Avaliação da influência da ação da água e da temperatura no comportamento reológico e no desempenho mecânico das misturas asfálticas

Abstract

Esta pesquisa aborda a incidência do efeito da água e da temperatura no comportamento reológico e no desempenho mecânico das misturas asfálticas em relação à vida útil do pavimento asfáltico. A ação da água é analisada sob dois aspectos: primeiro, o seu efeito quase imediato, através dos ensaios com imersão em água; e, segundo, seu efeito em longo prazo, por meio de condicionamento alternado, que consiste em submeter os Corpos de Prova (CPs) a um prévio condicionamento de ciclos de imersão em água a 60°C, por 18 horas, e de secagem na estufa a 60°C, por 6 horas, durante 5 ciclos. Por conseguinte, comparam-se esses resultados com os obtidos com CPs ensaiados sem condicionamento e sem imersão. Para atingir os objetivos da pesquisa, são formuladas duas misturas, com a mesma curva granulométrica, o mesmo teor de ligante e o mesmo ligante asfáltico de consistência por penetração 30-45, sendo este uma mistura modificada com o polímero PR PLAST S. Essas misturas são submetidas a avaliações preliminares nos ensaios da PCG, de Lottman Modificado, de Deformação Permanente, e são seguidos a caracterização reológica e o desempenho mecânico através de execuções dos ensaios de módulo complexo e de Fadiga, respectivamente, em flexão alternada de dois (2) pontos (2PB), com CPs trapezoidais. No ensaio de fadiga, os testes são realizados em duas temperaturas, uma de referência (normativa) e outra encontrada na representação gráfica de módulo complexo no plano Cole-Cole, em que a parte imaginária (viscosa) é maior. A avaliação e a verificação das misturas asfálticas quanto ao efeito da ação da água e da ação da temperatura viabilizam a aplicação do modelo do comportamento reológico de Huet-Sayegh e corn incremento do fator dano (D). avaliando-se o efeito decisivo da ação da água e da temperatura. Desse modo, possibilita-se efetuar a simulação hipotética do dimensionamento sob duas estruturas de pavimento, utilizando software Viscoroute, que contempla os parâmetros viscoelásticos dos materiais obtidos no modelo de Huet-Sayegh. Os resultados obtidos evidenciam a necessidade de se levar em consideração as ações da água e da temperatura no projeto de dimensionamento de pavimento de concreto asfálticos, bem como na previsão da vida útil das misturas asfálticas na estrutura de pavimento rodoviário, notadamente em regiões de clima tropical e subtropical.

Abstract : This research deals with the effect of water and temperature on rheological behavior and mechanical performance of asphalt mixtures in relation to the useful life of asphalt pavement. The action of water is analyzed under two aspects: first, its effect of the water action almost immediately, through the tests with immersion in water; and second. its effect in long stated period, by means of conditioning alternated, which consists of subjecting the conditioning specimens (CPs) to preview conditioning immersion cycles in water at 60°C for 18 hours and drying in the oven at 60°C for 6 hours for 5 cycles. Therefore, these results are compared with those obtained with CPs tested without conditioning and without immersion. In order to achieve the objectives of the research, two mixtures with the same grain size curve, the same binder content and the same 30-45 penetration asphalt binder are formulated and a modified asphalt mixture is mixed with the PR PLAST S polymer. The mixtures are submitted preliminary evaluations in the Modified Lottman Modified, PCG tests. Permanent Deformation and followed the rheological characterization and mechanical performance by performing Complex Module and Fatigue tests, respectively, in alternating 2-point (2PB) flexion with trapezoidal specimen. In the fatigue test, the tests are performed at two temperatures, one reference (normative) and another one found in the graphical representation of the complex module in the Cole-Cole plane, in which the imaginary pan (viscous) is larger. The evaluation and verification of the asphalt mixtures on the effect of the water action and the temperature make possible the application of the Huet Sayegh rheological behavior model and increase the damage factor (D), evaluating the decisive effect of the water action and temperature. In this way, it is possible to hypothetically simulate the design under two pavement structures using Viscoroute software, which takes into account the viscoelastic behavior parameters obtained in the Huet-Sayegh model. The results obtained evidenced the need to take into account the actions of water and temperature in the design of asphaltic concrete pavement, as well as in the prediction of the useful life of the asphalt mixtures in the road pavement structure, especially in regions of tropical climate. The results show the need to take into account the action of water and temperature in the design of asphaltic concrete layer thicknesses as well as in the prediction of their useful life in road pavement structure, especially in regions with a tropical and subtropical climate.