1. relatório número - antt · relatório final - determinação da resistência à fadiga de...

Relatório Final - Determinação da resistência à fadiga de misturas asfálticas

1

1. Relatório Número:

CCR-ND-FAD- RTF-JAN/2015 2. Data do Relatório: 3. Folhas:

Janeiro de 2015 190

4. Título da Pesquisa: “Determinação da Resistência à Fadiga de Misturas Asfálticas a partir de dois métodos de ensaio com diferentes tipos de asfalto”

5. Responsável pela coordenação da pesquisa:

6. Relatório Elaborado para:

Centro de Pesquisas Rodoviárias (CPR) da Concessionária NovaDutra, do Grupo CCR

Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT)

7. Relatório preparado por:

Luis Miguel Gutiérrez Klinsky (CPR) Valéria C. de Faria (CPR) Rodrigo Barella (Asfálticos)

8. Resumo: O trincamento por fadiga dos revestimentos asfálticos é um dos principais mecanismos de deterioração dos pavimentos. São vários os fatores que podem influenciar neste fenômeno, tais como a seleção dos materiais, os métodos construtivos, o meio ambiente e o carregamento do tráfego. Com relação à seleção dos materiais, sabe-se que o tipo de ligante asfáltico desempenha um papel fundamental no comportamento mecânico das misturas asfálticas. Assim, neste estudo foi avaliada a influência de cinco tipos de ligantes asfálticos na vida de fadiga das misturas asfálticas. Os ligantes asfálticos utilizados foram um CAP30/45, um ligante asfáltico modificado por borracha, dois ligantes asfálticos modificados por polímero e um ligante asfáltico de alto módulo. Também foram utilizadas duas fontes de agregados, oriundos de uma pedreira do Estado de São Paulo e de uma pedreira do Estado do Rio de Janeiro, para atender as especificações de quatro faixas granulométricas. O primeiro dos ensaios utilizados avalia a fadiga por meio da ruptura à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos com velocidade controlada. O outro ensaio utilizado utiliza corpos de prova prismáticos aplicando flexão na viga apoiada em quatro pontos, controlando a deformação aplicada na viga. A análise experimental determinou que o tipo de ligante asfáltico utilizado é o principal fator influente na vida de fadiga das misturas asfálticas.

9. Palavras Chave: Misturas asfálticas, fadiga, flexão de viga apoiada em quatro pontos.


2

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 4

1.1. JUSTIFICATIVA ................................................................................................................................................ 5 1.2. OBJETIVO .......................................................................................................................................................... 5 1.3. ORGANIZAÇÃO DO RELATÓRIO ............................................................................................................... 5

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................................................... 7

2.1. FADIGA DE MISTURAS ASFÁLTICAS ....................................................................................................... 7 2.2. MECANISMO DE RUPTURA POR FADIGA DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS ..................................................... 8 2.3. FATORES INFLUENTES NA VIDA DE FADIGA DAS MISTURAS ASFÁLTICAS ..................................................... 11

2.3.1. Efeito do tipo de ligante asfáltico ........................................................................................................ 11 2.3.2. Efeito do teor de ligante asfáltico ........................................................................................................ 11 2.3.3. Efeito do tipo de agregados e da granulometria .......................................................................... 12

2.4. ABORDAGENS UTILIZADAS PARA ESTUDAR A FADIGA DOS MATERIAIS ........................................................ 13 2.4.1. Abordagem fenomenológica .................................................................................................................. 13 2.4.2. Abordagem baseada na energia e energia dissipada ................................................................. 15 2.4.3. Abordagem da mecânica da fratura .................................................................................................. 16

2.5. MÉTODOS DE ENSAIO PARA DETERMINAÇÃO DA VIDA DE FADIGA ..................................... 20 2.5.1. Ensaio de fadiga por tensão controlada ........................................................................................... 21

2.6. MÉTODO DE ENSAIO DE FADIGA DE RUPTURA COM VELOCIDADE CONTROLADA ........................................ 22 2.6.1. Ensaio de Compressão Diametral ........................................................................................................ 22 2.6.2. Aplicação da lei de Fadiga ...................................................................................................................... 24 2.6.3. Módulo Dinâmico ........................................................................................................................................ 30

2.7. MÉTODO DE ENSAIO DE FADIGA COM FOUR POINT BENDING APPARATUS ............................................... 34

3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................................... 40

3.1. MÉTODOS DE ENSAIO ............................................................................................................................... 40 3.1.1. Métodos de ensaio de agregados ......................................................................................................... 40 3.1.2. Métodos de ensaio de ligantes asfálticos .......................................................................................... 41 3.1.3. Métodos de ensaio de misturas asfálticas ........................................................................................ 41 3.1.4. Descrição do ensaio de fadiga por compressão diametral com velocidade controlada......................................................................................................................................................................................... 42 3.1.5. Descrição do ensaio de flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos .......................... 43 3.1.5.1. Moldagem dos Corpos de Prova ........................................................................................................ 43 3.1.5.2. Moldagem dos prismas de misturas asfálticas utilizando o compactador PReSBOX......................................................................................................................................................................................... 44 3.1.5.3. Corte dos prismas para obter as vigotas ....................................................................................... 51 3.1.5.4. Execução do ensaio ................................................................................................................................. 54 3.1.5.5. Componentes do equipamento utilizado no ensaio .................................................................. 55 3.1.5.6. Operação do equipamento .................................................................................................................. 57

3.2. MATERIAIS .................................................................................................................................................... 63 3.2.1. Agregados minerais ................................................................................................................................... 63 3.2.2. Ligantes Asfálticos ...................................................................................................................................... 65

3.3. PLANEJAMENTO LABORATORIAL ....................................................................................................... 68

4. RESULTADOS ........................................................................................................................................ 71

4.1. DOSAGEM DAS MISTURAS ASFÁLTICAS ............................................................................................ 71 4.1.1. Mistura asfáltica Faixa III-DERSA ....................................................................................................... 71 4.1.2. Mistura asfáltica EGL 12,5mm .............................................................................................................. 73


3

4.1.3. Mistura asfáltica EGL 9,5mm ................................................................................................................ 75 4.1.4. Mistura asfáltica Gap Graded ................................................................................................................ 77

4.2. ENSAIO DE FADIGA POR VELOCIDADE CONTROLADA ................................................................ 79 4.2.1. Leis de Fadiga ............................................................................................................................................... 79 4.2.2. Previsão de vida de fadiga para outros níveis de deformação ................................................ 85 4.2.3. Outros parâmetros obtidos no ensaio ................................................................................................ 88

4.3. ENSAIO DE FADIGA POR FLEXÃO CÍCLICA DE VIGA APOIADA EM QUATRO PONTOS ..... 88 4.3.1. Leis de fadiga ................................................................................................................................................ 88 4.3.1.1. Efeito do tipo de ligante asfáltico na vida de fadiga ................................................................ 91 4.3.1.2. Efeito da faixa granulométrica e da fonte de agregados ....................................................... 97 4.3.2. Rigidez na flexão ...................................................................................................................................... 103 4.3.3. Ângulo de fase ........................................................................................................................................... 107 4.3.4. Análises estatísticas ................................................................................................................................ 114

5. ANÁLISES MECANÍSTICAS ............................................................................................................... 117

6. CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................. 137

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 142

ANEXOS ...................................................................................................................................................... 146

ANEXO 1. RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA POR RUPTURA DIAMETRAL COM

VELOCIDADE CONTROLADA ....................................................................................................................... 146 ANEXO 2. RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA FLEXÃO CÍCLICA DE VIGA APOIADA EM

QUATRO PONTOS ............................................................................................................................................. 151


4

RELATÓRIO FINAL

1. INTRODUÇÃO

O surgimento de novos materiais no mercado da pavimentação exige, na atualidade, o

desenvolvimento e a execução de ensaios racionais no laboratório que possibilitem avaliar e

selecionar a melhor solução para cada caso particular. No caso dos revestimentos asfálticos de

pavimentos flexíveis, a seleção adequada do tipo de ligante asfáltico e dos agregados pode

garantir pavimentos mais duráveis e resistentes ao trincamento por fadiga.

O trincamento por fadiga, também conhecido como couro de jacaré, é considerado como um

dos principais mecanismos de deterioração dos revestimentos flexíveis. Basicamente, são

trincas longitudinais que podem ser interconectadas causando a degradação da mistura

asfáltica, sob a ação de carregamentos do tráfego.

Sabe-se que a vida de fadiga das misturas asfálticas é influenciada por diversas variáveis, tais

como as propriedades dos materiais, os parâmetros volumétricos da mistura, as técnicas

construtivas, a solicitação e composição do tráfego, as condições climatológicas, entre outras.

O estudo do mecanismo do dano por fadiga nos revestimentos asfálticos pode ajudar no

desenvolvimento de modelos de previsão de vida de fadiga para diversas misturas asfálticas.

O comportamento de fadiga das misturas asfálticas tem sido estudado por muitas décadas por

diversos pesquisadores. O trincamento por fadiga, na perspectiva de pavimentos asfálticos, é

definida como o dano acumulado devido à ação de carregamentos repetidos com níveis de

tensão inferiores àqueles de ruptura. A aplicação sucessiva de tensões gera um processo de

microfissuração progressiva que culmina no desenvolvimento de fraturas e,

consequentemente, na ruptura do material.

No laboratório, usualmente, a vida de fadiga das misturas asfálticas é avaliada à luz dos

resultados de ensaios em condições de carregamento e temperatura bem controlados. Na

atualidade existem diversos métodos utilizados para estudar em laboratório o mecanismo de

fadiga de misturas asfálticas, por exemplo ensaios de tensão controlada, de deformação

controlada, ensaios de compressão diametral indireta, com corpos de prova no formato

trapezóide em balanço, ensaio por flexão de viga apoiada em quatro pontos.

A qualidade da previsão da vida de fadiga utilizando qualquer um desses métodos depende

diretamente da precisão com a que as condições de carregamento, estado de tensão e


5

temperatura são simuladas. Contudo, apesar da tecnologia atual, ainda é repetir em

laboratório todas as condições de campo.

