O crescente aumento do volume de tráfego, o excesso de cargas e a carência de manutenção têm contribuído cada vez mais para a degradação prematura dos pavimentos asfálticos. Na procura por materiais de elevado desempenho, uma alternativa que vem ganhando destaque é a incorporação de cal hidratada a concretos asfálticos. Nesta dissertação apresentam-se e analisam-se os resultados de uma investigação sobre a influência de dois tipos de cal (calcítica e dolomítica) em misturas asfálticas formuladas com ligante convencional e polimerizado. Os resultados demonstraram que a melhoria das propriedades de concretos asfálticos depende significativamente da qualidade da cal e do teor utilizado, sendo que não se observaram benefícios adicionais ao aumentar-se o teor de 1% para 2%. A cal calcítica mostrou-se mais eficiente na melhoria das propriedades das misturas asfálticas, proporcionando aumentos significativos de módulo de resiliência e resistência à tração. Além disso, nas misturas com cal ocorreram menores reduções de resistência e de módulo com a elevação da temperatura de ensaio e após processo de condicionamento para simular os efeitos deletérios da água e envelhecimento. De forma geral, a influência da cal foi mais efetiva em misturas com ligante convencional, onde sua incorporação promoveu comportamento semelhante, ou em alguns casos até superior, ao das misturas elaboradas com ligante modificado. Amostras sem cal acumularam deformações permanentes superiores no ensaio de creep dinâmico às registradas em amostras com cal hidratada, sem observarem-se comportamentos significativamente diferentes com ligantes convencional ou modificado. Ao analisar-se a influência de cal no envelhecimento de ligantes (RTFOT), observaram-se menores variações de viscosidade (menor enrijecimento) em amostras de ligante convencional com cal calcítica, seguindo tendência constatada em trabalhos internacionais, que relatam redução na taxa de envelhecimento em misturas asfálticas devido à incorporação de cal. A análise global dos resultados de ensaios realizados nesta pesquisa aponta que é possível produzir misturas asfálticas de elevado desempenho e durabilidade através da incorporação de cal hidratada, mas que a magnitude dos benefícios obtidos depende significativamente da qualidade da cal (porcentagem de óxido de cálcio) e do tipo de ligante utilizados em sua formulação. / The increasing growth of traffic volume and overloading and the lack of maintenance have growingly contributed for asphalt pavements early distress. In the search for high performance materials, the incorporation of hydrated lime to asphalt concretes has been gaining relevance. In this dissertation the results of a research on the influence of two kinds of lime (calcitic and dolomitic) in asphalt concretes (AC) with conventional and polymer binders are presented and analyzed. Laboratory tests results show that the improvement of AC properties highly depend on lime quality and content, no additional benefits being observed when lime content increases from 1% to 2%. Calcitic lime showed to be more efficient improving AC properties, especially regarding resilient modulus and split tensile strength, which significantly increased. Besides, adding lime made asphalt mixes strength and modulus less sensitive to temperature increase and also to hardening and to water deleterious effects. All in all, lime benefits were stronger when added to AC with conventional binder. In fact, asphalt mixtures with conventional binder and calcitic lime performed even better than mixtures with polymermodified binder. In dynamic creep tests, specimens of AC without lime accumulated higher permanent deformations than AC specimens with hydrated lime, regardless the type of binder. Regarding the influence of lime in binders aging (RTFOT), viscosity variations of lesser magnitude were observed in samples of conventional binder and calcitic lime, following the pattern described in international works, which report the decrease of aging rate of asphalt mixtures due to lime incorporation. Globally, tests results point out that asphalt mixtures with high modulus and resistance to permanent deformation may be obtained by adding hydrated lime. However, the extent of benefits highly depends on lime quality (calcium oxide content) and type of asphalt binder used.

