática consiste, numa forma indireta, para avaliar a resistência da mistura asfáltica à formação de trilha de roda ou à deformação permanente. Os resultados dos ensaios Marshall não permitiram concluir se houve melhora no desempenho das misturas asfálticas em função da adição de polímeros, com exceção de uma única propriedade, a estabilidade, que apresentou-se sempre maior para a mistura feita com asfalto convencional, independente do teor utilizado. Já com relação aos resultados dos ensaios de fluência por compressão uniaxial estática, pode-se concluir que há uma tendência de melhora no comportamento das misturas preparadas com asfalto modificado com polímero. / The aim of this work is to evaluate the behaviour of two asphaltic mixtures prepared with different kinds of asphalts, one with conventional asphalt (CAP 20) and the other one with modified asphalt by addition of polymers (BETUFLEX B 80/60), from the results of the two different tests, the Marshall test and the static creep test. The latter test allows to estimate the asphaltic mixture resistance against the formation of the rut depth or the permanent deformation. The results of the Marshall did not allow to conclude if there was improvement in the performance of the asphaltic mixtures due to the addition of polymers, excluding only one feature, the stability, that showed always greater to the mixture made with the conventional asphalt, independently of the content used. As far as the results from the static creep test are concerned, it is possible to conclude that there is a tendency of improvement in the behaviour of the mixtures prepared with asphalt modified with polymer.

Neste trabalho apresenta-se, primeiramente, um levantamento bibliográfico dos métodos atualmente empregados para a avaliação da capacidade dos concretos betuminosos de suportar deformações permanentes. No atual contexto tecnológico de nosso país verifica-se que os métodos de ensaio de trilha-de-roda e de fluência por compressão uniaxial estática parecem ser mais viáveis e consistentes para esse fim, do que o tradicional método do ensaio Marshall, que é o único que vem sendo correntemente utilizado no Brasil. Em programa experimental, foi estudada a influência da granulometria dos agregados nas deformações permanentes de seis misturas para concreto asfáltico, sendo três na faixa \"C\" e três na faixa \"B\" da norma NBR 12948 da ABNT (1993). Nesse estudo, as proporções de agregados graúdos e de filer mostraram significativos efeitos nos resultados obtidos. Outro objetivo dessa parte do programa foi comparar os resultados de dois métodos de ensaio simples - o método de ensaio Marshall e o método de ensaio à fluência por compressão uniaxial estática - tendo como referência os resultados de ensaios de trilha-de-roda, realizados em laboratório, com o equipamento simulador de tráfego do \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", da França. A influência da temperatura de um concreto asfáltico, na sua capacidade de resistir deformações permanentes, foi também estudada e quantificada através dos ensaios de trilha-de-roda. O efeito desse parâmetro mostrou-se tão expressivo que não se pode deixar de considerá-lo nos projetos de misturas para concreto asfáltico de pavimentação. Foi ainda examinada a viabilidade de serem usados corpos-de-prova, moldados pelo método Marshall, em ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e essa possibilidade parece não ter se mostrado muito promissora. / This work firstly presents a bibliographic survey of the methods nowadays used to evaluate the potential of the bituminous concrete to resist permanent deformations. It is shown that, in the present Brazilian technological context, the laboratory wheel-track test and the static uniaxial compression creep test seem to be more feasible and consistent rather than the traditional Marshall test method, that is the unique method being currently used in Brazil. In experimental program, the influence of the aggregate gradations in the permanent deformations in six asphalt concrete mixtures, three in the range \"C\" and another three in the range \"B\" of the NBR 12948 of the ABNT (1993) was studied. In this study, the proportions of coarse aggregates and filler showed significant effects on test results. Another purpose of this part of the program was to compare the results of two simple test methods - the Marshall test method and the static uniaxial compression creep test method- using as a reference the results of laboratory tracking tests dane in the LPC wheel-tracking rutting tester developed by the \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", in France. The influence of the asphalt concrete temperature in the capacity to resist to permanent deformations, was studied and evaluated by tracking tests. The effect of this factor was so expressive that can\'t be neglected in the design of asphaltic concrete paving mixtures. The viability of using Marshall specimens in static creep tests was also investigated and it has not seemed to be very promising.