1.1. JUSTIFICATIVA

Os parâmetros usualmente disponíveis, obtidos nos ensaios de caracterização de ligantes e

naqueles utilizados para a dosagem das misturas asfálticas, não possibilitam a seleção

otimizada com relação ao tipo de mistura asfáltica mais adequada a um determinado projeto,

em vista da falta de uma correspondência direta entre esses parâmetros e a resistência ao

trincamento por fadiga que a camada apresentará no campo. Este fato tem dificultado uma

tomada de decisão apropriada no contexto dos projetos de pavimentos novos ou no dos

projetos de restauração, que têm muitas vezes utilizado equivalências estruturais médias,

oriundas das mais diversas fontes. Esta lacuna só poderá ser suprida se resultados de ensaios

de resistência ao trincamento por fadiga nos mais diversos materiais puderem ser utilizados

em uma análise comparativa, realizada em termos mecanísticos.

1.2. OBJETIVO

Neste estudo foi desenvolvido um programa laboratorial com o objetivo de avaliar a influência

do tipo de ligante asfáltico, a faixa granulométrica e da fonte de agregados minerais na vida de

fadiga de misturas asfálticas, utilizando dois métodos de ensaio:

Ensaio de fadiga por ruptura diametral com velocidade controlada em corpos de prova

cilíndricos obtidos no compactador Marshall;

Ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos.

A combinação dos fatores analisados deu origem a quarenta misturas asfálticas, nas quais,

foram determinados os parâmetros das leis fadiga para os dois ensaios avaliados. Além disso,

no ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos foi possível analisar a

rigidez na flexão e o ângulo de fase das misturas asfálticas.

1.3. ORGANIZAÇÃO DO RELATÓRIO

Neste relatório são apresentadas todas as atividades desenvolvidas na pesquisa, iniciando

pela introdução, apresentada nesta seção.

Na segunda seção deste relatório é realizada uma revisão bibliográfica do mecanismo de dano

por fadiga de misturas asfálticas e são citadas as principais as abordagens utilizadas para

estudar este fenômeno. Também descrevem-se as principais características dos ensaios


6

utilizados nesta pesquisa: o ensaio de fadiga por ruptura diametral com velocidade controlada

em corpos de prova cilíndricos obtidos no compactador Marshall; e o Ensaio de fadiga por

flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos.

A terceira seção do relatório apresenta os métodos e normas de ensaios utilizados para

execução do estudo. Também são apresentados os materiais agregados minerais e os ligantes

asfálticos selecionados, e suas propriedades e características determinadas no laboratório do

Centro de Pesquisas Rodoviárias (C.P.R.) da CCR NovaDutra.

Os parâmetros das leis de fadiga obtidos nos dois ensaios estudados são apresentados na

quarta seção do relatório. Nessa seção ainda são expostos os parâmetros de rigidez na flexão e

ângulo de fase determinados no ensaio de flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos.

Na quinta seção do relatório mostram-se os resultados da previsão de vida de fadiga em duas

estruturas de pavimentos, utilizando as leis de fadiga determinadas nesta pesquisa.

Finalmente, as considerações finais e conclusões são apresentadas na sexta seção deste

relatório.


7

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. FADIGA DE MISTURAS ASFÁLTICAS

O fenômeno de fadiga está associado ao dano que se produz em um material devido à

aplicação de carregamentos repetidos, de magnitude inferior à resistência máxima do

material. No caso das misturas asfálticas, os carregamentos causados pelo tráfego induzem a

tensões de tração que podem levar, eventualmente, à perda de integridade dessa camada

estrutural.

O trincamento por fadiga de revestimentos asfálticos é um processo de deterioração

progressivo e pode ser classificado em três etapas. Na fase inicial, trincas longitudinais

surgem na superfície do pavimento especificamente nas trilhas de roda (Figura 2.1a). No

estágio intermediário, as trincas são interconectadas e recebem usualmente o nome de “couro

de jacaré” (Figura 2.1b). Nos casos extremos, o estágio final apresenta desintegração da

camada asfáltica com o surgimento iminente de panelas (Figura 2.1c).

Figura 2.1: Trincamento por fadiga no estágio inicial (a), estágio intermediário (b) e estágio

final (c)

Assim, a característica de fadiga do concreto asfáltico é um parâmetro muito importante para

o dimensionamento estrutural do pavimento. A deformação por tração na fibra inferior do

revestimento asfáltico é assumida, no processo de dimensionamento mecanicista, como o

parâmetro que controla o trincamento por fadiga. Um dos principais objetivos da abordagem

mecanicista para dimensionamento de pavimentos é, portanto, limitar a deformação por

tração horizontal máxima para evitar o trincamento por fadiga da mistura asfáltica.

Os procedimentos de dimensionamento mecanicistas demandam uma caracterização

laboratorial intensiva dos materiais para condições de carregamento reais (velocidades de

tráfego, tempos de descanso entre os carregamentos, diferentes tipos de eixos solicitantes,


8

entre outros) e condições ambientais reais (temperatura, envelhecimento, healing, entre

outros). Essa demanda é fundamental para o desenvolvimento de modelos de previsão de

desempenho dos materiais.

De modo geral, é aceitado que o número de ciclos do ESAL para produzir fadiga no

revestimento asfáltico, é muito maior que aquele número determinado laboratorialmente. A

diferença entre os resultados de campo e laboratório pode ser atribuído às diferenças nas

condições de carregamento, incluindo os tipos e configurações dos eixos dos veículos, os

períodos de descanso entre os carregamentos (efeitos de tensões residuais e healing),

distribuição do tráfego (efeito da mistura do tráfego), diferenças nos níveis de compactação

da mistura asfáltica e fatores ambientais, como as mudanças de temperatura de acordo com as

estações e os gradientes de temperaturas horários. Para considerar todos essas diferenças,

usualmente são utilizadas funções de transferência ou “shift factors” nos resultados

laboratoriais de vida de fadiga para obter previsões do desempenho da vida de fadiga em

campo. A magnitude dessas funções de transferência é de 10 até 20, dependendo do nível de

trincamento por fadiga que pode ser tolerado no pavimento.

Existem inúmeras relações desenvolvidas para prever o desempenho de misturas asfálticas,

contudo, são limitadas às condições locais, de tráfego, clima, materiais e configurações

estruturais. Além disso, essas relações foram determinadas com equipamentos específicos

disponíveis no momento dos estudos.

2.2. MECANISMO DE RUPTURA POR FADIGA DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS

Durante décadas foi comum assumir que o trincamento por fadiga se inicia nas fibras

inferiores do revestimento asfáltico e se propaga até a superfície, fenômeno conhecido como o

bottom-up cracking (Figura 2.2). Contudo, estudos recentes no mundo inteiro têm

demonstrado que o trincamento por fadiga também pode ser iniciado nas fibras superiores do

revestimento asfáltico e se propagar até a parte inferior, fenômeno conhecido como top-down

cracking, (NCHRP, 2013).


9

Figura 2.2: Fenômeno de fadiga por bottom-up cracking. FONTE: PARREIRA (2006)

O trincamento por fadiga do tipo bottom-up pode ser descrito como um processo de três

estágios: início da trinca, propagação da trinca e fratura final. No início da trinca,

microfissuras crescem de tamanhos microscópicos até alcançarem tamanhos em torno de

7,5mm (Little et al. 2001). Essas microfissuras evoluem nos pontos de tensões e deformações

críticos. Nesse estágio ainda é difícil poder distinguir os locais onde essas microfissuras se

desenvolvem. Durante a propagação da trinca, uma única microfissura ou uma série de

microsfissuras evoluem até formar o processo completo de desintegração. Conforme esse

processo continua, enfraquecendo o revestimento asfáltico, alcança-se a ruptura ou fratura

final. Esses estágios também são descritos e esquematizados por Fontes (2009), como mostra

a Figura 2.3.


10

Figura 2.3: Estágios existentes num processo de fadiga FONTE: FONTES (2009)

O top-down cracking ainda não foi bem definido do ponto de vista mecanístico. De modo geral,

acredita-se que esforços de tração e cisalhamento são desenvolvidos na superfície do

revestimento asfáltico, principalmente nas bordas do contato dos pneus devido à elevada

pressão de enchimento e ao envelhecimento e consequente enrijecimento do ligante asfáltico,

(ABOJARADEH, 2003). Na Figura 2.4 é apresentada uma imagem de um corpo de prova

extraído de campo com trincamento por fadiga do tipo top-down cracking.

Figura 2.4: Corpo de prova de campo com trincamento por fadiga do tipo top-down cracking.

FONTE: www.pavementinteractive.com

http://www.pavementinteractive.com/


11

2.3. FATORES INFLUENTES NA VIDA DE FADIGA DAS MISTURAS ASFÁLTICAS

Diferentes tipos de misturas asfálticas e composições granulométricas podem fornecer

desempenhos variados para resistir o trincamento por fadiga. De modo geral, o

comportamento das amostras produzidas em laboratório são afetadas principalmente pelo

teor de ligante asfáltico e o volume de vazios.

Epps e Monismith (1971) compilaram uma série de dados que dispunham na época para

investigar os fatores que afetam a resistência ao trincamento por fadiga de misturas asfálticas.

Na Tabela 2.1 é apresentado um resumo dos fatores mais influentes nesse parâmetro.

Tabela 2.1: Fatores influentes na rigidez e na vida de fadiga de misturas asfálticas. FONTE:

EPPS E MONISMITH, 1971

Fator Mudança no

Fator

Efeito da mudança do fator

Na rigidez

Na vida de fadiga no ensaio

de tensão controlada

Na vida de fadiga no ensaio de deformação

controlada Tipo de Asfalto Aumento Aumento Aumento Redução Teor de Asfalto Aumento Aumento Aumento Aumento

Volume de Vazios Redução Aumento Aumento Aumento

Tipo de agregado Aumento da

angularidade Aumento Aumento Redução

Granulometria Descontínua Aumento Aumento Redução Temperatura Redução Aumento Aumento Redução

2.3.1. Efeito do tipo de ligante asfáltico

Pell (1967) demonstrou em um experimento laboratorial que misturas com ligantes asfálticos

de menor penetração apresentam menor vida de fadiga, quando comparadas com misturas

com ligantes asfálticos com maior penetração. Também Pell (1975) afirma que o tipo de

ligante asfáltico utilizado é o fator mais influente na vida de fadiga das misturas asfálticas.