Neste trabalho estudamos vários tipos de misturas de polietileno como HDPE,. LLDPE, LDPE, EVA e compósitos de HDPE/carbonato de cálcio HDPE/xisto retortado. As misturas foram preparadas em percentuais variados, de maneira a determinar sua processabilidade. As misturas foram extrudadas e caracterizadas através de DSC, taxa de fluidez, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica e análise dinâmico mecânica. Em baixas velocidades de processamento observamos que a contribuição do LLDPE nas misturas HDPE/LLDPE sobre a processabilidade é nula, tanto em termos de quantidade presente na mistura quanto o efeito dos diversos grupos laterais presentes em sua estrutura. Em altas velocidades de processamento o LLDPE influencia no processamento da mistura, com o torque dependendo da composição da mesma. Constatamos que em misturas de LLDPE/LDPE, o LDPE atua como um agente plastificante, diminuindo o torque necessário à extrusão das mesmas. Em misturas de HDPE/copolímeros de EVA (com ou sem modificação do grupo lateral) podemos processar mais uma maior quantidade de massa por tempo, para qualquer dos tipos de copolímeros de EVA utilizados. Em misturas de HDPE/xisto retortado, observamos que este mineral apresenta um bom desempenho para ser utilizado como carga, pois a fase orgânica residual presente no mesmo confere certa adesão interfacial polímero/carga. Não foi observada uma dependência evidente entre as propriedades mecânicas e o tamanho de partícula para as misturas de HDPE/xisto retortado. Utilizando o método simplex otimizamos o processo de extrusão, em termos de perfil de temperaturas da extrusora, atingindo incrementos de até 83 % na massa extrudada. / In this work it was studied several types of mixtures with HDPE, LLDPE, LDPE, EVA and composites of HDPE/pyrolised oil shale. The mixtures were prepared at different concentrations, in order to determine the best processing conditions. The mixtures were extruded and characterized by DSC, melt flow index, mechanical properties, scanning electronic microscopy and dynamic-mechanical analysis. At low processing rates we observed that there is no effect of LLDPE on the processability of HDPE/LLDPE mixtures. This is true not only with respect to the amount of LLDPE in the mixture, as well with respect to the side groups in the polymer backbone. At high processing rates LLDPE causes a decreasing in required torque for extrusion. We verified that in mixtures of LLDPE/LDPE, LDPE acts as plasticizer, reducing the torque for the extrusions of those samples. In HDPE/EVA copolymers we verified a mass increase under extrusion, for any of the types of copolymers of EVA in the mixture. Mixtures of HDPE/pyrolised oil shale have show good mechanical properties suggesting a strong coupling between polymer and filler. This behavior may be explained by the residual organic compounds still present in the filler. This behavior may be explained by the residual organic compounds still present in the filler. In general, there is not effect of the particle on the mechanical properties, except on the sample elongation. The simplex method allow us to optimize the extrusion process, with respect to the extruder temperature profile, Increasing the average temperature no more than 2°C and torque (about 8 %) we have reached extruded masses increments up to 83 %.

Nesta dissertação de mestrado analisa-se e compara-se, através de ensaios laboratoriais, o comportamento mecânico e de adesividade de misturas em concreto asfáltico, confeccionadas a partir de ligantes asfálticos modificados e convencionais. O conhecimento e entendimento destas características são de extrema importância, pois refletem diretamente no desempenho do pavimento em serviço. Foram estudadas misturas elaboradas com um ligante convencional e três ligantes modificados por polímeros. Todas as misturas foram dosadas segundo a metodologia Marshall, e submetidas a ensaios laboratoriais de módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral, resistência à fadiga com tensão controlada, fluência por compressão uniaxial dinâmico e dano por umidade induzida. Para uma avaliação combinada entre a rigidez e os modelos de fadiga das misturas, também realizou-se uma análise paramétrica de estruturas hipotéticas de pavimentos. Os resultados obtidos mostraram, na maioria dos casos, o melhor comportamento à fadiga das misturas elaboradas a partir de ligantes modificados. Embora pouco consistentes, os resultados de resistência à deformação permanente também indicam a superioridade das misturas modificadas. Entretanto, a mistura com ligante convencional foi a que se mostrou menos suscetível à temperatura nos ensaios de módulo de resiliência. Já os resultados do ensaio de dano por umidade induzida mostraram bom desempenho de todas as misturas, ainda que não se possa quantificar a influência do tipo de ligante sobre eles. / This research analyses and compares, trough laboratory tests, the mechanical and the stripping behavior of asphalt concrete mixtures, prepared with traditional and modified binders. The understanding of these characteristics is extremely