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as vantagens ou desvantagens de utilizar-se asfalto modificado com polímero em misturas densas com seixo rolado como agregado graúdo. Para o experimento foram moldados setenta e cinco corpos-de-prova com asfalto convencional (CAP-40) e setenta e cinco corpos-de-prova com asfalto modificado (BETUFLEX B 65/60) e avaliados à luz dos ensaios Marshall, fluência por compressão uniaxial estática à 40ºC, resistência à tração por compressão diametral e módulo de resiliência por compressão diametral à 25ºC. Os resultados dos ensaios Marshall e de resistência à tração acusaram um melhor desempenho das misturas com asfalto modificado. As relações MR/'sigma tal' encontradas para ambas as misturas sugerem, a princípio, um melhor comportamento para as misturas modificadas. Os resultados dos ensaios de fluência por compressão uniaxial estática, no que tange à deformação elástica, detectou também uma performance superior das misturas com asfalto modificado em três teores de ligante dos cinco teores analisados, entretanto, para as demais propriedades, deformação total, deformação viscoplástica e módulo de fluência as misturas com asfalto convencional sairam-se melhor. / This research intends to analyze the advantages of hot-mix asphalt mixtures composed by polymer modified binder and gravel in relation to those made with conventional binder. To achieve the objective, there were compacted seventy five specimens with conventional binder and seventy five specimens with SBS polymer modified binder (BETUFLEX B 65/60) and were performed Marshall tests, static creep (40oC) tests, indirect tensile strength tests and resilient modulus by indirect tensile (25oC) tests. The results of Marshall and tensile strength tests showed a better performance of the polymer modified asphalt mixes than that presented by the conventional asphalt ones. The results from the relation of resilient modulus by indirect tensile and indirect tensile strength tests probably showed that the modified asphalt mixes have the best performance. The elastic strains from static creep tests also showed a better performance of the polymer modified mixes in three of the five binder contents, however, the others properties from static creep tests like as total strain, viscoplastic strain and creep modulus showed that the conventional asphalt mixes have the best performance.

Esta pesquisa tem como objetivo analisar a resistência ao trincamento, bem como princípio de propagação de trincas e previsão vida de fadiga de misturas asfálticas empregando o ensaio de flexão em amostra semicircular com fenda (semi-circular bending test – SCB), estático e dinâmico, respectivamente. As trincas que surgem nos revestimentos asfálticos revelam-se como um dos grandes danos que afetam diretamente a serventia e qualidade das estruturas de pavimentos flexíveis. Considerando que a reabilitação dos pavimentos fissurados é geralmente onerosa, revela-se um grande desafio aos engenheiros projetistas dimensionar misturas asfálticas a quente que apresentem resistência suficiente capaz de evitar tanto a deformação permanente, quanto o trincamento por fadiga. Sendo assim, a primeira etapa desta pesquisa analisa três misturas asfálticas, dosadas pelo método Superpave: uma com cimento asfáltico de petróleo CAP 50/70, outra com asfalto modificado por polímero AMP 60/85 e a terceira com asfalto borracha AB8. Os resultados indicam para a maior rigidez da mistura com asfalto modificado, que também apresentou maior vida de fadiga. Os corpos de prova com CAP 50/70 e AB8 apresentaram-se dúcteis e com menor velocidade de propagação das microtrincas. A segunda parte deste trabalho apresenta os resultados dos ensaios conduzidos em amostras com asfalto convencional no teor de projeto (TP) e com 0,5% a mais de ligante asfáltico (TP+0,5%), simulando a camada rich-bottom, amplamente utilizada em projetos de pavimentos perpétuos. Quando comparada a mistura no teor ótimo, aquela com maior quantidade de ligante garante uma mistura mais flexível, pois requer maiores deslocamentos para que se atinja o número de ciclos necessários ao desenvolvimento do trincamento e à ruptura. / This study aims to analyze the cracking resistance, as well as the principle of cracking propagation and prediction of fatigue life in hot mix asphalt (HMA) by means of the semi-circular bending test (SCB), static and dynamic, respectively. Pavement surface cracking is one of the major distress mechanisms that affect the serviceability and quality of flexible pavement structures. Considering that the rehabilitation of a damaged pavement is generaly costly, it becomes a challenge for the engineers to design HMA that endures both rutting and fatigue cracking. Therefore, the first part of this research investigates the cracking resistance and fatigue life of three asphalt concrete mixes, designed by the Superpave method: one with standard binder pen50/70, a polymer modified PMB60/85 (softening point/elastic recuperation) and a third mix with asphalt-rubber binder type AB8. The results indicated to the PMB60/85 mixture stiffness that also presented longer fatigue life. The samples with binder pen50/70 e AB8 demonstrated more ductility, with less microcracks propagation speed. The second part of this work presents the results of tests conducted on standard binder pen50/70 specimens at the design asphalt binder content and with a binder additional of 0,5%, representing the rich-bottom layer, widely used in perpetual pavement structures. The +0,5% asphalt content mix provided a more flexible mixture when compared to the mix at design binder content, because required higher displacements to reach the number of cycles to the development of cracking and failure.