Myre (1990) recomendou utilizar ligantes asfálticos mais duros em regiões com temperaturas

elevadas, para obter melhores desempenhos de resistência ao trincamento por fadiga.

2.3.2. Efeito do teor de ligante asfáltico

Jimenez e Gallaway (1962) afirmam que uma mistura asfáltica compactada com o teor de

ligante asfáltico de projeto é a que apresenta a maior resistência ao trincamento por fadiga. Já

Monismith e Deacon (1969) ressaltam que conforme o teor de ligante asfáltico aumenta,


12

obtêm-se misturas asfálticas com maior resistência ao trincamento por fadiga. Esses autores

utilizaram ensaios de tensão controlada nas suas investigações.

Myre (1990) desenvolveu um programa laboratorial para estudar o efeito do teor de ligante

asfáltico em misturas com agregados de superfície rugosa e lisa. Nota-se na Figura 2.5, obtida

desse estudo que, para as misturas agregados rugosos o incremento do teor de ligante

asfáltico até 7,5% produziu um ganho na vida de fadiga, a partir desse valor o desempenho

piora. Já nas misturas com agregados textura lisa, o incremento do teor de ligante asfáltico foi

desfavorável.

Figura 2.5: Incremento do teor de ligante asfáltico em misturas com agregados de textura

rugosa e textura lisa. FONTE: MYRE (1990)

2.3.3. Efeito do tipo de agregados e da granulometria

Diversos estudos também foram realizados para investigar o efeito do tipo de agregados e da

granulometria na resistência à fadiga de misturas asfálticas. Epps e Monismith (1971), por

exemplo, atribuíam aos agregados angulares, de superfície rugosa e granulometria aberta as

dificuldades de compactação e, como resultado, misturas asfálticas com elevados volumes de

vazios e baixa resistência ao trincamento por fadiga.

Já Pell e Cooper (1975) afirmaram que agregados arredondados produziriam misturas

asfálticas com maior vida de fadiga do que as misturas asfálticas com agregados britados.

No estudo de Bazin e Saunier (1967), diferentes agregados, pedregulhos, areias e agregados

britados foram empregados para compor misturas asfálticas submetidos a ensaios de fadiga

por tensão controlada. As principais observações desse estudo confirmam o papel

fundamental que o tipo de agregado desempenha na resistência ao trincamento por fadiga.


13

Com relação à distribuição granulométrica, Monismith e Deacon (1969) concluíram, por meio

de ensaios de tensão controlada, que as misturas asfálticas densas apresentam maior vida de

fadiga, quando comparadas com misturas asfálticas de granulometria aberta. Contudo,

estudos de Pell e Taylor (1969) estabelecem que a granulometria não afeta a vida de fadiga

das misturas asfálticas.

Epps e Monistmith (1971) também avaliaram o efeito da granulometria no desempenho à

fadiga de misturas asfálticas. Os autores afirmaram que é difícil avaliar o efeito desse

parâmetro, já que cada faixa apresenta um teor de ligante asfáltico de projeto distinto.

2.4. ABORDAGENS UTILIZADAS PARA ESTUDAR A FADIGA DOS MATERIAIS

Basicamente, quatro abordagens são utilizadas para caracterizar o comportamento a fadiga

das misturas asfálticas:

Abordagem fenomenológica;

Abordagem baseada na energia e energia dissipada;

Abordagem da mecânica da fratura;

Abordagem da mecânica do dano contínuo.

Alguns deles consideram efeitos de resselagem (healing) para poder realizar análises de

fadiga mais completos, enquanto que outros não. Na continuação essas abordagens são

descritas com maior detalhe, de acordo aos estudos de Carpenter (2007).

2.4.1. Abordagem fenomenológica

Essa abordagem tradicional relaciona a tensão e a deformação da mistura asfáltica com o

número de repetições do carregamento. Pell (1962) definiu a vida de fadiga baseado no

conceito da Lei Linear de Miner para dano acumulado (Miner, 1945). Geralmente uma curva

de fadiga tradicional é obtida traçando a relação entre a tensão ou a deformação da fibra

inferior da camada de concreto asfáltico versus o número de ciclo até o qual a rigidez é

reduzida a 50%, em escala log-log, (CHIANGMAI, C. N., 2010).

Vários modelos foram desenvolvidos para representar o trincamento por fadiga. A relação

pode ser expressada como mostra a Equação 2.1, para ensaios por deformação controlada ou

pela Equação 2.2, para ensaios por tensão controlada.

Equação 2.1

Equação 2.2


14

Onde: Nf = número de ciclos até o trincamento;

= deformação (mm/mm) prevista na mistura asfáltica;

= tensão prevista na mistura asfáltica;

k e a = fatores dependentes das propriedades da mistura asfáltica.

Pell (1967) demonstrou que a deformação por tração é o parâmetro mais importante para ser

associado ao trincamento por fadiga. Esse autor introduziu a abordagem que relaciona

deformação inicial ao ciclo de carregamento, inclusive para ensaios do tipo de tensão

controlada, como mostra a Equação 2.3.

Equação 2.3


i = deformação inicial(mm/mm);

k1 e k2 = coeficientes obtidos laboratorialmente.

Monismith et al. (1985) estabeleceram que os ensaios laboratoriais por deformação

controlada em misturas mais rígidas tendem a apresentar menores vidas de fadiga. Assim, os

autores estabeleceram uma outra expressão para tentar incluir o fatores tipo de

carregamento e rigidez do material, apresentada na Equação 2.4.

Equação 2.4


t = deformação de tração;

a, b e c = coeficientes obtidos laboratorialmente.

Tangella et al. (1990), fazem referência das principais diferencias encontradas em ensaios de

tensão e deformação controlada, pra diferentes fatores analisados. Um resumo dessas

informações é apresentado na Tabela 2.2.


15

Tabela 2.2: Comportamento de diversos fatores para os ensaios de tensão controlada e

deformação controlada. FONTE: TANGELLA ET AL (1990)

FATOR ENSAIO DE TENSÃO

CONTROLADA

ENSAIO DE DEFORMAÇÃO CONTROLADA

Ruptura do CP Bem definido, fraturas do

CP no final do ensaio

Não claro no final do ensaio, redução da

rigidez é o critério de ruptura

Número de CPs necessários

Pequeno Grande

Rigidez à Flexão Maior rigidez – maior

vida de fadiga Menor Rigidez –

Maior vida de fadiga

Vida de Fadiga Baixa Alta

Simulação das influências a longo

prazo (envelhecimento)

Maior rigidez deve conduzir a maiores vidas

de fadiga

Maior rigidez deve conduzir a menores

vidas de fadiga

Efeito das variáveis da mistura

Mais sensível Menos sensível

Taxa de propagação das trincas

Mais rápido do que nas condições de campo

Mais representativa das condições de

campo

Energia Dissipada Aumenta durante o

ensaio Decresce durante o

ensaio

Taxa de dissipação da energia

Rápida e aumentando Lenta e diminuindo

Efeito dos períodos de descanso

Mais benéfica Relativamente, menos

benéfica

Estrutura do Pavimento

Espessos (>80mm) Esbelts (<80mm)

2.4.2. Abordagem baseada na energia e energia dissipada

Esta abordagem utiliza o conceito de energia dissipada para avaliar o desempenho de fadiga

da mistura asfáltica. O conceito se refere a que o material submetido a carregamento cíclico

acumulará danos, que podem ser definidos como a deterioração antes da ruptura do material.

O carregamento aplicado em um material produz tensão que induz a deformação, portanto, a

área sob a curva tensão-deformação representa a energia acumulada no material.

Para materiais que não são puramente elásticos, o carregamento e descarregamento não

produzem uma sobreposição. Este fenômeno também é chamado de histerese e a área dentro

do laço tensão-deformação indica a quantidade de energia dissipada para um ciclo de


16

carregamento. Um exemplo do laço de tensão-deformação é apresentado na Figura 2.6. Assim,

o estudo da energia dissipada é uma ferramenta promissória para avaliar as características de

fadigas em materiais não puramente elásticos, como é o caso das misturas asfálticas.

Figura 2.6: Laço de histérese tensão-deformação para um ciclo de carregamento, em um

ensaio por deformação controlada. FONTE: CARPENTER (2007)

A energia dissipada em um material viscoelástico para o ensaio de fadiga à flexão é calculada

utilizando a Equação 2.5.

Equação 2.5

Onde: Wi= energia dissipada no ciclo de carregamento i;

i= amplitude da tensão no ciclo de carregamento i;

i= amplitude de deformação no ciclo de carregamento i;

i= ângulo de fase entre o sinal de tensão e o sinal de deformação.

A energia dissipada em cada ciclo afeta o nível de deformação da mistura, o que leva a supor

que a vida de fadiga pode ser prevista como o acúmulo da energia dissipada de um ciclo ao

próximo (Van Dijk, 1977). Estudos posteriores descobriram que nem toda a energia dissipada

no ensaio de fadiga até a ruptura é assumida como a que danifica o material, mas é a mudança

na energia dissipada a responsável pelos danos (Carpenter 1997), e que essa relação é

independente das condições e do modo de carregamento.

2.4.3. Abordagem da mecânica da fratura

A abordagem da mecânica da fraturas caracteriza o trincamento por fadiga em três estágios:

Início da trinca;


17

Propagação estável da trinca;

Propagação instável da trinca.

O tamanho da região plástica (abertura e comprimento da trinca) é crítico para obter fatores

de intensidade da tensão na ponta da trinca e para analisar a vida de fadiga durante o estágio

de propagação da trinca, (Majidzadeh et al., 1971; Monismith and Salam, 1973). Um modelo

de mecânica de fratura, baseado na Lei de Paris, é dada na Equação 2.6, que é proposta para o

segundo estágio, já que é nele que é desenvolvida a maior parte da vida de fadiga.

