Made available in DSpace on 2015-04-22T22:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Karine Jussara da Costa.pdf: 6916532 bytes, checksum: 872f531f6e30b510bea0beb9ae62b8a9 (MD5) Previous issue date: 2010-04-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This teses research analyses, m ky trough an experimental project, the mechanical behavior of hot-mix asphalt, with dust of sand. The dust of sand residue was utilized as a filler in hot-mix asphalt, replacing in the Manaus city used material the Portland cement CP II. The general purpose of this work is to test hypothesis that the residue can be use as a filler in hot-mix asphalt. The reuse of these industrial residues leads to environmental gains; it not only helps to avoid the open-air deposition of this by-product but it also reduces. All the mixtures were characterized mechanically through the testing of Resilient Modulus, Static Tensile Strength, fatigue of diametrical compression under controlled stress and static creep. The results of this research show that the addition of industrial residue in hot-mix asphalt increases the binder consumptio / Esta pesquisa analisa por meio de um estudo experimental, o comportamento mecânico de misturas asfálticas, utilizando o resíduo pó de areia. O objetivo geral desta pesquisa é testar a hipótese que o resíduo pode ser utilizado como fíler em misturas asfálticas. O resíduo pó de areia foi utilizado como fíler em mistura asfáltica tipo CBUQ, em substituição ao cimento Portland CP II usado na cidade de Manaus. A reutilização destes resíduos industriais traz benefícios ambientais, pois auxilia a questão de deposição destes rejeitos. Todas as misturas foram caracterizadas mecanicamente através dos ensaios de Módulo de Resiliência, Resistência à Tração estática por compressão diametral, fadiga por compressão diametral à tensão controlada e compressão axial estática (creep estático). Os resultados obtidos demonstraram que a adição do resíduo industrial estudado em mistura asfáltica aumenta o consumo de ligante da mistura. Os resultados dos ensaios mostram desempenho adequado da mistura confeccionada com o pó de areia.

Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento à fadiga de algumas misturas asfálticas, à luz de resultados de ensaios de fadiga por compressão diametral à tensão controlada, realizados em corpos-de-prova, considerando-se a variação de dois fatores: tipo de asfalto e volume de vazios. Para mesmo agregado (basáltico) e mesma faixa granulométrica (centro da faixa C do DNER) foram moldados, segundo os procedimentos do método Marshall, corpos-de-prova com três tipos de ligantes, sendo um asfalto convencional (CAP 20), um asfalto modificado com polímero (CAP 20 + SBS) e um asfalto modificado com borracha reciclada de pneus (CAP + BRP), em três diferentes volumes de vazios 3, 4 e 5%. São apresentados resultados dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e de fadiga. Os modelos de fadiga são apresentados em função das diferenças de tensões e de deformações. Para avaliar o desempenho relativo das misturas, foram simuladas estruturas de pavimentos, dimensionadas pelo método do DNER, para as quais foram determinadas as tensões e deformações atuantes que, por sua vez, foram utilizadas nos modelos de fadiga com a finalidade de determinar as vidas de fadiga. Os resultados indicam que, para maioria dos casos estudados, as misturas com o CAP 20 + SBS apresentaram melhor desempenho (maior vida de fadiga), seguidas pelas com CAP 20 + BRP e, por último, pelas com CAP 20 / The purpose of this research is to evaluate the fatigue behavior of some asphalt mixtures, by means of indirect tensile tests with controlled stress. In order to evaluate different asphalt mixtures, it was molded specimens according to Marshall design method, considering the variation of two factors: asphalt type and air voids. Asphalt concrete specimens were molded with three types of asphalt (conventional, polymer modified and asphalt rubber) and three air void content (3, 4 and 5%), with the same aggregate (basaltic) and same gradation (center of DNER C gradation). Test results of indirect tensile strength, resilient modulus and fatigue are presented. The fatigue models are constructed in function of the differences of stress and strain. The fatigue behavior of asphalt mixtures was evaluated based on pavement structures (designed according to DNER standards) and stresses and strains estimated with aid of ELSYM5 program. The results indicated that, for almost all studied cases, mixtures with polymer modified asphalt (CAP 20 + SBS) had presented fatigue life higher than the other ones, followed by the ones with asphalt rubber (CAP 20 + BRP) and with conventional asphalt (CAP 20)

