Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Large Stone Asphalt Mixture (LSAM)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Beja, Igor Amorim
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39995
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2020.
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spelling Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Large Stone Asphalt Mixture (LSAM)Misturas asfálticasFadigaMódulo dinâmicoComportamento mecânicoDeformação permanenteTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2020.O uso de misturas asfálticas data do fim do século XIX, e ao longo das décadas seguintes sofreu evoluções técnica e teórica apoiado pelo dinamismo econômico e social. Tradicionalmente no Brasil têm-se utilizado misturas asfálticas com tamanho máximo nominal (TMN) de 9,5 mm, 12,5 mm e 19,0 mm. Projetos com diâmetros superiores ou iguais a uma polegada (25,4 mm) são considerados no EUA como Large Stone Asphalt Mixture (LSAM). Há relatos que este tipo de mistura é adequado ao combate da deformação permanente em caso de vias que demandam de tráfego pesado e que apresentam falência estrutural com esta característica. Neste contexto a presente pesquisa, avalia-se o comportamento mecânico de misturas com TMN igual a 25,0 mm em comparação com misturas de 19,0 mm. Três dosagens foram propostas de maneira a verificar seus efeitos inerentes aos parâmetros volumétricos. Ensaios como fluência estática, fluência dinâmica, deformação permanente por formação de trilha de roda francesa, módulo dinâmico, e resistência ao trincamento por vigota de quatro pontos foram utilizados para caracterização quanto ao comportamento mecânico da mistura. Uma modelagem numérica foi conduzida com base em método dos elementos finitos para verificar os efeitos dos comportamentos elástico-linear e viscoelástico linear de ambas as misturas em estruturas típicas de pavimento, simuladas no contexto da realidade nacional. Os resultados apontam que o TMN possui efeitos quanto às características volumétricas e no campo das propriedades no regime da viscoelasticidade linear (módulo dinâmico, ângulo de fase e relaxação). As misturas avaliadas resistiram à deformação permanente quando ensaiadas sob fluência estática e dinâmica. Porém a mistura LSAM foi a única a resistir a esforços do afundamento de trilha de roda francesa. A mistura LSAM é suscetível ao trincamento por fadiga segundo a avaliação da mecânica da fratura e da teoria do dano contínuo. Entretanto, a mistura LSAM gerou menor deformação de tração horizontal, para as simulações numéricas com esforços dinâmicos. O modelo constitutivo viscoelástico linear do material, implica em menor magnitude de deformações de tração horizontal. O estudo reforça que as misturas do tipo LSAM são promissoras para o combate à deformação permanente, e objeto de pesquisa para futuros avanços associadas à mecânica dos pavimentos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).The utilization of asphalt mixtures came since 19th century and after several decades with economic and social grow in societies, the material has experienced technical development. In Brazil, the majority of asphalt mixtures was designed with nominal maximum aggregate size (NMAS) with 9,5 to 19,0mm. Projects with aggregate maximum size equal or upper to one inch are known as Large Stone Asphalt Mixture in the United States. Researches showed that this type of mixture improves rutting resistance and it is indicated to heavy-duty traffic. This research aims to evaluate the mechanical behavior of 25,0mm NMAS in comparison with a common asphalt mixture 19,0 mm NMAS, applied as binder in Brazil. Three different dosage procedures were promoted in order to verify the effects in volumetric parameters. Also the mechanical characterization was performed with several trial tests such as: static creep, dynamic creep, French wheel track device, dynamic modulus, and four-point bending fatigue test. Linear elastic and linear viscoelastic numerical approaches by finite element method were performed over typical Brazilian pavement structures. The NMAS affect the volumetric parameter and also influences the viscoelastic properties measured. Both mixtures resist to permanent deformation when measured by static and dynamic creep. However only LSAM mixtures resist to French wheel rutting analysis. The LSAM mixture is susceptible to fatigue cracking, as reported by fatigue mechanics and continuum damage mechanics analysis. On the other hand, the LSAM mixtures results in lesser horizontal tensile strain and it is associated with constitutive behavior measured in laboratory, which generates a lesser damage rate, by numerical approaches. The research confirms that the LSAM mixtures type could solve rutting problems, and is an interesting material for future research to access advances in pavement mechanics.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em GeotecniaFarias, Márcio Muniz deigorabeja@hotmail.comBeja, Igor Amorim2021-01-29T15:22:47Z2021-01-29T15:22:47Z2021-01-292020-08-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfBEJA, Igor Amorim. Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Large Stone Asphalt Mixture (LSAM). 2020. xvii, 153 f., il. Tese (Doutorado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/39995A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-20T16:47:49Zoai:repositorio.unb.br:10482/39995Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-20T16:47:49Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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