Equação 2.7

Onde: da/dN = taxa de crescimento da trinca;

a = comprimento da trinca;

N = número de aplicações de carga;

A, n = parametros dependentes do material e das condições de ensaio;

KI = fator de intensidade de tensão.

A lei fundamental de mecânica de fratura proposta por Schapery (1984) é apresentada na

Equação 2.7. Esta lei é utilizada para descrever a taxa de fratura e a taxa de resselamento

(healing) de microfissuras, baseado nas propriedades fundamentais da mistura asfáltica e

seus componentes.

Equação 2.7

Onde: h = a densidade de energia superficial na superfície da trinca (FL-1);

ER = constante arbitrária (FL-2);

Dh(t) = compilância por fluência compressiva do material correspondente ao tempo

(t), que é necessária para que a trinca se ressele (heal) na distância , a longitude do

processo de faratura;

Hv = integral H viscoelástica. Esta é a mudança da energia dissipada da pseudo-

deformação por unidade área de trinca resselada de um ciclo de carregamento

compressivo a outro.

2.4.4. Abordagem da mecânica do dano contínuo

A abordagem da mecânica do dano contínuo foi originado de um modelo de dano constitutivo,

que é basicamente um modelo matemático que fornece a relação entre os parâmetros de


18

modelo e as propriedades do material de acordo aos princípios da mecânica. O modelo

constitutivo foi desenvolvido por Kim (1990, 1997) e seu grupo de pesquisa.

Kim et al. (1998) atribuíram toda a resposta da mistura asfáltica sob carregamento de fadiga a

três mecanismos:

Viscosidade linear;

Dano por fadiga;

Resselagem (healing) de micro-danos.

Para considerar o efeito da dependência do tempo da viscosidade linear, foi aplicada uma

“pseudo-deformação”, obtida de remover mecanicamente o comportamento viscoelástico

linear esperado da resposta medida. Esse conceito foi introduzido inicialmente por Schapery

(1984) e assome que todas as respostas de comportamento viscoelástico linear constituem

uma forma de dano.

O modelo constitutivo tem a capacidade de utilizar uma única variável, uma função de estado

interno Sm, para descrever o dano sem distinguir se a origem se deve à fratura ou envolve

outras formas de dano como a deformação plástica. Essa relação constitutiva sem mudanças

de temperatura foi descrita por Little et al. (2001), apresentada na Equação2.8.

Equação 2.8

Onde: = tensão;

R = pseudo-deformação;

Sm = variável do dano de estado interno.

Dadas as complicações do modelo constitutivo, Kim et al. (1997) desenvolveram um modelo

contínuo, assumindo que as amostras sofrem um “dano” genérico não associado às

propriedades do material. O modelo de dano contínuo tem três aspectos importantes:

Função da densidade de energia da pesudo-deformação;

Relação tensão-deformação;

Lei da evolução do dano.

Nesse modelo, as micro-fissuras nas misturas asfálticas são analisadas sob condições de

carregamentos reais e considerando o efeito da resselagem (healing), que fornecem uma

explicação mais fundamental do dano e do trincamento por fadiga, quando comparada com

abordagens tradicionais. O modelo de dano contínuo é dado pela Equação 2.9.


19

Equação 2.9

Onde: Nf,w/o,RP = número de ciclos até a ruptura sem períodos de descanso;

S1f = valor de parâmetro de dano S1 na ruptura;

I = pseudo-rigidez inicial;

P1 = 1 + (1 – C12)1;

= módulo dinâmico;

1 = contante do material;

f = frequência de carregamento;

C11, C12 = coeficientes de regressão.

Os efeitos de resselagem (healing), atribuído aos períodos de descanso são considerados por

meio da Equação 2.10.

Equação 2.10

Onde Nf,i = incremento no número de ciclos de carregamento até a ruptura devido ao período

de descanso

S3e = valor de S3 quando SR= (pseudo-rigidez imediatamente antes do período de

descanso)

3 = constante do material;

P3 = 1 + 1(1-C32) 3;

C31, C32 = coeficientes de regressão.

Portanto, a fadiga total das misturas asfálticas, considerando a resselagem (healing), é

expressada pela abordagem da mecânica do contínuo pela somatória das Equações 2.9 e 2.10,

como mostra a Equação 2.11.

Equação 2.11

Os ensaios te tração uniaxial foram testados no modo de deformação controlada com

diferentes amplitudes de deformação para obter os parâmetros do modelo. Depois que o

modelo contínuo é construído, pode ser utilizado par avaliar o efeito de resselagem (healing)

para períodos de descanso com diferente duração. Já que é considerado que a amostra sofre


20

dano genérico sem associação com as propriedades do material, os coeficientes do modelo

devem ser determinados pela análise do dano da amostra e as informações de resselagem

(healing).

O modelo analítico viscoelástico do dano contínuo (modelo de Kim) foi aplicado com sucesso

em misturas asfálticas com carregamento monotônico (Park et al., 1996) e com carregamento

cíclico (Lee, 1996; Kim et al., 1997, Lee e Kim, 1998).

2.5. MÉTODOS DE ENSAIO PARA DETERMINAÇÃO DA VIDA DE FADIGA

Diversas metodologias e ensaios têm sido utilizados nas últimas décadas para estudar o

comportamento de fadiga das misturas asfálticas. A qualidade na previsão da vida de fadiga

das misturas asfálticas depende principalmente da forma em que esses ensaios simulam as

condições de carregamento, tensões, deformações e condições climatológicas. O Relatório da

NCHRP (2013), apresentam a Figura 2.7 para esquematizar os tipos de ensaios mais

empregados e disponíveis na atualidade.

Figura 2.7: Diferentes metodologias utilizadas para avaliar o desempenho de fadiga de

misturas asfálticas. FONTE: NCHRP (2013)

Sabe-se que é quase impossível que os ensaios de fadiga em laboratório possam simular

completamente as condições de campo, já que são envolvidas muitas variáveis que não são


21

consideradas, como por exemplo: moldagem do corpo de prova, forma de carregamento,

períodos de descanso aleatórios, estados de tensão, (NCHRP, 2013).

Nesta seção são descritos com mais detalhe três métodos utilizados para determinação do

comportamento à fadiga das misturas asfálticas. Inicialmente é referenciado o ensaio de

tensão cíclica controlada em corpos de prova cilíndricos, já que é o ensaio que tem sido mais

utilizado no Brasil. Na continuação descrevem-se os dois ensaios utilizados neste estudo,

fadiga por ruptura com diferentes velocidades e fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em

quatro pontos.

2.5.1. Ensaio de fadiga por tensão controlada

O ensaio de vida de fadiga tradicionalmente realizado em laboratório, no Brasil, para definição

do número de repetições de carga é feito por compressão diametral (Figura 2.8) à tensão

controlada (TC), sendo a carga aplicada numa freqüência de 1Hz através de equipamento

pneumático (PINTO, 1991; RODRIGUES, 1991; MEDINA, 1997). Durante o ensaio de fadiga, a

deformação de tração aumenta até o rompimento completo do corpo de prova. Esse tipo de

ensaio é compatível com a caracterização de materiais de revestimentos asfálticos mais

espessos em decorrência da predominância de absorção das tensões pelo revestimento com

relação às camadas subjacentes (PINTO, 1991; HUANG, 1993).

Figura 2.8: Equipamento para ensaio de fadiga por compressão diametral. FONTE: BERNUCCI

ET AL (2008)

Segundo Bernucci et al (2008) o ensaio de fadiga tem sido realizado no Brasil, geralmente à

compressão diametral sob tensão e temperatura controladas. O ensaio consiste basicamente

na aplicação de carga a uma freqüência de 60 aplicações por minuto com 0,10 segundo de

duração do carregamento repetido. A temperatura é controlada através de uma câmara com

sistemas de aquecimento e refrigeração ligados a um termostato. Para cada mistura ensaiada

determinam-se as relações entre o número de repetições à ruptura e o nível de tensões


22

atuantes conforme foi descrito anteriormente no item abordagens utilizadas para estudar

fadiga de misturas asfálticas.

No ensaio de fadiga a tensão controlada é considerada a tensão solicitante no corpo de prova

como constante, que representa apenas uma aproximação, uma vez que o carregamento

constante ao longo do ensaio não é traduzido em uma tensão solicitante constante. As tensões

no corpo de prova admitem que o corpo de prova seja constituído de material elástico,

isotrópico e sem dano. No entanto, vale lembrar que à medida que o carregamento é repetido,

ocorre dano progressivo no corpo de prova.

No Brasil, o método mecanístico de dimensionamento de pavimentos adotado considera que a

diferença entre tensão máxima de compressão e de tração na fibra inferior do revestimento

(σ) é o principal fator desencadeador do trincamento por fadiga do revestimento em campo,

quando se trata de utilizar como critério resultados de laboratório obtidos com ensaios à TC

em compressão diametral. As tensões calculadas servem de entrada de dados nas curvas de

fadiga geradas a partir do número de ciclos de carga até a ruptura para diversos níveis de σ.

Relaciona-se então o número N determinado a partir do tráfego previsto com o número de

golpes em laboratório por um fator laboratório-campo FLC. Pinto (1991) mostrou diferenças

importantes entre FLC para ensaios a flexão e a compressão diametral, em função da

porcentagem de área trincada que se admite ao final da vida do pavimento, e ainda questões

ligadas ao tempo de aplicação da carga e à freqüência. De acordo com Carpenter et al. (2003),

o limite de ruptura no concreto asfáltico deve ser o correspondente àquele quando a mistura

começa a apresentar as primeiras microtrincas. Observou-se também que para níveis de

deformação de tração inferiores a 70×10-6, a vida de fadiga de um concreto asfáltico não é

afetada e, portanto, a mistura resiste ao trincamento por fadiga durante o período de projeto

(FONTES, 2009).