Apresentam-se os resultados de uma investigação sobre os fatores que influem no comportamento de revestimentos asfálticos em relação à deformação permanente, avaliado através dos ensaios de fluência por compressão uniaxial estática e dinâmica, realizados em corpos-de-prova moldados segundo as normas do ensaio Marshall. Os fatores selecionados para estudo foram o tipo de asfalto, a distribuição granulométrica do agregado, o teor de asfalto utilizado na mistura e a tensão utilizada para realização dos ensaios de fluência. Foram testados três tipos de asfalto, CAP-20 convencional, CAP-20 modificado com 4,5% de polímero SBS e CAP-20 modificado com 20% de borracha reciclada de pneu, utilizados em quatro teores. A definição dos teores asfálticos utilizados foi realizada a partir de seis dosagens Marshall iniciais, correspondentes às combinações dos três tipos de asfalto e das duas distribuições granulométricas adotadas, referentes aos centros da faixas B e C do DNER-ES 313/97. Os ensaios de fluência foram realizados sob três diferentes tensões, 0,1 MPa, 0,4 MPa e 0,7 MPa. Para avaliação dos efeitos das variações dos fatores citados no comportamento das misturas foi empregada a técnica de planejamento e análise de experimentos fatoriais fracionários assimétricos. Modelos estatísticos, referentes ao comportamento das misturas asfálticas avaliadas com os ensaios de fluência estática e dinâmica, foram obtidos com razoáveis coeficientes de determinação. / This work presents research results about influential factors in the permanent deformation behavior of asphalt mixes, evaluated through static and dynamic uniaxial creep tests, accomplished in specimens prepared according to the Marshall mix design method. The selected factors used in the analysis are type of binder, aggregate gradation, binder content and stress level used in the creep tests. Three types of binder were tested, convencional CAP-20, CAP-20 modified with 4,5% of SBS polymer and CAP-20 modified with 20% of recycled tire rubber, used in four binder content. The definition of binder content was accomplished starting from six Marshall method, corresponding to the combinations of the three type of binder and of the two adopted gradations, regarding the centers of the gradations B and C of DNER-ES 313/97. The creep tests were accomplished under three different stress, 0,1 MPa, 0,4 MPa and 0,7 MPa. Design and analysis techniques of fractional factorial experiments were used to evaluate the effects of the variations of the above mentioned factors on the mixture behavior. Statistical models of behavior were obtained with reasonable determination coefficients from the static and dynamic creep test.

O objetivo dessa dissertação é analisar o comportamento de um pavimento com base em solo estabilizado com cal e cinza volante (base pozolânica). O pavimento foi construído em 1985, aproveitando solos próximos à rodovia. Os materiais pozolânicos utilizados foram cinzas volantes originadas na queima do carvão mineral na petroquímica de Triunfo – Rio Grande do Sul - RS, misturadas com cales dolomíticas produzidas à época no Rio Grande do Sul. Na fase inicial da pesquisa a seguir relatada, analisaram-se informações sobre os materiais, estudos das misturas, métodos de dimensionamento bem como das especificações construtivas. O projeto do pavimento foi elaborado e supervisionado pela Fundação de Ciência e Tecnologia – CIENTEC - RS, utilizando um método de dimensionamento baseado na teoria da elasticidade e um método de elementos finitos. Na parte experimental do trabalho, analisaram-se a condição superficial e estrutural do pavimento submetido ao tráfego e as condições ambientais durante 27 anos, através de levantamentos de campo (defeitos superficiais, com cálculo do IGG, e deflexões) e de retiradas de amostras para ensaios laboratoriais de módulo de resiliência e resistência à tração na compressão diametral. Também se realizaram ensaios de difração de raios-X de amostras coletadas no pavimento, visando identificar a formação de produtos cimentantes. De posse dos módulos de resiliência das amostras de campo, calcularam-se as respostas estruturais do pavimento (tensões, deformações e deslocamentos) com as quais se realizaram análises de fadiga da camada estabilizada e de capacidade estrutural do pavimento (resistência a elevadas tensões de tração). Complementarmente, elaboraram-se traços de outras misturas com solo semelhante e cinza volante, empregando cales disponíveis atualmente no mercado, sem obter-se, contudo, as elevadas resistências e módulos das amostras de campo. Globalmente, conclui-se que a estabilização alcalina, com utilização dos solos locais e o aproveitamento de cinza volante e acréscimo de cal hidratada, é uma técnica apropriada dos pontos de vista técnico (pavimento de longa durabilidade), econômico (redução de custos de conservação e de custo com transporte de materiais) e ambiental (preservação de jazidas de agregados, aproveitamento de materiais locais e, especialmente, de resíduos abundantes). / This dissertation analyzes the behavior of a pavement with soil-lime-fly ash stabilized base course (pozzolanic base). The pavement was built in Rio Grande do Sul state (RS), southern Brazil, in 1985, with use of local soils. Fly ashes resulting from coal burning in a petrochemical unit were used as pozzolanic materials, mixed to dolomitic limes produced at that time in the state. In the initial stage of the research here reported, data related to materials, stabilized mixes, design methods and construction specifications were analyzed. The pavement was designed and supervised by the State Science and Technology Foundation (CIENTEC – RS), using a design method based on the elasticity theory and the finite element method. In the experimental part of the research, the pavement structural and functional conditions were analyzed, taking into account that it had been loaded by traffic and submitted to environmental changes along 27 years. Field surveys were carried out; surface distresses survey to allow computing a Brazilian Distress Gravity Index (IGG), and surface deflections to evaluate the pavement bearing capacity. Samples were cored from the asphalt mixture wearing course and form the soil-lime-fly ash base course to measure resilient modulus and split tensile strength in laboratory. Besides, X-ray diffraction tests were carried out aiming at identifying new stabilizing compounds in samples of the stabilized base. Using the measured resilient moduli, the pavement structural answers (stresses, strains and deflections) were computed. Both the fatigue life of the pozzolanic base and the pavement bearing capacity (capacity of resisting high tensile stresses) were analyzed. In addition, new soil-lime-fly ash mixtures were designed using limes presently available in the state and elsewhere; however the achieved strength and modulus values were quite lower than those measured in field samples. All in all it is concluded that the alkaline stabilization, using local soils and fly ashes and hydrated lime , is a satisfactory technique form technical (long-lasting pavement), economical (reducing both the costs of material transportation and pavement maintenance) and environmental (use of local materials, especially abundant wastes and preservation of non-renewable aggregates sources) points-of-view.

Na década de 1970, foi adotado para o projeto de pavimentos na França o princípio da “dissociação de funções das camadas do revestimento”. Principalmente foram destacados os parâmetros funcionais de conforto, segurança e redução do ruído à camada de rolamento/desgaste e estabelecidos maiores requisitos estruturais para as camadas subjacentes do pavimento. Destacam-se pelo seu uso corrente na França, Inglaterra, Alemanha, Espanha e EUA, para a camada de rolamento em vias de tráfego intenso e/ou pesado, os revestimentos asfálticos delgados e ultra delgados, produzidos e aplicados a quente, envolvendo o emprego de misturas com graduação descontínua. Essas misturas são empregadas principalmente para proteger a estrutura do pavimento e proporcionar maior segurança, qualidade de rolamento e redução do ruído do tráfego, isto é, preservar/melhorar a funcionalidade da rodovia, cabendo às camadas subjacentes do pavimento desempenhar adequadamente a função estrutural para resistir às cargas de tráfego. Esta pesquisa apresenta os procedimentos executivos de laboratório e de campo, bem como os resultados do estudo de dosagem e ao monitoramento das características funcionais de um revestimento asfáltico ultra delgado, composto por uma mistura asfáltica descontínua a quente e uma membrana elástica, num trecho experimental em rodovia de alto tráfego no Sul do Brasil. O estudo demonstra que a técnica pode ser utilizada no país para melhorar as condições superficiais do