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Título: Influência da adesividade agregado-ligante no trincamento por fadiga de misturas asfálticas
Autor(es): Lucas Júnior, Jorge Luiz Oliveira
Orientador(es): Soares, Jorge Barbosa
Palavras-chave: Transportes
Misturas de emulsão asfáltica
Pavimentos de asfalto - Fadiga
Adhesiveness
Moisture damage
Asphalt mixture
Fatigue cracks
Data do documento: 16-Mar-2018
Citação: LUCAS JÚNIOR, J. L. O. Influência da adesividade agregado-ligante no trincamento por fadiga de misturas asfálticas. 2018. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: A adesividade agregado-ligante, quando insatisfatória, tem a capacidade de diminuir a vida útil dos pavimentos asfálticos, devido à ação da umidade, podendo atuar com um catalisador para o aparecimento de outros defeitos que afetam o revestimento asfáltico, como o trincamento por fadiga. O objetivo desta pesquisa foi estudar a influência da adesividade no trincamento por fadiga do revestimento asfáltico. Investigou-se a adesividade sob a óptica das propriedades físico-químicas dos agregados com um ligante puro e com um ligante modificado por aditivo melhorador de adesividade. Uma mistura adicional foi utilizada para avaliar o potencial uso de resíduos plásticos como melhorador de adesividade. Foi desenvolvido um método de Processamento Digital de Imagens para tornar o resultado do ensaio tradicional de adesividade quantitativo. O efeito da umidade foi investigado pelo ensaio de Dano por Umidade Induzida e por meio do ensaio de arrancamento Asphalt Bond Strength. As propriedades de forma dos agregados foram medidas no Aggregate Imaging Measurement System. A caracterização de rigidez foi realizada por meio do ensaio de Módulo Dinâmico por Compressão Axial e para a modelagem viscoelástica linear utilizou-se o modelo 2S2P1D. A fadiga das misturas asfálticas foi investigada em laboratório pelo ensaio Cíclico de Tração/Compressão Uniaxial utilizando o protocolo S-VECD. A angularidade, a textura e a porosidade dos agregados não mostraram boas correlações com a adesividade. Por outro lado, a composição de sílica e de óxido de cálcio dos agregados apresentaram boas correlações com os resultados de adesividade, assim como o resultado do dano por umidade induzida. Os resíduos plásticos proporcionaram resultados de adesividade e dano por umidade melhores se comparados à mistura de controle. Os resultados do ensaio de arrancamento mostraram que o melhorador de adesividade produziu melhor resposta que as misturas puras em amostras condicionadas à umidade por 12 h. Quanto a caracterização de rigidez as misturas com ligante puro apresentaram valores mais elevados de módulo dinâmico |E*| a temperaturas mais baixas, enquanto que a temperaturas médias e altas o aditivo produziu incremento no |E*| das misturas analisadas. As curvas de fadiga mostraram que para uma mesma condição de dano acumulado, a integridade do material se manteve maior nas misturas com determinado tipo de agregado e com ligante puro em relação as misturas com ligante com aditivo. A simulação de fadiga mostrou que as misturas com melhor adesividade tiveram maior vida de fadiga, inferindo-se que o aditivo melhorador de adesividade teve impacto positivo na vida de fadiga das misturas asfálticas analisadas.
Abstract: The unsatisfactory aggregate-binder adhesiveness can shorten the service life of asphalt pavements due to the action of moisture, it may speeds the appearance of other defects such as fatigue cracking. The objective of this research was to study the influence of adhesiveness upon fatigue cracking of the asphalt coating. The adhesiveness was investigated from the viewpoint of the physicochemical properties of the aggregates with a pure binder and a binder modified by antistripping agent. An additional mixture investigated with the purpose of evaluating the potential use of plastic bags as an adhesiveness improver. A Digital Image Processing method was developed to make the result of the traditional adhesion test quantitative. The effect of moisture was investigated by the Moisture Induced-Damage test and by the Asphalt Bond Strength pullout test. The shape properties of the aggregates were measured in the Aggregate Image Measurement System. The stiffness characterization was performed using the Axial Compression Dynamic Modulus test and the 2S2P1D model was used for linear viscoelastic modeling. The fatigue of the asphalt mixtures was investigated under a Uniaxial Tension/Compression Cyclic test using the S-VECD protocol. Angularity, texture and porosity of the aggregates not show good correlations with the adhesiveness. On the other hand, iron and calcium oxide content of the aggregates showed good correlations with the adhesiveness, as well as the result of the induced moisture damage. Plastic bags provided better adhesion and moisture damage results when compared to control mixtures. The pullout test results showed that the antistripping produced better response than the pure binder in samples conditioned to moisture for 12 h. As for the characterization of stiffness the pure binder mixtures showed higher values of dynamic modulus |E*| at lower temperatures, while at medium and high temperatures the antistripping produced an increase in |E*| of the analyzed mixtures. The fatigue curves showed that for the same condition of accumulated damage, the integrity of the material remained higher in the mixtures with a specific aggregate in comparison to other and with pure binder comparison the antistripping analyzed. Fatigue simulation showed that the mixtures with better adhesiveness had a longer fatigue life, with the conclusion that the adhesion improver had a positive impact on the fatigue life of the asphalt mixtures analyzed.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34068
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