2.6. MÉTODO DE ENSAIO DE FADIGA DE RUPTURA COM VELOCIDADE CONTROLADA

Este método de ensaio emprega também o ensaio de compressão diametral dos corpos de

prova, contudo, a aplicação do carregamento é realizada de maneira estática com diferentes

velocidades. Na continuação a execução é descrita, com base nas notas da PAVESYS

ENGENHARIA.

2.6.1. Ensaio de Compressão Diametral

A Figura 2.9 ilustra o modo de carregamento e o diagrama de tensões horizontais de tração

que se desenvolve ao longo do plano diametral vertical no ensaio de compressão diametral.


23

Com o aumento da carga P aplicada, surge em certo momento uma trinca ao longo desse

plano, com origem no centro do corpo-de-prova, local onde a deformação horizontal de tração

é máxima, já que o atrito entre o friso de carga e a face do corpo de prova (CP) restringe as

deformações laterais na região próximo à carga.

P

l

t = 2P/(hD) D

Figura 2.9: Diagrama de tensões no ensaio de compressão diametral. FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

A tensão horizontal de tração t pode ser calculada diretamente pela fórmula apresentada na

Equação 2.12, a qual é função apenas da carga aplicada e da geometria do corpo-de-prova (h =

espessura e D = diâmetro do cilindro).

Equação 2.12

A Equação 2.12 foi deduzida, contudo, com base na hipótese de que o material é elástico linear

e isotrópico (mesmas propriedades em todas as direções), de modo que bastam duas

propriedades para descrever seu comportamento tensão-deformação: o módulo de

elasticidade E e o coeficiente de Poisson . No caso de misturas asfálticas do tipo CBUQ, as

condições de ausência de confinamento lateral do CP e a ocorrência de deformações plásticas

sob o friso de carga quando a temperatura é maior que 300C fazem com que o uso deste

ensaio esteja restrito, na prática, a temperaturas da mistura abaixo de 300C.

Sob a carga que é capaz de provocar a ruptura do CP, calcula-se a tensão de tração a ela

associada, a qual é denominada de resistência à tração indireta, para distinguir da resistência

à tração pura ou direta. Embora seus valores sejam diferentes, existe uma forte correlação


24

entre ambas, de modo que a maior facilidade de execução do ensaio de compressão diametral

contribuiu para a ampla difusão deste ensaio.

2.6.2. Aplicação da lei de Fadiga

A ruptura de um sólido se dá pela exaustão da energia de ligação interna do material,

decorrente do trabalho efetuado pelas cargas externas. No caso da mistura asfáltica esta

energia de ligação está associada diretamente à coesão que o ligante asfáltico adiciona à

matriz de agregados. Uma expressão geral da velocidade de perda de energia de ligação WR do

material é dada pela chamada equação cinética, apresentada na Equação 2.13.

2

0

1

n

R

nR

Wdt

dW

Equação 2.13

Onde: WR0 = energia de ligação inicial, do material sem fadiga;

t = tempo;

= tensão aplicada;

n = expoente da lei de fadiga (função da temperatura);

= viscosidade dissipativa da mistura asfáltica (função da temperatura e do tempo de

aplicação de carga).

Em um ensaio dinâmico ou cíclico, o parâmetro viscosidade dissipativa da mistura asfáltica

() é dado pela Equação 2.14.

senE*

Equação 2.14

Onde: E* = módulo dinâmico;

= freqüência de aplicação de carga (rad/s);

= ângulo de fase entre a tensão aplicada e a deformação elástica resultante (rad).

O ângulo de fase pode ser calculado pela expressão dada na Equação 2.15.

VFAbTbEbbb abseee 43

*

210 logloglogsin Equação 2.15


25

Onde: b0 = -20.05586

b1 = 7,007547 10-2

b2 = -2,899322 10-2

b3 = 3,605885

b4 = -1,237843 10-3

VFA = relação asfalto-vazios = 100 VB/VAM

Tabs = temperatura absoluta (Kelvin) = T(0C) + 273,15

Em um ensaio de fadiga realizado em cargas repetidas com pulsos de tensão de tração de

duração tc, haverá uma perda de energia de ligação produzida por um pulso de tensão

individual dada pela Equação 2.16.

cn

R

n

R tW

W

2

0

1

Equação 2.16

De modo que, após Nf repetições de carga, a energia de ligação total WR0 estará

completamente exaurida, levando à formação de uma trinca de fadiga, expressada pela

Equação 2.17, conhecida como a lei de fadiga observada em ensaios a tensão controlada.

n

c

n

R

ft

WN

11

0 Equação 2.17

A lei de fadiga expressa em termos da deformação específica de tração em um ensaio de

flexão alternada, pode se escrever como a Equação 2.18.

n

f KN

1 Equação 2.18

Onde os parâmetros K e n não são independentes, mas sim fortemente correlacionados pela

Equação 2.19.

4749.1log1093.0 Kn e Equação 2.19

De modo que pode se escrever a Equação 2.20.


26

n

c

n

R

nn

ft

WEKN

111

0* Equação 2.20

Finalizando na Equação 2.21.

*1

1

0 Esen

tKW

nc

R

Equação 2.21

Da Equação 2.21 pode-se determinar o parâmetro WR0, se o valor de n foi determinado

previamente.

Em um ensaio de creep em compressão diametral até a ruptura em concreto asfáltico

(Figura 2.10), em termos da evolução do deslocamento vertical ao longo do tempo nota-se a

existência de três fases distintas e bem definidas (Figura 2.11) e que podem ser descritas da

seguinte forma:

Estágio I: caracterizado pela rápida geração de deslocamentos, a uma velocidade decrescente

com o tempo, partindo de uma velocidade inicial infinita (se a carga foi aplicada

instantaneamente). Após a deformação puramente elástica, instantânea e simultânea à

aplicação da carga, ocorrem as deformações viscoelásticas e as deformações viscoplásticas. A

maior parcela das deformações, neste estágio, é das deformações viscoelásticas, que tendem a

ocorrer sob uma velocidade decrescente com o tempo, até que se estabilizam, dando início ao:

Estágio II: caracterizado por uma velocidade de deformação aproximadamente constante. A

parcela dominante nas deformações é a viscoplástica, cujo acúmulo levará o material à

ruptura por cisalhamento ou à abertura de uma trinca, ocasião em que terá início o:

Estágio III: onde a progressão da ruptura implica em redução progressiva da rigidez do corpo

de prova. As deflexões são geradas, assim, a uma velocidade crescente com o tempo. É

também denominado de creep terciário e corresponde ao crescimento da trinca formada no

Estágio II em um ensaio em concreto asfáltico, por exemplo, podendo ser descrito pela Lei de

Paris. Tratando-se de um ensaio de compressão em um solo, corresponde às deformações de

cisalhamento sob tensão constante ao longo dos planos de ruptura formados no Estágio II,

relacionando-se com a resistência residual do solo.


27

Figura 2.10: Ensaio de creep em compressão diametral. FONTE: PAVESYS ENGENHARIA

Figura 2.11. Ensaio de creep até a ruptura em compressão diametral. FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

Qualquer que seja o processo de aplicação de tensões (ensaio dinâmico, cargas repetidas,

carga estática ou carga crescente sob velocidade de deformação constante), a equação cinética

pode ser integrada para fornecer a expressão da lei de fadiga correspondente. No caso do

ensaio estático (creep), pode-se escrever conforme a Equação 2.22.

t

I II III

0 t1 t2 t3

= const.

VE

E


28

02

0

0

0Rfn

R

n

WR Wt

WdW

R

Equação 2.22

De modo que o tempo total decorrido até a ruptura é dado pela Equação 2.23.

n

n

Rf Wt

11

0 Equação 2.23

Basta, portanto, efetuar a ruptura de uma série de corpos-de-prova idênticos, submetendo

cada um a uma carga diferente dos demais, medir o tempo total requerido até a ruptura e

desenvolver, por regressão linear, o modelo dado pela Equação 2.24.

b

f at

1 Equação 2.24

Onde b=n e a é dado pela Equação 2.25.

1

0

*

1

0

n

R

n

R WsenE

Wa

Equação 2.25

De modo que se o módulo dinâmico E* a uma certa freqüência de carga é conhecido, pode-

se determinar o parâmetro WR0.

Se o corpo-de-prova for rompido utilizando uma prensa que aplica cargas crescentes sob

velocidade de deslocamento constante (caso das prensas de compressão usuais), a equação

cinética leva a Equação 2.26.

f

R

t n

n

RW

R dttW

dW02

0

0 1

0

Equação 2.26

A variação da tensão aplicada com o tempo (Figura 2.12) pode ser aproximada pela função

dada na Equação 2.27.

ff

ft

t

t

tt 1

1

Equação 2.27

Onde f é a resistência à tração e tf é o tempo total até a ruptura. Esta forma funcional atende

a todas as condições de contorno, incluindo as derivadas nulas em t = 0 e em t = tf, desde que

se tenha 2. O parâmetro deve ser aquele que permita o melhor ajuste entre a função

acima e os dados experimentais.


29

Substituindo a Equação 2.27 na Equação 2.26, obtêm-se a Equação 2.28.

ft

n

ff

n

f

n

Rdt

t

t

t

tsenWE

0

11

0

*

1

Equação 2.28

Considerando dois corpos-de-prova idênticos rompidos a velocidades de deslocamento

diferentes, pode-se escrever a Equação 2.29.

2

1

02

1

01

1

1

2

1

1

f

f

t

n

ff

t

n

ffn

f

f

dtt

t

t

t

dtt

t

t

t

Equação 2.29

(t)

t tf

f

0

Figura 2.12: Ruptura sob velocidade de deslocamento constante. FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

A Equação 2.29 pode ser resolvida numericamente de modo a se obter o parâmetro n da lei de

fadiga. Diferentes velocidades de ruptura levarão a aplicações diversas desta equação,

permitindo uma série de determinações de n. Embora bastem duas velocidades, é

recomendável utilizar ao menos três velocidades distintas, para maior confiabilidade. Além

disso, a natureza dessa equação é tal que valores confiáveis para o parâmetro n só poderão ser

determinados se forem utilizadas duas velocidades significativamente distintas entre si, uma


30

vez que é feita a conta: (f1 / f2)n = Integral1 / Integral2 e é preciso que a fração f1 / f2 seja

bem diferente de 1, na medida em que 1n = 1 qualquer que seja o valor de n.