revestimento asfáltico em relação à segurança da via e redução de ruídos causados pelo tráfego ao meio ambiente. / In the 1970s, it was adopted for the design of pavements in France the concept of "separation of functions of wearing courses". Especially prominent were the functional parameters of comfort, safety and noise reduction for wearing courses and greater structural requirements established for the underlying layers of the pavement. For high-traffic highway wearing courses stand out for its current use in France, England, Germany, Spain and the U.S. thin and ultrathin gap-graded hot-mix asphalt. Such mixtures are used primarily to protect the pavement structure and provide greater safety, rolling quality and traffic noise reduction that is, to preserve / enhance the functionality of the highway, leaving the underlying layers of the pavement adequately perform the structural function to resist to traffic loads. The study presents lab and job executive procedures as well as results of mixing asphalt dosage design and monitoring related to the functional characteristics of an ultra-thin hot asphalt wearing course, consisting of a gap-graded asphalt mixture and an elastic membrane, carried out in a high-traffic highway trial. The survey shows that the technique can be used in Brazilian roads to improve the wearing course conditions regarding road safety and traffic noise reduction to the environment.

O fenômeno de fadiga é caracterizado pela deterioração estrutural que um material está sujeito quando submetido a um estado de tensões e de deformações repetidas, resultando assim, em um trincamento do pavimento, que pode até culminar na sua ruptura após um número suficiente de repetições de carregamento. Este processo é considerado como sendo a perda de resistência do material quando solicitado por uma carga repetida. Conhecer a resistência à fadiga de misturas asfálticas torna-se relevante para a formulação das misturas, para o dimensionamento de uma estrutura ou para a escolha de uma adequada solução em uma obra de recuperação do pavimento de uma rodovia. O ensaio laboratorial mais utilizado no Brasil para analisar a fadiga de misturas é o de tração indireta por compressão diametral em corpos de prova cilíndricos, contudo este ensaio apresenta algumas variáveis que diferenciam os resultados obtidos em laboratório com a realidade apresentada em campo. Neste sentido, o presente trabalho analisou o comportamento à fadiga, através do ensaio de flexão em viga quatro pontos, de duas misturas asfálticas: concreto asfáltico com ligante modificado por polímero (COMPAFLEX 60/85) e concreto asfáltico com ligante modificado por polímero e adição de TLA (CAP TLA FLEX). Para obter as vigas de mistura asfáltica optou-se por utilizar uma metodologia de moldagem e compactação das placas em uma usina de asfalto. Após este processo as placas foram serradas para obtenção das vigas nos tamanhos definidos, sendo estas amostras ensaiadas para verificação da densidade aparente e grau de compactação. Com o intuito de atingir o objetivo proposto foram realizados ensaios de fadiga à flexão em quatro pontos, sob modo de carregamento à deformação e tensão controlada, ensaios de fadiga por compressão diametral (tensão controlada) e ensaios de resistência à tração, sendo estes realizados à temperatura de 25°C. Também foi determinado o módulo dinâmico das misturas estudadas para as temperaturas de 15°C, 20°C e 25°C. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia escolhida para a moldagem e compactação das placas foi adequada, pois as amostras apresentaram valores de volume de vazios, densidade aparente e grau de compactação semelhantes aos estabelecidos nos projetos das misturas. Em relação aos resultados obtidos nos ensaios de fadiga por compressão diametral a mistura CA-TLA obteve valores de vida de fadiga superiores em relação à mistura CA-E, enquanto no ensaio de flexão em quatro pontos, à deformação controlada, a mistura CA-E apresentou maiores vidas de fadiga. Os resultados dos ensaios de módulo dinâmico das misturas CA-TLA e CA-E foram apresentados através das representações clássicas nas curvas isotérmica, frequência‐temperatura, isócrona, espaço de Black e plano cole‐cole, mostrando que a mistura CA-TLA apresentou maior rigidez em relação a mistura CA-E. / The phenomenon of fatigue is characterized by structural deterioration when a material is subjected to a state of repeated stress and strain cycles, thus resulting in cracking of the pavement which may even result in its