important, since they reflect directly on pavements performance. Mixtures prepared with one traditional binder and three polymers modified binders. All mixtures were prepared following the Marshall methodology, and submitted to laboratory tests of resilient modulus, tensile strength, fatigue life (stress controlled), dynamic creep and resistance to moisture damage. In order to assess a combination of fatigue and stiffness modulus of the mixtures, a parametric analysis of hypothetical pavement structures was also done. The results obtained showed, in most cases, best behavior regarding fatigue of the mixtures prepared with modified binders. Although not very consistent, the results of permanent deformations resistance also indicate the superiority of the modified mixtures. However, the conventional binder mixture showed the lowest thermal susceptibility in the resilient modulus tests. The results of moisture damage resistance tests showed good performance for all mixtures, but it is not possible to quantify the influence of the binder type on then.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1593742 bytes, checksum: 67aa756e5c6f3fe5bcb5228db1c7cefa (MD5) Previous issue date: 2010-07-19 / The use of alternative energies to the oil has been of great world-wide importance, as much that has been prominence in the studies for the development of new forms of energy generation, as well as in the development of technologies for the use of more efficient form of the alternative energies. In Brazil, the form of more attractive alternative energy has been the biomass, being distinguished the residues of the agribusiness, the alcohol of the sugar cane-of-sugar and more recently the residual vegetal oils and in natura. The oil is the main available power plant for the feeding of engines of internal combustion, making possible its transformation in energy mechanics. The dependence of the oil leads to the necessity of alternatives by means of the raw material culture renewed. Problems current are costs of fuels biological, big that of derivatives of oil and that many adequate engines of combustion to the vegetal oil use do not exist what must have greater inquiry for the production techniques and refining of the biofuel and, still, adequacy of engines to the vegetal oil use so that these can be a viable alternative. The idea to use to advantage vegetal oils to set in motion vehicles is not recent, therefore Rudolf Diesel, in 1897, already it had considered the use of the oil of peanut as combustible in engines. In order to take care of to the vegetable oil production, many cultures can be used, as peanut, soy, maize, dendê, sunflower and canola, beyond the cultures of regional character as mamona, andiroba, pequi, buriti, inajá, carnaúba, nut-bellwether, among others. An alternative, beyond the extracted oil of grains, is the residual oil use of domestic use, restaurants and industries. The oil after used becomes unwanted residue and its recycling as biofuel alternative it would remove of the environment a pollutant and would allow the generation of an alternative source of energy. The direct vegetal oil job in engines of internal combustion, although tried since the advent of the engine diesel, still he is subject to many quarrels and controversies. The first allusions regarding its efficiency as combustible come of the beginning of the century since the Universal Exposition of Paris. Therefore, this work had general objective to evaluate the performance of an agricultural tractor of tires being used oil mixtures diesel with oil of reusable soy. First, a study of density of the mixtures and the behavior of the temperature of the oil was carried through diesel in the system of fuel feeding in the engine, and analyses of viscosities of the mixtures in study. After the analyses, were verified by means of dynamometric assays, the performance of the engine fed with mixtures of OD with OSR in different ratios. Finally, the performance of the ratios of mixtures of OD and OSR was verified by means of assays in the tractive bar. The main conclusions of this work had been: the density and viscosity of the mixtures suffer variations with the increase from the amount of oil of reusable soy (OSR) and with the variation of the temperature. For the evaluations in the power taking, the mixture of 25% OD with 75% OSR presented the biggest power enters excessively the mixture, for consumption I specify and the torques had demonstrated to trend the biggest values with the addition of the percentage of OSR to the mixtures. For the evaluations in the tractive bar, the best ones resulted observed in the income of the tractor had been verified with the increase of the mixture percentages (25% OSR for load N, 25%, 75% and 100% OSR for the fourth march as load and 75% and 100% OSR for third, second and first march as load). / A procura de fontes de energia capazes de substituir o petróleo vem sendo estudada em vários países, tanto que tem sido destaque nos estudos para o desenvolvimento de novas formas de obtenção, assim como no desenvolvimento de tecnologias para a