Conhecido o valor de n, o parâmetro WR0 pode ser calculado pela Equação 2.30, para qualquer

uma das velocidades escolhidas para romper os corpos-de-prova.

ft

n

ff

n

fn

R dtt

t

t

t

senEW

0

1

*

1

0 1

Equação 2.30

2.6.3. Módulo Dinâmico

Sob cargas repetidas ou dinâmicas (pulsos senoidais), pode-se medir o módulo de resiliência

ou o módulo dinâmico do material. O padrão usual tem sido acoplar dois LVDT’s no plano

diametral horizontal para medir o deslocamento elástico ao longo desse plano. Estudos

realizados por Baladi (1991) revelaram, contudo, que as condições de fixação dos LVDT’s

afetam bastante a confiabilidade das medidas, a ponto de ser recomendável o abandono dos

LVDT’s em favor de strain gages, o que torna o processo mais difícil e caro. Uma alternativa é a

medida do deslocamento vertical elástico e o cálculo do módulo de elasticidade através da

Equação 2.31.

P

Dlh

DE

23

2

1 Equação 2.31

O deslocamento vertical é bem maior que o deslocamento lateral do corpo-de-prova, de modo

que os erros experimentais são minimizados por este processo. A colocação do LVDT é, além

disso, facilitada, na medida em que pode ser apoiado no próprio friso de carga, desde que seja

aplicada uma pequena pré-carga estática que garanta aderência plena entre o friso de carga e

o corpo-de-prova. O uso de dois LVDT’s, um de cada lado da carga e nas extremidades do friso

de carga superior é recomendável para medida de deslocamentos recuperáveis, para

compensar eventual rotação do friso de carga ao se remover a carga aplicada.

A Figura 2.13 mostra o posicionamento do corpo-de-prova em uma prensa de adensamento

de solos para a realização dos ciclos de carga-descarga requeridos para a aplicação da fórmula

acima.

Os resultados são gerados através do registro dos deslocamentos recuperáveis ao longo do

tempo, após ser removida a carga aplicada (Figura 2.14). Associando-se o módulo de

elasticidade E calculado pela Equação 2.31 ao tempo decorrido desde a remoção da carga,


31

resulta uma função que permite a determinação do módulo de elasticidade para qualquer

tempo de aplicação de carga requerido.

Figura 2.13: Creep com ciclos de carga-descarga (prensa de adensamento). FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

Figura 2.14: Deslocamentos no ensaio de creep. FONTE: PAVESYS ENGENHARIA

Outro procedimento, embutido no processo em que é gerada a lei de fadiga a partir de ensaios

onde os corpos de prova são rompidos a velocidade de deformação constante, é calcular o

Módulo de Rigidez S = / com base na curva tensão-deformação obtida no ensaio, utilizando

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

30 60 90 120

tempo (s)

Po

siç

ão

do

LV

DT

(m

m)


32

a parte da curva até que é registrada a máxima rigidez, bem antes, portanto, da fase de

ruptura, e associar esta rigidez ao tempo de aplicação de carga correspondente (Figura 2.15).

Existe uma similaridade grande entre este processo e o carregamento para a medida do

Módulo Dinâmico. De fato, uma pesquisa conduzida na Universidade de Illinois mostrou que o

Módulo de Rigidez das misturas asfálticas, obtido pelas fórmulas da Shell, coincide

praticamente com o Módulo Dinâmico calculado pela fórmula do Instituto do Asfalto. Assim,

pode-se determinar o fator de correção Fc necessário para ajustar a fórmula do Instituto do

Asfalto à mistura que se está ensaiando, através da Equação 2.32.

*

max

E

SFc Equação 2.32

De modo que a aplicação do fator Fc permite que se aplique a fórmula do Instituto do Asfalto

ao cálculo do Módulo Dinâmico da mistura para quaisquer condições de temperatura e

velocidade de carregamento.

Smax

c

Figura 2.15: Módulo de rigidez no ensaio de carregamento contínuo. FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

O tempo de carregamento associado a Smax é dado por: tc = cD/(d/dt), onde c é a

deformação quando Smax é mobilizada e D é o diâmetro do corpo-de-prova. A tensão normal

que é utilizada no cálculo de Smax é a “tensão vertical de compressão simples equivalente”,

definida como aquela que permite comparar o ensaio de compressão diametral ao ensaio de

compressão simples, que é utilizado pelo Instituto do Asfalto dos EUA para a medida do

Módulo Dinâmico. Neste caso, pode-se escrever para esta tensão equivalente a Equação 2.33.


33

h

P

Dl

23

2

1 Equação 2.33

A fim de que a deformação específica vertical de compressão possa ser dada simplesmente

por: = /D no ensaio de compressão diametral.

A fórmula do Módulo Dinâmico do T.A.I. ("The Asphalt Institute's Thickness Design Manual",

MS-1 de1982) é dada pela Equação 2.34.

02774.0

1.1

5.0log49825.03.15.0log49825.03.1

10,7017033.0

200*

931757.000189.0000005.0

070377.003476.0028829.0553833.5log 6

ff

PtPt

Vf

PE

acf

pac

f

p

FV o

Equação 2.34

Onde: E* = módulo dinâmico, em psi;

P200 = fração dos agregados que passa na peneira #200 (%);

f = freqüência do carregamento (Hz);

VV = volume de vazios de ar (%);

70F,106 = viscosidade absoluta do asfalto a 70oF, em poises 106;

Pac = teor de asfalto (% em peso da mistura);

tP = temperatura (oF).

Conforme sugerido pelo próprio MS-1, o parâmetro 70F pode ser estimado pela Equação 2.35.

1939,2

7770 2,29508 FF Pen Equação 2.35

Onde 70F é a viscosidade a 70oF em milhões de poises e Pen77F é a penetração do asfalto a

770F (250C).

A freqüência de aplicação de carga nesta fórmula é dada por: f = 1/(2tc), onde tc é o tempo

requerido para que o valor máximo da tensão aplicada seja atingido, de modo que 2tc é o

período do pulso de tensão senoidal utilizado no ensaio para medida do Módulo Dinâmico

(Figura 2.16).


34

t

t

0

0

Figura 2.16: Ensaio para medida do Módulo Dinâmico E*= 0/0. FONTE: PAVESYS

ENGENHARIA

O ensaio de compressão simples em que é medido o Módulo Dinâmico envolve deformações 0

bem menores que as deformações verticais = /D observadas no ensaio de compressão

diametral, em virtude da própria geometria do carregamento. Este fato implica em que o

Módulo de Rigidez Smax determinado no ensaio de compressão diametral tenderá a ser um

pouco menor que o Módulo Dinâmico sob o mesmo tempo de aplicação de carga, devido ao

efeito da não linearidade. Este efeito é aqui levado em consideração determinando-se o

modelo de comportamento não linear da mistura asfáltica ensaiada através da obtenção, por

regressão linear, do modelo da Equação 2.36.

ASS 0 Equação 2.36

Onde S0 e A (< 1) são constantes próprias do material ensaiado. Para a determinação de S0 e A

são utilizados os ensaios realizados nos diversos corpos-de-prova sob diferentes velocidades

de carregamento. O Módulo Dinâmico é calculado para = 10-5, que é a ordem de grandeza das

deformações típicas deste ensaio.

2.7. MÉTODO DE ENSAIO DE FADIGA COM FOUR POINT BENDING APPARATUS

O ensaio de fadiga de viga apoiada em quatro pontos, chamado fadiga de viga em quatro

pontos, tem sido muito utilizado na engenharia de materiais para se estimar a vida de fadiga

(Figura 2.17). A área naval, aeroespacial, ortopedia e estruturas em geral tem lançado mão

deste mecanismo de avaliação por se garantir que o material trabalhe apenas a flexão, sem


35

influência de esforços normais ou cortantes, como apresenta a Figura 2.18. Este estado de

carregamento é de interesse, já que a resistência à fadiga da mistura asfáltica é

essencialmente definida como sua capacidade de resistir à flexão sem fratura. Portanto, este

ensaio é eficiente para caracterizar as propriedades de fadiga de misturas asfálticas (WU et al.

2009).

Figura 2.17: Aplicação do ensaio de fadiga em 4 pontos em diversas áreas da engenharia

Figura 2.18: Diagramas de esforços desenvolvidos na viga apoiada em quatro pontos

Na atualidade, a norma da American Association of State Highways and Transportation Officials

(AASHTO T321-07) e a norma da American Society for Testing and Materials (ASTM D 7560-

08) descrevem o ensaio de flexão de viga apoiada em quatro pontos para avaliar a fadiga de

misturas asfálticas. Essas normas definem o parâmetro de rigidez à flexão da viga como sendo


36

a relação entre a tensão máxima de tração (Equação 2.37) e a deformação máxima da viga

(Equação 2.38), conforme a Equação 2.39.

2

1000000

wh

PSwt

Equação 2.37

22 43

100000012

ww

tLS

h

Equação 2.38

t

tS

Equação 2.39

Onde: S = rigidez à flexão da viga;

t= tensão aplicada;

t = deformação;

Sw = espaçamento do vão de apoio (tipicamente 355,5mm);

P = força pico (kN);

w = largura média da vigota (mm);

h = altura média da vigota (mm);

= deflexão pico no centro da viga (mm);



Lw = espaçamento do vão de carregamento (tipicamente 118,5mm).

O ensaio de flexão de viga apoiada em quatro pontos pode ser executado por tensão

controlada ou por deformação controlada. Neste estudo optou-se pela opção de realizar o

ensaio por deformação controlada, para os níveis de deformação de 300, 450 e 600

microstrains ().