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de duas misturas asfálticas preparadas com asfaltos diferentes, uma com asfalto convencional (CAP 20) e outra com asfalto modificado pela adição de polímeros (BETUFLEX B 80/60), à luz dos resultados de dois ensaios distintos, o ensaio Marshall e o ensaio de fluência por compressão uniaxial estática. O ensaio de fluência uniaxial estática consiste, numa forma indireta, para avaliar a resistência da mistura asfáltica à formação de trilha de roda ou à deformação permanente. Os resultados dos ensaios Marshall não permitiram concluir se houve melhora no desempenho das misturas asfálticas em função da adição de polímeros, com exceção de uma única propriedade, a estabilidade, que apresentou-se sempre maior para a mistura feita com asfalto convencional, independente do teor utilizado. Já com relação aos resultados dos ensaios de fluência por compressão uniaxial estática, pode-se concluir que há uma tendência de melhora no comportamento das misturas preparadas com asfalto modificado com polímero. / The aim of this work is to evaluate the behaviour of two asphaltic mixtures prepared with different kinds of asphalts, one with conventional asphalt (CAP 20) and the other one with modified asphalt by addition of polymers (BETUFLEX B 80/60), from the results of the two different tests, the Marshall test and the static creep test. The latter test allows to estimate the asphaltic mixture resistance against the formation of the rut depth or the permanent deformation. The results of the Marshall did not allow to conclude if there was improvement in the performance of the asphaltic mixtures due to the addition of polymers, excluding only one feature, the stability, that showed always greater to the mixture made with the conventional asphalt, independently of the content used. As far as the results from the static creep test are concerned, it is possible to conclude that there is a tendency of improvement in the behaviour of the mixtures prepared with asphalt modified with polymer.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as vantagens ou desvantagens de utilizar-se asfalto modificado com polímero em misturas densas com seixo rolado como agregado graúdo. Para o experimento foram moldados setenta e cinco corpos-de-prova com asfalto convencional (CAP-40) e setenta e cinco corpos-de-prova com asfalto modificado (BETUFLEX B 65/60) e avaliados à luz dos ensaios Marshall, fluência por compressão uniaxial estática à 40ºC, resistência à tração por compressão diametral e módulo de resiliência por compressão diametral à 25ºC. Os resultados dos ensaios Marshall e de resistência à tração acusaram um melhor desempenho das misturas com asfalto modificado. As relações MR/'sigma tal' encontradas para ambas as misturas sugerem, a princípio, um melhor comportamento para as misturas modificadas. Os resultados dos ensaios de fluência por compressão uniaxial estática, no que tange à deformação elástica, detectou também uma performance superior das misturas com asfalto modificado em três teores de ligante dos cinco teores analisados, entretanto, para as demais propriedades, deformação total, deformação viscoplástica e módulo de fluência as misturas com asfalto convencional sairam-se melhor. / This research intends to analyze the advantages of hot-mix asphalt mixtures composed by polymer modified binder and gravel in relation to those made with conventional binder. To achieve the objective, there were compacted seventy five specimens with conventional binder and seventy five specimens with SBS polymer modified binder (BETUFLEX B 65/60) and were performed Marshall tests, static creep (40oC) tests, indirect tensile strength tests and resilient modulus by indirect tensile (25oC) tests. The results of Marshall and tensile strength tests showed a better performance of the polymer modified asphalt mixes than that presented by the conventional asphalt ones. The results from the relation of resilient modulus by indirect tensile and indirect tensile strength tests probably showed that the modified asphalt mixes have the best performance. The elastic strains from static creep tests also showed a better performance of the polymer modified mixes in three of the five binder contents, however, the others properties from static creep tests like as total strain, viscoplastic strain and creep modulus showed that the conventional asphalt mixes have the best performance.