utilização de forma mais eficiente das energias alternativas. No Brasil, a energia alternativa mais atraente tem sido a biomassa, destacando-se os resíduos da agroindústria, o álcool da cana-de-açúcar e mais recentemente os óleos vegetais residuais e in natura. Osderivados de petróleo, gasolina e óleo diesel são os principaiscombustíveis fosseis para a alimentação de motores de combustão interna. A dependência dos derivados do petróleo conduz à necessidade de alternativas mediante o cultivo de matérias-primas renováveis. Os problemas atuais são os custos dos combustíveis os que deverá haver maior investigação para as técnicas de produção e refino dos biocombustíveis e, ainda, adequação de motores ao uso de óleos vegetais para que estes possam ser uma alternativa viável. Os impactos ambientais causados pela emissão de CO2 em decorrência da utilização dos combustíveis fosseis, vem aumentando a demanda por fontes de energia mais limpa como o etanol e o biodiesel. A fim de atender à produção de óleos vegetais, para a obtenção de bioenergia, muitas culturas podem ser utilizadas, como amendoim, soja, milho, dendê, girassol e canola, além das culturas de caráter regional como mamona, andiroba, pequi, buriti, inajá, carnaúba, pinhão-manso, entre outros . Uma alternativa, ao óleo extraído de grãos, é a utilização de óleos residuais de uso doméstico, restaurantes e indústrias. O óleo depois de usado torna-se um resíduo indesejado e sua reciclagem como biocombustível retiraria do meio ambiente um poluente e permitiria a obtenção de um combustível alternativo ao óleo diesel. O emprego direto de óleos vegetais em motores de combustão interna, apesar de experimentado desde o advento do motor diesel, ainda é sujeito a muitas discussões e controvérsias. Este trabalho, portanto, visa contribuir com novas informações sobre a utilização de óleos vegetais em particular, óleo residuais, como combustível de um trator agrícola de pneus utilizando misturas de óleo diesel com óleo de soja reutilizável. Primeiramente, foi realizado um estudo de densidade das misturas e o comportamento da temperatura do óleo diesel no sistema de alimentação de combustível no motor, e análises de viscosidades das misturas em estudo. Após as análises, verificou-se por meio de ensaios dinamômétricos, o desempenho do motor alimentado com misturas de OD com OSR em diferentes proporções. Por último, verificou-se por meio de ensaios na barra de tração o desempenho das proporções de misturas de OD e OSR. As principais conclusões deste trabalho foram: a densidade e viscosidade das misturas sofrem variações com o aumento da quantidade de óleo de soja reutilizável (OSR) e com a variação da temperatura. Para as avaliações na tomada de potência, a mistura de 25% OD com 75% OSR apresentou a maior potência entre as demais mistura, para consumo especifico e os torques demonstraram tendência a maiores valores com o acréscimo da porcentagem de OSR às misturas. Para as avaliações na barra de tração,os melhores resultados observados no rendimento do trator foram verificados com o aumento das percentagens de mistura (25% OSR para carga neutra, 25%, 75% e 100% OSR para a quarta marcha como carga e 75% e 100% OSR para a terceira, segunda e primeira marcha como carga).

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-02T13:12:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3484058 bytes, checksum: 1b14529647e3598dc63b1c40c7771b71 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T13:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3484058 bytes, checksum: 1b14529647e3598dc63b1c40c7771b71 (MD5) Previous issue date: 2002-12-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento do Pessoal de Ensino Superior / Este trabalho consta de um à investigação, em laboratório, de misturas betuminosas a frio (PMF), utilizando-se agregados britados procedentes da pedreira da cidade de São Geraldo – MG e areia quartzosa proveniente de uma jazida do rio Piranga, localizada na cidade de Porto Firme - MG e emulsão asfáltica catiônica de ruptura lenta (RL- 1C). Os ensaios de caracterização dos agregados e das emulsões asfálticas foram seguidos pelo projeto das misturas utilizando-se o ensaio Marshall para obtenção do teor ótimo de ligante. As características mecânicas dessas misturas foram avaliadas utilizando-se ensaio de tração por compressão diametral, ensaio triaxial convencional e ensaio triaxial de carga repetida (triaxial cíclico). O efeito da temperatura foi também estudado, por se tratar de um fator importante na avaliação do desempenho mecânico de misturas betuminosas. Através da análise dos resultados obtidos sugere-se que é necessário avaliar criteriosamente os parâmetros de projeto dos pavimentos asfálticos investigados neste trabalho: módulo de resiliência, deformação permanente, envoltórias de resistência (ângulo de atrito e intercepto coesivo) e tração por compressão diametral, pelo fato do teor de projeto obtido no ensaio Marshall não corresponder ao melhor desempenho mecânico da mistura betuminosa determinados nos outros ensaios empregados. / This work presents a laboratory investigation