A rigidez é o parâmetro utilizado para se definir a condição de fadiga da viga. A norma da

AASHTO define o fim do ensaio quando a rigidez da viga se reduz até 50% da rigidez inicial,

enquanto que a ASTM recomenda o valor de 40%. Esta redução de rigidez é atribuída às

microfissuras que evoluem durante o processo de aplicação de ciclos de cargas (Adhikari e

You, 2010). Neste estudo os ensaios foram realizados até 50% de redução da rigidez, com

relação à rigidez inicial determinada no ciclo de número 50.


37

Outra forma de avaliar a vida de fadiga das misturas asfálticas é por meio do módulo

normalizado ou NM (normalized modulus), calculado com a Equação 2.40. Nesse caso, a norma

da ASTM recomenda considerar a ruptura da vigota por fadiga no pico da curva do módulo

normalizado (NM) em função do número de ciclos contabilizado no ensaio, como é mostrado

na Figura 2.19.

oo

ii

NS

NSNM

Equação 2.40

Onde: NM = módulo normalizado x ciclos

Si = rigidez na flexão no ciclo i (Pa);

Ni = ciclo i;

So = rigidez na flexão inicial (Pa), estimada aos 50 ciclos aproximadamente;

No = ciclo no qual foi estimada a rigidez na flexão inicial.

Figura 2.19: Exemplo da redução da rigidez e aumento do módulo normalizado da mistura

asfáltica em função do número de ciclos

As frequências de aplicações de cargas estabelecida nas normas da AASHTO e da ASTM para o

ensaio são de 5Hz a 10Hz e a temperatura recomendada é de 20°C, entretanto os

equipamentos permitem a variação destes parâmetros, facilitando uma análise mais

aprofundada dos materiais e permitindo a avaliação em situações bem diferentes de clima e

tráfego. Nos ensaios realizados para este estudo foi fixada a frequência de 10Hz e a

temperatura de 20oC.


38

O software utilizado neste estudo para aquisição de dados do ensaio de flexão de viga apoiada

em quatro pontos fornece também outros parâmetros que podem ser obtidos desse ensaio.

Assim por exemplo, o módulo de elasticidade (E) da viga pode ser obtido da Equação 2.41.

14

432

22

kh

LS

hw

PLE ww Equação 2.41

Onde: P = força pico (kN);

Lw = espaçamento do vão de carregamento (tipicamente 118,5mm);

= deflexão pico no centro da viga (mm);

w = largura média da vigota (mm);



k = tensão cortante atual dividida pela tensão cortante (assumida 1,5);

= Módulo de Poisson.

O ângulo de fase, que é definido como o atraso entre o pico da tensão aplicada e o pico da

deformação registrada do corpo de prova, também é obtido durante o ensaio, e pode ser

calculado com a Equação 2.42.

sf 360 Equação 2.42

Onde: s = tempo defasado entre a P(média) e a (média), em segundos;

f = frequência de carregamento (Hz)

A energia dissipada pode ser definida como a perda de energia por ciclo em qualquer ensaio

dinâmico (Van Dijk, 1975; SHRP, 1995). No ensaio de fadiga por flexão de viga apoiada em

quatro pontos esse parâmetro pode ser determinado a cada ciclo por meio da Equação 2.43 e

a energia dissipada acumulada no final do ensaio é calculada com a Equação 2.44:

Equação 2.43

Equação 2.44

Onde: wi= energia dissipada no ciclo i;

i= amplitude da deformação no ciclo i;

Si= rigidez da mistura no ciclo i;


39

i= ângulo de fase entre a tensão e a deformação no ciclo i;

WN é a energia dissipada acumulada durante N ciclos.

Na próxima seção deste relatório são fornecidos mais detalhes da preparação dos corpos de

prova e da execução do ensaio de fadiga por flexão de viga apoiada em quatro pontos.


40

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Nesta seção do relatório são apresentados os materiais selecionados para desenvolvimento do

estudo. Também são citadas as normas empregadas para caracterização dos materiais e

dosagens desenvolvidas em laboratório, sendo que os ensaios de fadiga foram descritos com

maior detalhe na seção anterior. Finalmente é apresentada o planejamento fatorial utilizado

para avaliação dos resultados desta pesquisa.

3.1. MÉTODOS DE ENSAIO

3.1.1. Métodos de ensaio de agregados

Na Tabela 3.1 são apresentados os métodos de ensaio consultados e utilizados para

caracterização dos agregados minerais coletados para compor as misturas asfálticas deste

estudo.

Tabela 3.1: Métodos de ensaio relacionados aos agregados

AASHTO T 19-09 Bulk Density and Voids in Aggregate. American Association of State Highway and

Transportation Officials. AASHTO, Washington, D. C. 2009.

AASHTO T 326-05 Standard Method of Test for Uncompacted Void Content of Coarse Aggregate (As

Influenced by Particle Shape, Surface Texture, and Grading). American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D. C. 2005.

ABNT NBR 7809:2006

Agregado graúdo - Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2006.

ABNT NBR 12052:1992

Solo ou agregado miúdo - Determinação do equivalente de areia- Método de ensaio

ABNT NBR NM 45: 2006

Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2006.

ASTM C 1252-06 Standard Test Methods for Uncompacted Void Content of Fine Aggregate (as

Influenced by Particle Shape, Surface Texture, and Grading). ASTM - American Society of Testing and Materials, 2006.

ASTM C 127-07 Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption

of Coarse Aggregate. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2007.

ASTM C 128-07 REV A

Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine Aggregate. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2007.

ASTM C 131-06 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small Size Coarse Aggregate

by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2006.

ASTM C 136-06 Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. ASTM -

American Society of Testing and Materials, 2006.

ASTM D 4791-07 Standard Test Method for Flat Particles, Elongated Particles, or Flat and Elongated Particles in Coarse Aggregate. ASTM - American Society of Testing and Materials,

2007.

Caltrans SSP 39-700 A-10-01-01

Gap-graded (GG). California Department of Transportation, "Standard Special Provisions", Sacramento, CA, 2001.


41

3.1.2. Métodos de ensaio de ligantes asfálticos

Na Tabela 3.2 são apresentados os métodos de ensaio consultados e utilizados para

caracterização dos ligantes asfálticos selecionados para compor as misturas asfálticas deste

estudo.

Tabela 3.2: Métodos de ensaio relacionados ao ligante asfáltico

AASHTO M 320-09 Standard Specification for Performance Graded Asphalt Binder

ABNT NBR 11341:2008

Derivados de petróleo - Determinação do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland

ABNT NBR 12583:1992

Determinação da adesividade a ligante betuminoso de agregado graúdo

ABNT NBR 12584:1992

Determinação da adesividade a ligante betuminoso de agregado miúdo

ABNT NBR 14950:2003

Materiais betuminosos - Determinação da viscosidade Saybolt-Furol de material betuminoso

ABNT NBR 15086:2006

Materiais betuminosos - Determinação da recuperação elástica pelo dutilômetro

ABNT NBR 15184:2004

Materiais betuminosos - Determinação da viscosidade em temperatura elevada usando um viscosímetro rotacional. ABNT – Associação Brasileira de Normas

Técnicas, 2004.

ABNT NBR 15529:2007

Asfalto borracha - Propriedades reológicas de materiais não newtonianos por viscosímetro rotacional. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2007.

ABNT NBR 6293:2001

Materiais betuminosos - Determinação da ductilidade

ABNT NBR 6560:2008

Materiais betuminosos - Determinação do ponto de amolecimento - Método do Anel e Bola

ABNT NBR 6576:2007

Materiais asfálticos - Determinação da penetração

ASTM D 6816-02 Standard Practice for Determining Low-Temperature Performance Grade (PG) of

Asphalt Binders. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2002.

3.1.3. Métodos de ensaio de misturas asfálticas

Na Tabela 3.3 são apresentados os métodos de ensaio consultados e utilizados para execução

da dosagem das misturas asfálticas investigadas no estudo. Salienta-se que a dosagem das

dosagens foi realizada utilizando o compactador Marshall com a energia de 75 golpes por face

do corpo de prova. Os procedimentos e cálculos do projeto de mistura foram realizados de

acordo com a AASHTO M 320-09.

Já o ensaio de fadiga por flexão de viga foi executado seguindo as recomendações dadas na

AASHTO T 321.


42

Tabela 3.3: Métodos de ensaio relacionados às misturas asfálticas

AASHTO M 323-04 Superpave Volumetric Mix Design

AASHTO MP2-01 Standard Specifications for SUPERPAVE Volumetric Mix Design. American Association

of State Highway and Transportation Officials, Washington, D. C., 2001.

AASHTO T 176-08 Standard Method of Test for Plastic Fines in Graded Aggregates and Soils by Use of

the Sand Equivalent Test

AASHTO T 283-07 Standard Method of Test for Resistance of Compacted Hot Mix Asphalt (HMA) to

Moisture-Induced Damage. American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D. C., 2007.

AASHTO T 321 Determining the Fatigue life of Compacted Hot-Mix Asphalt (HMA) subjected to

repeated flexural bending

ABNT NBR 12891:1993

Dosagem de misturas betuminosas pelo método Marshall. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1993.

ABNT NBR 15087:2004

Determinação da resistência à tração por compressão diametral. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2004.

ABNT NBR 15573:2008

Determinação da massa específica aparente de corpos de prova compactados. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2008.

ABNT NBR 15619:2008

Determinação da massa específica máxima medida em amostras não compactadas. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2008.

ABNT NBR 15785:2010

Misturas asfálticas a quente - Utilização da aparelhagem Marshall para preparação dos corpos de prova com diferentes dimensões e aplicações. ABNT – Associação

Brasileira de Normas Técnicas, 2010.

ASTM D 2726-08 Standard Test Method for Bulk Specific Gravity and Density of Non-Absorptive

Compacted Bituminous Mixtures. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2008.

ASTM D 3203-94 Standard Test Method for Percent Air Voids in Compacted Dense and Open

Bituminous Paving Mixtures. ASTM - American Society of Testing and Materials, 1994.

ASTM D 3497-79 Standard Test Method for Dynamic Modulus of Asphalt Mixtures. ASTM - American

Society of Testing and Materials, 1979.