failure after a sufficient number of load repetitions. Considering the fatigue resistance of asphalt mixtures becomes relevant for the formulation of mixes, for the design of a pavement structure or for choosing an adequate solution for pavement rehabilitation in highways. The laboratory test commonly employed in Brazil to analyze the fatigue life of asphalt mixes is the indirect tensile test by diametrical compression in cylindrical specimens. However, this test presents some variables that differentiate the results obtained in laboratory with the in situ loading conditions. In this sense, the present work examined the fatigue behavior, through the four points bending beam test, in two asphalt mixtures: asphalt concrete with binder modified by polymer (COMPAFLEX 60/85) and asphalt concrete with binder modified by polymer and TLA (CAP TLA FLEX) addition. To obtain the beams of asphalt mixture, it was chosen to use a methodology of molding and compaction of the slabs in an asphalt plant, after this process the slabs were sawn in order to obtain the beams in set sizes, and these samples tested to verify the apparent density and degree of compaction. For the research, flexural fatigue tests were conducted in four points bending beam under controlled strain and stress modes, fatigue tests by diametrical compression (stress controlled) and tensile strength tests, all these conducted at a temperature of 25°C. It was also determined dynamic modulus of the mixtures at temperatures of 15°C, 20°C and 25°C. The results show that the methodology chosen for molding and compaction of the plates were appropriate because the samples showed targeted values of void volume, bulk density and degree of compaction, similar to those established in the mix design. Regarding the results obtained in fatigue tests by diametrical compression the mixture CA-TLA obtained values higher fatigue life compared to the mix CA-E, while in the bending test on four points, the controlled deformation, the mixture CA-E showed higher fatigue lifes. The test results of dynamic modulus of mixtures CA-TLA and CA-E were presented through classical representations of the isotherm curves, frequencytemperature, isochrone, Black space and cole-cole plane, showing that mixture CA-TLA presented higher stiffness in relation to mixture CA-E.

Nos últimos anos tem havido uma crescente preocupação com o meio ambiente. Dentro deste contexto, surgiram as misturas asfálticas mornas que, devido à diminuição de temperatura na usinagem e na compactação, têm impacto positivo não só sobre a poluição ambiental, mas também sobre o consumo energético. Este estudo compara o comportamento de misturas asfálticas mornas (com aditivo surfactante) com o de misturas similares usinadas a quente (convencionais), por meio de ensaios laboratoriais de compactação, de propriedades mecânicas, além de testes complementares. Os resultados apontam que não há necessidade de alteração do método de dosagem convencional para as misturas mornas, e que o teor de ligante de projeto das misturas mornas deve ser mantido igual à da similar a quente. Porém, os resultados dependem muito do tipo de ligante, do teor de asfalto utilizado e do nível de diminuição da temperatura de usinagem e compactação. O controle da temperatura e a magnitude de sua redução demonstraram ser essenciais na qualidade final da mistura morna nesta tecnologia. Além disso, tem-se o acompanhamento de dois trechos experimentais, onde não foram verificadas dificuldades complementares de usinagem e de execução em pista. Os resultados de controle tecnológico da obra e de avaliação dos aspectos de superfície nos trechos com mistura morna se mostraram similares aos das técnicas a quente. Foram analisadas as emissões de poluentes (HPAs prioritários no material particulado) de misturas asfálticas mornas e a quente, tanto no programa laboratorial, quanto em usina e em pista, por ocasião da execução de um dos trechos experimentais. Os resultados indicaram que houve redução em cerca de três vezes do total destes poluentes com as misturas mornas. Visualmente também foi constatada uma diminuição expressiva dos fumos de asfalto com a mistura morna em campo. Por fim, estimou-se que há uma economia significativa do consumo de combustíveis com a redução da temperatura de secagem e aquecimento dos agregados em usina com as misturas mornas. Deste modo, o trabalho demonstra, pelas propriedades físicas e mecânicas avaliadas em laboratório e em campo, que a qualidade das misturas asfálticas mornas