of cold bituminous mixtures directed to using aggregates from a quarry located nearby the county of Viçosa, MG, quartz sands from a Piranga River quarry located in the county of Porto Firme, MG, and slow failure cement asphaltic emulsion type RL-1C. The mixtures compositions were based on the characteristics of the aggregates and asphaltic emulsions and using Marshall test for determining optimum asphalt content. The mechanical behavior of these mixtures were evaluated through conventional triaxial, cyclic triaxial and tension tests. In addition, the effect of temperature was also investigated since this is an important factor in the behavior of viscous materials. Through the analysis of test results it can be suggested that a careful analysis of design parameters herein investigated (i.e. resilient modulus, plastic strain, strength parameters and maximum strength in tension) must be considered in the final pavement design since the optimum asphalt content obtained in Marshall tests does not meet the best mechanical behavior determined in the others tests performed.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-03T11:26:43Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1248181 bytes, checksum: 2cc33341f1587a850b982611b8f9ad6e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T11:26:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1248181 bytes, checksum: 2cc33341f1587a850b982611b8f9ad6e (MD5) Previous issue date: 2003-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve como objetivo caracterizar, tecnologicamente, em laboratório, misturas de quatro tipos de solos da Microrregião de Viçosa – MG, Brasil, com o aditivo químico RBI Grade 81, para fins rodoviários. Dois desses solos são constituídos de textura argilo-areno-siltosa e referidos neste trabalho como ETA e PVB, de classificação TRB A-7-5 (20). Os demais, são de textura areno-silto-argilosa, de classificação TRB A-2-6 (3) e A-2-4 (0) e referidos nesta investigação de SP e VS, respectivamente. O aditivo químico é um pó de cor cinza, pH básico, inodoro e de baixa solubilidade em água. Segundo o fabricante, o produto vem sendo utilizado em vários países como estabilizante químico dos materiais empregados nas camadas dos pavimentos de rodovias. O seu uso no Brasil ainda não foi difundido, sendo este o primeiro trabalho de pesquisa com o referido produto na área de pavimentação. Nos quatro solos foram realizados ensaios de índice de suporte Califórnia (CBR) e resistência à compressão não-confinada, com três teores de RBI Grade 81 (2%, 4% e 6%) e três períodos de cura (1, 7 e 28 dias), trabalhando com duas energias de compactação (Proctor Intermediário e Modificado). Isto possibilitou observar a influência do teor de aditivo, da energia de compactação e do período de cura no comportamento mecânico das misturas. Determinou-se também o módulo de resiliência das misturas dos solos com 6% de RBI Grade 81, com 7 dias de cura, nas duas energias de compactação citadas anteriormente. Através dos resultados obtidos nesta pesquisa, observou-se que apesar de algumas misturas apresentarem resultados diferentes do esperado, a maioria das misturas solo-RBI Grade 81 tiveram melhorias significativas no comportamento mecânico aqui representados pelos parâmetros CBR e resistência à compressão não-confinada, com o aumento do teor de RBI Grade 81, da energia de compactação e do período de cura. / This study is directed to the laboratory geotechnical characterization of soil-RBI Grade 81 mixtures for road engineering applications. Four soils from the microregion of the country of Viçosa, Minas Gerais state, Brazil, are used throughout the experiment. Two of those soils, named ETA and PVB, are silty- sandy clays, and following the Transportation Research Board (TRB) classification system are A-7-5 (20). The other two soils, named SP and VS, are clayey-silty sands classified, respectively, as A-2-6 (3) and A-2-4 (0). The RBI Grade 81 is a gray powder stabilizer presenting basic pH, low water solubility, and without odor. The manufacturer informs that this product has been used worldwide as a stabilizer for road engineering application. However, in Brazil, there is no information regarding its use, as well as this is the first research already developed for this purpose. The laboratory testing program encompassed the following tests: soil geotechnical characterization, California Bearing Ration (CBR), unconfined compression, and dynamic triaxial. In order to evaluate the influence of stabilizer content, curing time, and compaction effort on mixtures mechanical strength mixtures specimens were prepared using three RBI Grade 81 contents (2, 4 and 6%), three curing times (1, 7 and 28 days), and two compaction efforts (Intermediate and Modified Proctor). Dynamic triaxial tests were performed on specimens prepared at the two referred compaction efforts at 6% of stabilizer, and 7 days curing time. Data analysis support that increases in stabilizer content, curing time, and compaction effort are responsible for increase in mixtures mechanical strength. / Não foi localizado o cpf do autor.