Neste trabalho apresenta-se, primeiramente, um levantamento bibliográfico dos métodos atualmente empregados para a avaliação da capacidade dos concretos betuminosos de suportar deformações permanentes. No atual contexto tecnológico de nosso país verifica-se que os métodos de ensaio de trilha-de-roda e de fluência por compressão uniaxial estática parecem ser mais viáveis e consistentes para esse fim, do que o tradicional método do ensaio Marshall, que é o único que vem sendo correntemente utilizado no Brasil. Em programa experimental, foi estudada a influência da granulometria dos agregados nas deformações permanentes de seis misturas para concreto asfáltico, sendo três na faixa \"C\" e três na faixa \"B\" da norma NBR 12948 da ABNT (1993). Nesse estudo, as proporções de agregados graúdos e de filer mostraram significativos efeitos nos resultados obtidos. Outro objetivo dessa parte do programa foi comparar os resultados de dois métodos de ensaio simples - o método de ensaio Marshall e o método de ensaio à fluência por compressão uniaxial estática - tendo como referência os resultados de ensaios de trilha-de-roda, realizados em laboratório, com o equipamento simulador de tráfego do \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", da França. A influência da temperatura de um concreto asfáltico, na sua capacidade de resistir deformações permanentes, foi também estudada e quantificada através dos ensaios de trilha-de-roda. O efeito desse parâmetro mostrou-se tão expressivo que não se pode deixar de considerá-lo nos projetos de misturas para concreto asfáltico de pavimentação. Foi ainda examinada a viabilidade de serem usados corpos-de-prova, moldados pelo método Marshall, em ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e essa possibilidade parece não ter se mostrado muito promissora. / This work firstly presents a bibliographic survey of the methods nowadays used to evaluate the potential of the bituminous concrete to resist permanent deformations. It is shown that, in the present Brazilian technological context, the laboratory wheel-track test and the static uniaxial compression creep test seem to be more feasible and consistent rather than the traditional Marshall test method, that is the unique method being currently used in Brazil. In experimental program, the influence of the aggregate gradations in the permanent deformations in six asphalt concrete mixtures, three in the range \"C\" and another three in the range \"B\" of the NBR 12948 of the ABNT (1993) was studied. In this study, the proportions of coarse aggregates and filler showed significant effects on test results. Another purpose of this part of the program was to compare the results of two simple test methods - the Marshall test method and the static uniaxial compression creep test method- using as a reference the results of laboratory tracking tests dane in the LPC wheel-tracking rutting tester developed by the \"Laboratoire des Ponts et Chaussées\", in France. The influence of the asphalt concrete temperature in the capacity to resist to permanent deformations, was studied and evaluated by tracking tests. The effect of this factor was so expressive that can\'t be neglected in the design of asphaltic concrete paving mixtures. The viability of using Marshall specimens in static creep tests was also investigated and it has not seemed to be very promising.