é similar às das usinadas a quente, com os benefícios da redução das emissões de poluentes e da economia de energia. / In the last years there has been an increasing concern for the environment. In this context, warm mixes asphalt was developed with positive impact not only on the environmental pollution, but also on the energy consumption, due to the reduction of mixing and compaction temperatures. This work compares the behavior of warm mixes asphalts (with surfactant additive) with similar hot mixes asphalt (conventional ones), through compaction and mechanical properties, as well as additional tests, in laboratory. The results indicate that it is not necessary to change the conventional asphalt mix design for warm mixes, and also that the optimum asphalt content in the warm mixes should be maintained similar to the hot mixes. However, the results are dependent on the asphalt type, the asphalt content, and the level of mixing and compaction temperature reduction. The temperature control and the magnitude of its reduction are essential for the final quality of the warm mix in this technology. Besides, two test tracks were monitored, where there were no additional difficulties during the mixing procedure and in the construction site. The results of the field control and the evaluation of the pavement surface in the warm mix test tracks were similar to the hot mix techniques. Pollutants emissions (priority PAH on the particulate matter) from warm and hot mixes asphalt mixes were analyzed, in the laboratory, in the mixing plant and in the field, during one of the test tracks construction. The results demonstrated that there was a reduction of about three times on the total amount of these pollutants with the warm mixes. Visually, it was also verified that there was a large reduction of asphalt fumes with the warm mix in the field. Finally, it was estimated that there are significant energy savings when reducing drying and heating temperatures of the aggregates in the mixing plant with warm mixes. Thus, this work shows, through the physical and mechanical properties evaluated in the laboratory and in the field, that the quality of warm mixes is similar to the hot mixes, with the benefits of reducing pollutant emissions and saving energy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Road transport is of great importance for many countries, in Brazil it can be even more extreme, by excessive movement of cargo through this modal. We know that the maintenance costs of roads are high, forcing researchers to find always new alternatives to improve the use of materials, reduce energy consumption, speed up restoration interventions, among others. The goal of this study is to evaluate the behavior of conventional asphalt mixtures of polymers and modified for resistance and deformability. For this study, we used a crushed mineral aggregate skeleton of volcanic origin with framed particle size in the range of C DNIT, coming from the quarry of Santo Antonio da Patrulha RS. 4 types of asphalt binders were used, the CAP 50/70, the TLA CAP, the CAP 60/85 and the TLA FLEX, and the latter two are modified polymers. Compression was done according to Superpave methodology. Tests were carried out to check the mechanical behavior (test Tensile Strength for Diametral Compression (RT) assay Resilience Module (MR) and Dynamic Module test Uniaxial) and later held one performance analysis of mixtures studied by AASHTOWare software. From these investigations it was possible to verify the behavior of the mixtures studied for their resistance, deformability and especially as its durability. It can be said that the choice of the mixture to be used will depend on its applicability. The tests showed that mixtures with TLA Flex achieved the best results, a fact that was confirmed by performance analysis that demonstrated the mixture of TLA Flex with a thickness of 18 cm coating meets all requirements evaluated. / O transporte rodoviário é de grande importância para muitos países, no Brasil isso pode ser ainda mais extremo, pelo excesso de movimentação das cargas através deste modal. Sabe-se que os custos de manutenção das rodovias são elevados, forçando os pesquisadores a encontrar sempre novas alternativas para melhorar o aproveitamento dos materiais, diminuir o consumo de energia, agilizar as intervenções de restauração, entre outros. O objetivo do presente trabalho é avaliar o comportamento de misturas asfálticas convencionais e modificadas por polímeros quanto à resistência e