BASTOS, J. B. S. Considerações sobre a deformação permanente de pavimentos asfálticos no dimensionamento mecanístico-empírico. 2016. 200 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-05-31T14:36:56Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-09T17:04:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T17:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jbsbastos.pdf: 5162587 bytes, checksum: dbdb54aa04ad5f75652957e3b6f9801f (MD5) Previous issue date: 2017-12-19 / Rutting is a common distress in Brazilian asphalt pavements. It contributes to reduce the driving comfort and safety, and increases operational costs. The present Ph.D. dissertation ads to the new Brazilian Mechanistic-Empirical Pavement Design method under development with respect to aspects related to permanent deformation of asphalt mixtures used in surface courses. The methodologies to assess the evolution of the referred distress based on laboratory results from the Triaxial Stress Sweep (TSS) and the uniaxial repeated load tests are investigated. Field measurements over time are also considered. The rutting of 03 monitored real sections and 02 sections built for this research and submitted to the Heavy Vehicle Simulator (HVS) were monitored, with a reference section properly instrumented. In addition to field monitoring, the behavior of the respective materials was determined in the laboratory. Field and laboratory results indicated the need to adapt the TSS protocol to the conditions of Brazilian pavements. With such adaptation, rutting predictions were consistent with the field performance. It was therefore possible to calibrate the performance curves from the TSS test results, in addition to the validation of the evolution models for the investigated failure. Moreover, the Flow Number (FN) criteria used in the uniaxial repeated load test were refined as a function of traffic. In the laboratory, the investigation extended through the asphalt binders, by Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR), and the aggregates, both with respect to particle size (gradation), through the Dominant Aggregate Size Range (DASR) model and the Bailey method, and with respect to form, by means of the Aggregate Image Measurement System 2 (AIMS 2). A strong correlation was found between the components of the asphalt mixtures [the proportion of Coarse Aggregates (CA) (Bailey) and the parameter form 2D from AIMS 2] with the FN; besides the contribution of the binder in the resistance to permanent deformation. In the field, the instrumentation and the monitoring of the test sections submitted to the HVS load applications allowed a better understanding of the in situ the behavior of a typical asphalt pavement in the state of Ceará. / A deformação permanente é um dos defeitos mais comuns em pavimentos asfálticos brasileiros, reduzindo o conforto ao rolamento, a segurança do usuário, e aumentando custos operacionais. Neste contexto, a presente tese tem como objetivo principal contribuir para o novo método brasileiro de dimensionamento de pavimentos asfálticos por meio da investigação da deformação permanente em misturas asfálticas usadas em revestimentos. Investigam-se metodologias de evolução dessa falha que consideram resultados laboratoriais obtidos pelo ensaio Triaxial Stress Sweep (TSS) e pelo ensaio uniaxial de carga repetida, levando em consideração a evolução dessa falha também em pistas monitoradas em campo. Para tanto, verificou-se o afundamento de trilha de roda de 03 trechos reais monitorados e 02 trechos construídos para esta pesquisa e submetidos ao Simulador de Grande Porte (SGP), sendo 01 trecho de referência devidamente instrumentado. Além do monitoramento em campo, foi verificado o comportamento dos materiais dos trechos em laboratório. Os resultados de campo versus laboratório indicaram a necessidade da adaptação do protocolo TSS para a realidade brasileira e com essa adaptação as previsões de Afundamento em Trilha de Roda (ATR) mostraram-se consistentes com o desempenho em campo. Além disso, os critérios de Flow Number (FN) do ensaio uniaxial de carga repetida foram refinados em função do tráfego. Assim, foi possível a calibração das curvas de desempenho para os resultados dos ensaios TSS, além da validação dos modelos de evolução desta falha na camada de revestimento asfáltico para essas metodologias. Na etapa de laboratório desta pesquisa, verificou-se também a influência do ligante, investigada por meio do ensaio Multiple Stress Creep Recovery (MSCR), e do agregado, tanto no que diz respeito a sua granulometria, por meio da metodologia da Faixa de Agregados Dominantes (FAD) e do método Bailey, como da sua forma, por meio do Aggregate Image Measurement System 2 (AIMS 2). Encontrou-se uma forte correlação entre os componentes da mistura [proporção de Agregado Graúdo do método Bailey (AG) e forma 2D dos agregados] com o FN; além da contribuição do ligante na resistência ao defeito investigado. Ainda em campo, a instrumentação e o monitoramento dos trechos construídos para esta pesquisa, submetidos às aplicações de carga do SGP, tornou possível conhecer in situ o comportamento de um pavimento asfáltico típico do Ceará.

