Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The degradation of the pavement has grown considerably due to the modification of traffic characteristics. It was increased the volume of traffic, the transported load and the tire inflation pressure, which added to the lack of load inspection on the load transport causes the asphalt coating the early appearance of defects. In order to seek progress on knowledge of the behavior of asphalt mixtures this study aimed to analyze the influence of the dosing method, of the granulometry and binders in the mechanical behavior of asphalt mixtures and determinate which of these three variables most influence on the mechanical behavior of the material. It was used two dosing method, Superpave and Marshall, four granulometries, two of them determined by Bailey method (range B and range C) and two by trial (range B and range C- simple framework on the ranges) and two type of asphalt binders: CAP 50-70 and the CAP 60-85, totalizing sixteen asphalt mixtures. The mixtures were evaluated in indirect tensile strength, stiffness in the resilient modulus testing and complex modulus, which used the 2SDP1D modeling to the composition of the master curves, and the permanent deformation by Flow Number test. The obtained results indicated that the factor that alter the stiffness and resistance to permanent deformation of the mixtures was the type of asphalt binder, wherein the modified binder increased the stiffness and damage resistance of the mixtures. The Bailey method of granulometric selection has also improved the behavior of the mixtures on a smaller scale of influence than the type of asphalt binder, followed by the dosing method Superpave that reduced the design binder content of the mixtures. / A degradação sobre o pavimento cresceu consideravelmente em virtude da modificação das características do tráfego. Aumentou-se o volume de tráfego, as cargas transportadas, a pressão de inflação dos pneus, que somados a falta de fiscalização sobre o transporte de carga ocasionam no revestimento asfáltico o surgimento precoce de defeitos. No sentido de buscar uma evolução sobre o conhecimento do comportamento das misturas asfálticas, este trabalho teve por objetivo analisar a influência do método de dosagem, da granulometria e do ligante no comportamento mecânico de misturas asfálticas e determinar quais dessas três variáveis mais influenciam no comportamento mecânico do material. Utilizaram-se dois métodos de dosagem, Superpave e Marshall, quatro granulometrias, duas determinadas pelo método Bailey (Faixa B e Faixa C) e duas por tentativa (Faixa B e Faixa C- simples enquadramento nas faixas) e dois tipos de ligantes asfálticos: CAP 50-70 e o CAP 60-85, totalizando dezesseis misturas asfálticas. As misturas foram avaliadas na resistência à tração indireta, na rigidez pelo ensaio de módulo de resiliência e módulo complexo, que utilizou a modelagem 2S2P1D para composição das curvas mestras, e a deformação permanente pelo ensaio de Flow Number. Os resultados obtidos indicaram que o fator que mais alterou a rigidez e a resistência à deformação permanente das misturas foi o tipo de ligante asfáltico, no qual o ligante modificado aumentou a rigidez e a resistência ao dano das misturas. O método Bailey de seleção granulométrica também melhorou o comportamento das misturas em uma menor escala de influência que o tipo de ligante, seguido pelo método de dosagem Superpave que reduziu o teor de ligante de projeto das misturas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Doutor em Engenharia Mecânica / No estado tecnológico atual, os materiais compostos são cada vez mais utilizados em produtos de alta tecnologia, sobretudo no setor aeroespacial, em virtude de sua resistência/peso superior às dos materiais metálicos, e em virtude de sua elevada rigidez e resistência mecânica à fadiga. Além disso, devido ao seu melhor comportamento ao choque mecânico e à combustão química, as estruturas em material composto oferecem uma boa condição de segurança. Estruturas fabricadas em material composto ou metálico são submetidas a uma grande variedade de carregamentos mecânicos ao longo de sua vida útil, que podem ser dependentes ou independentes do tempo, quer dizer, de natureza estática ou dinâmica. Acima das condições de serviço para as quais elas são concebidas, no domínio estático ou dinâmico, as estruturas compostas podem desenvolver diferentes formas de dano em seus elementos constitutivos. Nas ultimas décadas, devido a sua capacidade de absorver e dissipar sob a forma de calor uma parte da energia de vibração dos sistemas estruturais, os materiais viscoelásticos vêm sendo intensamente empregados para reduzir os níveis de vibração e sonoros indesejáveis no domínio da dinâmica das estruturas. Nesta tese, estes materiais são aplicados sob a forma de tratamento interno em estruturas compostas, que permite o aumento das deformações por cisalhamento da camada viscoelástica e, assim, a dissipação da energia de vibração e a diminuição do dano. Interessa-se também, neste trabalho, o estudo de um mecanismo interno de dano ao nível da matriz polimérica no domínio dinâmico. Este mecanismo de dano é muito comum nos materiais estratificados constituídos de fibras orientadas em uma única direção. Nesta tese, é apresentada a modelagem por elementos finitos utilizando os elementos retangulares Serendipity, a oito pontos nodais, de placa composta, considerando três diferentes teorias para a aproximação do campo de deslocamento mecânico: FSDT (First-order Shear Deformation Theory), HSDT (Higher-order Shear Deformation Theory) e Layerwise-FSDT. As duas primeiras teorias permitem a modelagem de estruturas com multicamadas e a segunda é formulada para uma configuração assimétrica formada por três camadas, cuja formulação é obtida pela imposição da continuidade dos deslocamentos ao longo da espessura do estratificado. Estas teorias são implementadas em ambiente MATLAB® para a modelagem de modelos EF de estruturas compostas de geometria simples. Para considerar a dependência no domínio da freqüência e do tempo das propriedades dos materiais viscoelásticos, a aproximação através do uso do Modulo Complexo é utilizada. No entanto, para levar em conta sua dependência no domínio do tempo e da temperatura utiliza-se a aproximação através do uso de Derivadas Fracionárias. Utiliza-se também, neste trabalho, o emprego do Modelo Histerético Complexo (independente do tempo, da temperatura e da freqüência) para considerar o amortecimento natural das camadas do estratificado. Além disso, esta tese propõe o uso de uma metodologia de propagação de incertezas em estruturas compostas. Para isso, adota-se a aproximação de Karhunen-Loève para a discretização do campo aleatório bidimensional. E, através de diversas simulações numéricas, são ilustrados os temas abordados ao longo deste trabalho de tese.