deformabilidade. Para este estudo foi utilizado um esqueleto mineral agregado britado de origem vulcânica com granulometria enquadrada na Faixa C do DNIT, advindos da pedreira de Santo Antônio da Patrulha, RS. Foram utilizados 4 tipos de ligantes asfálticos, o CAP 50/70, o CAP TLA, o CAP 60/85 e o TLA FLEX. A dosagem e compactação foram feitas segundo a metodologia SUPERPAVE. Foram realizados ensaios para verificação do comportamento mecânico (ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT), ensaio de Módulo de Resiliência (MR) e ensaio de Módulo Dinâmico Uniaxial) e posteriormente realizada uma análise desempenho das misturas estudadas através do software AASHTOWare. A partir destas investigações foi possível verificar o comportamento das misturas estudadas quanto a sua resistência, deformabilidade e principalmente quanto ao seu desempenho. Pode-se afirmar que a escolha da mistura a ser utilizada dependerá do cumprimento de uma série de quesitos de projeto. Os ensaios evidenciaram que as misturas com TLA Flex obtiveram os melhores resultados, fato este que foi confirmado através da análise de desempenho que comprovou que esta mistura, com espessura de 18 cm de revestimento cumpre com todos os requisitos de projeto.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-16T22:04:22Z No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T22:04:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEOVANESA RÉGIS CARVALHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 2847549 bytes, checksum: bebe69c78ee7035f4b1727ad4e6f1ce9 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Capes / No setor de pavimentação asfáltica, a emissão de gases-estufa para a atmosfera é decorrente principalmente das altas temperaturas de mistura e compactação. A tecnologia de Misturas Asfálticas Mornas (MAMs), se apresenta como um processo alternativo de fabricação das misturas asfálticas, pois as mesmas proporcionam uma redução das altas temperaturas de mistura e compactação, propiciando benefícios de sustentabilidade evidentes a curto, médio e longo prazo, possíveis de agrupar em vantagens sociais, econômicas e ambientais. Esta pesquisa tem por objetivo estudar as propriedades físicas e mecânicas de misturas asfálticas com ligante modificado pela adição do óleo de girassol. O óleo de girassol, aditivo utilizado nesta pesquisa, foi adotado em virtude de o mesmo encontrar-se entre as quatro oleaginosas mais consumidas mundialmente, respondendo pelo equivalente a 8,74% do consumo total de óleos vegetais segundo os usos alimentar e industrial. O óleo de girassol foi adicionado ao ligante asfáltico nos teores de 1, 2 e 3%. Para a avaliação das propriedades físicas do ligante asfáltico com e sem o aditivo, foram realizados os ensaios físicos de: penetração, ponto de amolecimento e o ensaio de Espectroscopia Infra Vermelho por Transformada de Fourier (FTIR) antes e após o procedimento de Rolling Thin-Film Oven (RTFO), além do ensaio reológico de viscosidade rotacional. Para a caracterização mecânica das misturas asfálticas dosadas a partir da metodologia SUperior PERforming asphalt PAVEments (SUPERPAVE), foram realizados os ensaios de: Flow Number, Lottman Modificado, Módulo de Resiliência, Resistência à Tração e Vida de Fadiga. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação do óleo de girassol ao ligante asfáltico, pois possibilitou a vantagem de reduzir as temperaturas de mistura e compactação em até 6ºC, porém, esta redução, não possibilita a classificação do ligante modificado em uma típica MAM. Contudo, as misturas produzidas com ligante modificado proporcionaram um aumento da lubricidade e da resistência ao dano por umidade, contribuindo para adesividade e coesão da mistura asfáltica e ainda apresentaram um maior limite de resistência à fadiga. Os corpos de prova moldados com a adição de 2% do aditivo, apresentaram propriedades mecânicas e volumétricas satisfatórias em relação aos critérios preconizados pelas normas adotadas. / In the asphalt pavement sector, the emission of greenhouse gases to atmosphere is mainly due to high temperatures of mixing and compaction. The Warm Mix Asphalt (WMA) technology is an alternative process of manufacturing the asphalt mixtures. This technology provides reduction of the high temperatures of mixing and compaction and provide sustainable benefits in short, medium and long term to social, economic and environmental advantages. This research aims to study the physical and mechanical properties of asphalt mixtures with modified binder