O crescente aumento do tráfego rodoviário comercial demanda o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcione pavimentos de elevado desempenho e durabilidade. Nesse contexto, desde 2006 se estuda, no laboratório de pavimentação da UFRGS, melhorias em propriedades de concretos asfálticos devidas à incorporação de cal. Este estudo complementa o estudo relatado por Bock (2012) que evidenciou o aumento do módulo de resiliência, da resistência à tração, das resistências às deformações permanentes e ao dano por umidade induzida, nesta dissertação são apresentados e analisados os resultados de ensaios de fadiga. Foram realizados no modo tensão controlada, em corpos-de-prova cilíndricos de seis misturas constituídas por agregado de basalto, ligante convencional (CAP 50/70) ou polimerizado (CAP E 60/85), com e sem adição de cales (calcítica ou dolomítica). Os resultados foram modelados em função da tensão de tração, da diferença de tensões e, principalmente, da deformação específica no início do ensaio. Empregaram-se os modelos de fadiga obtidos no estudo, e através de curvas, constatou-se que: nos concretos asfálticos elaborados com ligante convencional, a adição de 1% de cal calcítica aumentou-se a vida de fadiga cerca de 4,5 vezes no caso de revestimentos delgados (5 e 10 cm) e em 2,9 vezes e 1,9 vezes no caso de revestimentos mais espessos (15 e 20 cm, respectivamente). A adição de cal dolomítica a misturas com CAP 50/70 afetou a vida de fadiga de forma ainda mais notável, com aumentos que variaram de 42 vezes para revestimentos com 5 cm a 2,7 vezes para revestimentos com 20 cm. Quando são analisados o efeito da adição de cales em misturas em ligante polimerizado constatou-se comportamento homogêneo, com aumento de vida de fadiga entre 31 (revestimento de 5 cm) e 35 vezes (revestimento de 20 cm), quando a cal adicionada é calcítica, e com ligeira redução (10%) na vida de fadiga quando se adicionou cal dolomítica. Como esperado, os concretos asfálticos com ligante modificado apresentaram vida de fadiga maiores, sendo o efeito do ligante ainda maior quando se acrescentou cal calcítica. Os resultados sugerem que há interação química entre o tipo de ligante e o tipo de cal. Globalmente, os resultados da pesquisa mostraram que a incorporação da cal calcítica sempre aumentou a vida de fadiga dos concretos asfálticos, e que quando se empregou ligante convencional (CAP 50/70) também podem-se obter aumentos expressivos com cal dolomítica. Aliados aos benefícios na resistência a deformação permanente, e ao dano por umidade induzida já conhecidos para as misturas estudadas, os resultados apresentados nesta dissertação permitem concluir que a incorporação de cal permite obter concretos asfálticos de elevados desempenho e durabilidade. / Increasing commercial road traffic demands the development of new technologies to provide higher performance and durable pavements. In this context, since 2006 it‟s been studied, in the pavements laboratory of UFRGS, improvements in asphalt concrete properties due to the lime incorporation. Following previous study reported by Bock (2012) which showed an increase of resilient modulus, tensile strength, the resistance to permanent deformation and damage induced by moisture, in this dissertation is presented and analyzed the results of fatigue tests. They were performed in controlled stress mode, in cylindrical specimens, consisting of six asphalt mixtures with basalt aggregate, conventional binder (CAP 50/70) or modified binder (CAP E 60/85) with and without addition of lime (calcitic or dolomitic). The results were modeled as a function of tensile stress, the stress difference, and especially the specific strain at baseline. Employing the fatigue models obtained in the study through curves it was found that: on the asphaltic concrete made with the conventional binder, the addition of 1% of calcitic lime increased fatigue life about 4.5 times in the case of thin asphalt layer (5 and 10 cm) and 2.9 times and 1.9 times in the case of thicker asphalt layer (15 and 20 cm, respectively). The addition of dolomitic lime mixtures with CAP 50/70 affect the fatigue life in a even more remarkable way with an increase ranging from 42 times to asphalt concrete with 5 cm to 2.7 times to 20 cm. When are examined the effect of adding lime in polymerized binder mixtures, it was found that the behavior was homogeneous, with increased fatigue life between 31 (5 cm asphalt mixture) and 35 times (20 cm asphalt mixture) when the added lime is calcitic, and with slight decrease (10%) in fatigue life when dolomitic lime was added. As expected, the modified binder asphalt concrete presented greater fatigue life, and the effect was further identified when calcitic lime was added. The results suggest that there is a chemical interaction between the type of binder and the type of lime. Overall, the research results showed that the incorporation of calcitic lime always increased the fatigue life of asphalt concrete, which was used when the conventional binder (CAP 50/70) may also obtain significant increases with dolomitic lime. In addition to the benefits in resistance to permanent deformation, and induced by moisture damage already expected for the mixtures studied, the results presented in this thesis can be concluded that the incorporation of lime allows to obtain asphalt concrete with high-performance and durability.

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.

A deformação permanente é uma das principais patologias do revestimento asfáltico. Caracterizada pelo afundamento longitudinal do pavimento asfáltico, quando submetido ao carregamento de tensões elevadas. Conhecer o comportamento mecânico quanto à deformação permanente das misturas asfálticas é de grande relevância na busca da escolha correta da mistura a ser empregada no dimensionamento de um pavimento. O ensaio laboratorial que vem ganhando força no Brasil para avaliação do potencial de deformação plástica de misturas asfálticas é o ensaio uniaxial de carga repetida parametrizado pelo Flow Number (FN). Neste sentido, a presente pesquisa buscou analisar o comportamento à deformação permanente, através do ensaio uniaxial de carga repetida, de dez misturas asfálticas. Os materiais utilizados na pesquisa foram: agregados pétreos de origem basáltica e quatro diferentes ligantes asfálticos, a saber: concreto asfáltico denso - AMP 6085-E; concreto asfáltico denso – CAP TLA 30/45; concreto asfáltico gap-graded – AB-8 (com a incorporação de cal calcítica e cal dolomítica) e concreto asfáltico denso – CAP 30/45. As demais cincos misturas estudadas foram as mesmas, porém com a incorporação de um agente surfactante para redução das temperaturas de usinagem e compactação (misturas mornas). Os resultados mostraram que a mistura morna moldada com AMP 60/85 – E teve desempenho superior as demais misturas. O restante das misturas mornas apresentaram desempenho inferior ao das suas respectivas misturas quentes. Entre as misturas moldadas com AB-8 percebeu-se que a mistura (quente e morna) dosada com cal calcítica teve comportamento superior ao da mistura (quente e morna) com cal dolomítica, fator explicado pela quantidade superior de dióxido de cálcio disponível na cal. Quanto ao parâmetro FN, foi possível verificar que este parâmetro é mais sensível a taxa de deformação na zona secundária do que a magnitude de deformação sofrida pela mistura. Para um valor de FN igual a 300 (pistas de tráfego médio) reprovaria 6 das 10 misturas estudadas, sendo que as misturas com asfalto polímero e a mistura tipo gap-graded com AB-8 e cal calcítica foram as misturas de desempenho superior. / Rutting is one of the major distress types in asphalt pavements. It is characterized by the longitudinal permanent deformation and flow around the wheel path that occurs at the surface of an asphalt concrete pavement when subjected to high stresses. Understanding the mechanical behavior of permanent deformation development on asphalt mixtures is important to an appropriate choice of the mixture to be used in the pavement structure design. The uniaxial repeated load test, via the Flow Number (FN) parameter, has gained strength in Brazil to evaluate the plastic deformation development potential of asphalt mixtures. Hence, the present research attempted to analyze the permanent deformation behavior of ten asphalt mixes by means of the uniaxial repeated load test. The materials used in the research were basaltic stone aggregates and four different asphalt binders to fabricate the following mixes: Dense asphalt concrete with PMB 60/85-E; dense asphalt concrete with AC 30/45pen+TLA; gap-graded asphalt concrete with AR8 (calcitic lime and dolomitic lime added), and dense asphalt concrete with AC 30/45pen. The other five mixtures were the same, but with the incorporation of a surfactant additive to reduce mixing and compaction temperatures (warm mixtures). The results showed that the warm mix with PMB 60/85-E had a superior performance to the other mixtures. The other warm mixes studied displayed lower performance than their respective HMA. Among the mixtures with AR8, it was observed that both mixes (hot and warm) with added calcitic lime had superior behavior to both hot and warm mixes with dolomitic lime; arguably, an aspect explained by the higher quantity of available calcium dioxide available in the former lime. As for the parameter FN it was possible to verify that this parameter is more sensitive the rate of deformation in the secondary zone than the magnitude of the deformation suffered by the mixture. For a FN reference of minimum 300 cycles (medium traffic), 6 of the 10 mixtures studied would fail, being the mixtures with polymer modified binder and the gap-graded mixture with AR-8 and added calcitic lime the superior performance mixtures.