by the addition of sunflower oil. Sunflower oil, additive used in this research, was adopted because it is among the four most consumed oleaginous plants worldwide. Sunflower oil accounting for the equivalent of 8.74% of the total consumption of vegetable oils in food and industrial uses. The sunflower oil was added to the asphaltic binder in the contents of 1, 2 and 3%. In order to evaluate the physical properties of the asphalt binder with and without the additive, the physical tests of penetration, softening point and the Fourier Transformed Infra Red (FTIR) test were performed before and after the Rolling Thin-Film Oven (RTFO) in addition to the rheological test of rotational viscosity. For the mechanical characterization of asphalt mixtures dosed by SUperior PERforming Asphalt PAVEments (SUPERPAVE), the following tests were performed: Flow Number, Modified Lottman, Resilience Modulus, Tensile Strength and Fatigue Life. The results indicated technical feasibility of sunflower oil incorporation to the asphalt binder. Sunflower oil provided advantages as reducing the mixing and compacting temperatures up to 6ºC. However, this reduction does not allow classify modified binder as a typical WMA. However, mixtures produced with modified binder provided a greater increase in lubricity and resistance to moisture damage, contributing to tackiness and cohesion of the asphalt mixture and still provided an increase in fatigue strength. The specimens molded with the addition of 2% of the additive had satisfactory mechanical and volumetric properties in relation to the criteria recommended by the adopted standards.

Na década de 1970, foi adotado para o projeto de pavimentos na França o princípio da “dissociação de funções das camadas do revestimento”. Principalmente foram destacados os parâmetros funcionais de conforto, segurança e redução do ruído à camada de rolamento/desgaste e estabelecidos maiores requisitos estruturais para as camadas subjacentes do pavimento. Destacam-se pelo seu uso corrente na França, Inglaterra, Alemanha, Espanha e EUA, para a camada de rolamento em vias de tráfego intenso e/ou pesado, os revestimentos asfálticos delgados e ultra delgados, produzidos e aplicados a quente, envolvendo o emprego de misturas com graduação descontínua. Essas misturas são empregadas principalmente para proteger a estrutura do pavimento e proporcionar maior segurança, qualidade de rolamento e redução do ruído do tráfego, isto é, preservar/melhorar a funcionalidade da rodovia, cabendo às camadas subjacentes do pavimento desempenhar adequadamente a função estrutural para resistir às cargas de tráfego. Esta pesquisa apresenta os procedimentos executivos de laboratório e de campo, bem como os resultados do estudo de dosagem e ao monitoramento das características funcionais de um revestimento asfáltico ultra delgado, composto por uma mistura asfáltica descontínua a quente e uma membrana elástica, num trecho experimental em rodovia de alto tráfego no Sul do Brasil. O estudo demonstra que a técnica pode ser utilizada no país para melhorar as condições superficiais do revestimento asfáltico em relação à segurança da via e redução de ruídos causados pelo tráfego ao meio ambiente. / In the 1970s, it was adopted for the design of pavements in France the concept of "separation of functions of wearing courses". Especially prominent were the functional parameters of comfort, safety and noise reduction for wearing courses and greater structural requirements established for the underlying layers of the pavement. For high-traffic highway wearing courses stand out for its current use in France, England, Germany, Spain and the U.S. thin and ultrathin gap-graded hot-mix asphalt. Such mixtures are used primarily to protect the pavement structure and provide greater safety, rolling quality and traffic noise reduction that is, to preserve / enhance the functionality of the highway, leaving the underlying layers of the pavement adequately perform the structural function to resist to traffic loads. The study presents lab and job executive procedures as well as results of mixing asphalt dosage design and monitoring related to the functional characteristics of an ultra-thin hot asphalt wearing course, consisting of a gap-graded asphalt mixture and an elastic membrane, carried out in a high-traffic highway trial. The survey shows that the technique can be used in Brazilian roads to improve the wearing course conditions regarding road safety and traffic noise reduction to the environment.