ASTM D 7369-09 Standard Test Method for Determining the Resilient Modulus of Bituminous Mixtures

by Indirect Tension Test. ASTM - American Society of Testing and Materials, 2009.

ASTM D7460-10 Standard test method for determining fatigue failure of compacted asphalt concrete

subjected to repeated flexural bending

ASTM E 206-72 Standard Definitions of Terms Relating to Fatigue Testing and Statistical Analysis of

Fatigue Data. ASTM - American Society of Testing and Materials, 1972.

DNER ES 318-97 Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CBUQ). DNER – Departamento Nacional de

Estradas de Rodagem, Rio de Janeiro, RJ, 1997.

DNIT ES 031-06 Concreto Asfáltico (CA). Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes,

Rio de Janeiro, RJ, 2006.

3.1.4. Descrição do ensaio de fadiga por compressão diametral com velocidade

controlada

Este ensaio possui a grande vantagem de permitir a obtenção de corpos de prova de forma

simples e rápida, pois são utilizadas as dimensões dos corpos de prova Marshall, os quais

podem ser obtidos por meio de todos os compactadores disponíveis e também extraídos do

campo. Para este trabalho, os corpos de prova foram moldados com o uso do compactador

Marshall. Além da facilidade da moldagem, o ensaio de fadiga de velocidade controlada

também é executado de maneira bem mais rápida do que o ensaio de fadiga de quatro pontos.


43

Foram moldados 9 corpos de prova de cada mistura, os quais são submetidos à aplicação de

cargas com três velocidades diferentes, 3 CPs para cada velocidade. O ensaio é realizado na

prensa de compressão diametral, a temperatura de 25oC, onde são lidas a carga de ruptura e o

deslocamento dos LVTD’s fixados no CP. Estes dados alimentam o software chamado Fadiga

2.0, que geram vários dados, tais como o K e n, utilizados no modelo de fadiga e que permitem

o traçado das curvas de fadiga. Cabe destacar que a evolução do ensaio de fadiga de

velocidade controlada ocorre como a do ensaio de resistência à tração, com diferentes

velocidades de aplicação de carga, e não como os ensaios de fadiga de quatro pontos e de

compressão diametral realizado pela COPPE/UFRJ, cujos corpos de prova são submetidos a

pulsos de cargas.

Outro dado de saída do programa Fadiga 2.0 é o Nf (vida de fadiga para eixo padrão de 8,2t),

valor tal que varia de acordo com a deflexão esperada do pavimento e que é considerado no

programa como um dos dados de entrada.

3.1.5. Descrição do ensaio de flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos

Este ensaio é descrito com maior detalhe, já que é pouco comum encontrar na bibliografia os

procedimentos adotados para moldagem dos corpos de prova utilizados e a própria execução

do ensaio.

3.1.5.1. Moldagem dos Corpos de Prova

A moldagem das vigotas utilizadas para o ensaio de fadiga em quatro pontos requer mais

tempo e cuidado do que a de fadiga de velocidade controlada, além da necessidade do uso de

equipamentos especiais.

O PReSBOX – IPC (Figura 3.1) é o compactador utilizado para a moldagem dos corpos de prova

para este ensaio, o qual utiliza o princípio do amassamento e produz prismas de 45 cm de

comprimento, 15 cm de largura e altura entre 14,5 cm e 18,5 cm. Estes prismas permitem a

extração de 4 vigotas que são obtidas por serragem utilizando o equipamento Autosaw – IPC

(Figura 3.2), que possui gabaritos para otimizar o corte, garantindo precisão das dimensões

das vigotas e rapidez de execução.


44

Figura 3.1: Compactador PReSBOX (IPC) empregado para moldagem de prismas de misturas

asfálticas

Figura 3.2: Autosaw (IPC) empregada para serragem dos prismas e obtenção das vigotas

3.1.5.2. Moldagem dos prismas de misturas asfálticas utilizando o compactador

PReSBOX

Na continuação são descritos os passos seguidos para produção dos prismas de misturas

asfálticas com o compactador PReSBOX. Essas informações poderão ser úteis no futuro em

outros estudos para manter uma padrão na produção de prismas.

Passo 1: Manter os acessórios (base do molde, quarteador, placas e recipientes) em estufa

durante pelo menos 1 hora antes de iniciar a moldagem.

Passo 2: Após ligar o computador e acessar o software, liberar o ar e verificar se a pressão é

superior a 800 kPa (8 bar) - pressão de operação entre 800 a 1000 kPa (8 a 10 bar).

Passo 3: Inserir os parâmetros para moldagem do bloco, solicitados pelos software do

compactador, como indica a Figura 3.3:

SPECIMEN DESCRIPTION: colocar informações para identificar a mistura;


45

BATCH NAME: nome ou identificação da mistura;

SPECIMEN WEIGHT (kg): peso – varia de 25 até 30 kg;

VERTICAL STRESS (kPa): 750 (valor recomendado para locais com tráfego pesado);

MAX DENSITY (kg/m3): densidade máxima da mistura (Gmm ou DMT);

SHEAR ANGLE (graus): de 2 a 6 graus, sendo recomendado trabalhar com 4 graus;

TERMINATION: selecionar a forma para “terminar” a moldagem:

- CYCLES: número de ciclos;

- HEIGHT (mm): altura do bloco.

- DENSITY (kg/m3): densidade da mistura (Gsb);

- AIR VOIDS (%): volume de vazios da mistura;

- On machine limit: a moldagem irá parar quando atingir um dos limites estipulados

na calibração.

Figura 3.3:Software do compactador PReSBOX (IPC)

Passo 4: Destravar o PReSBOX, girando o botão localizado na lateral esquerda do

equipamento para a posição UNLOCK (Figura 3.4).


46

Figura 3.4: Destravamento da PReSBOX (IPC)

Passo 5: Puxar o molde para fora, até sair completamente (Figura 3.5).

Figura 3.5: Extração do molde da PReSBOX (IPC)

Passo 6: Antes colocar a massa dentro do molde, inserir a base do molde e uma placa de

metal aquecida (Figura 3.6).

Figura 3.6: Posicionamento da base do molde

Passo 7: Lubrificar as paredes laterais do molde, assim como a placa de metal com óleo

vegetal para evitar a aderência da massa.

Passo 8: Inserir o quarteador sobre o molde, verificando se a parte inferior está

“fechada/travada”, como mostra a Figura 3.7.


47

Figura 3.7: Disposição do quarteador no molde

Passo 9: Colocar a mistura utilizando o quarteador para evitar a segregação da massa, (Figura

3.8).

Figura 3.8: Inserção da massa asfáltica no molde

Passo 10: Depois de colocar toda a massa asfáltica, destravar a alavanca do quarteador,

deixando a massa a massa asfáltica escorrer dentro do molde. Após essa ação, retirar o

quarteador, (Figura 3.9).


48

Figura 3.9: Retirada do quarteador do molde, após colocação da massa asfáltica

Passo 11: Utilizar a espátula para regularizar a mistura asfáltica dentro do molde, (Figura

3.10).

Figura 3.10: Regularização da superfície da massa asfáltica

Passo 12: Após colocada a massa asfáltica, inserir uma placa de metal aquecida sobre a

mesma para evitar sua aderência na base superior do molde; em seguida inserir a base

superior do molde sobre a placa de metal (Figura 3.11).


49

Figura 3.11: Colocação da placa metálica aquecida e da base superior do molde

Passo 13: Empurrar o molde suavemente até atingir a parede interna da PReSBOX, tomando

o cuidado para não bater e deslocar o sensor interno, (Figura 3.12).

Figura 3.12: Disposição do molde no interior do compactador PReSBOX (IPC)

Passo 14: Travar a PReSBOX, girando o botão localizado na lateral esquerda do equipamento

para a posição LOCK.

Passo 15: Verificar no software se os ícones LOCKED e CENTRED estão verdes, como mostra a

Figura 3.13; caso isso não aconteça, verificar se o molde está centralizado.


50

Figura 3.13: Software indicando que o molde foi travado e que é possível inicial a

compactação do prisma

Passo 16: Em seguida apertar o botão “START” do software, dando início ao processo de

moldagem.

Passo 17: Durante o processo de moldagem, o software irá produzir um gráfico do número de

ciclos por altura. Além disso, o software apresentará na tela os resultados obtidos durante o

processo:

- CYCLES: número de ciclos;

- HEIGHT (mm): altura do bloco;

- VERTICAL STRESS (kPa): pressão aplicada durante a moldagem;

- SHEAR STRESS (kPa): tensão de cisalhamento;

- AIR VOIDS (%): volume de vazios da mistura;

- DENSITY (kg/m3): densidade da mistura (Gsb);

- CYCLE PERIOD (s): tempo de cada ciclo;

Passo 18: Após o término da moldagem do bloco, os pistões localizados na parte inferior e

superior descem, empurrando o bloco para a posição inicial.


51

Passo 19: Em seguida, puxar o molde para fora e retirar a base de aço.

Passo 20: Para extrair o bloco do molde, girar o botão localizado na lateral esquerda do

equipamento para a posição UP.

Figura 3.14:Extração do corpo de prova prismático do PReSBOX (IPC)

Passo 21: Deixar o bloco esfriar sobre uma superfície lisa antes de realizar o corte das

vigotas, usualmente é necessário um período de 12 horas, no mínimo.

3.1.5.3. Corte dos prismas para obter as vigotas

Após a moldagem, os blocos são cortados para obter as dimensões adequadas para realizar o

ensaio de fadiga em quatro pontos. O equipamento utilizado é a Autosaw também da IPC.

Passo 1: Ligar a Autosaw e verificar se o botão “POWER” acende.

Passo 2: Antes de iniciar o corte, liberar o ar e verificar se a pressão é superior a 700 kPa (7

BAR) - a pressão de operação deve ser de 700 a 1000 kPa (7 a 10 BAR).

Passo 3: Para fixar o bloco prismático, colocar o botão na posição “PRISM CLAMP”. Para soltar

o bloco, colocar o botão na posição “PRISM RELEASE”.

Passo 4: Antes de iniciar o corte, abrir a torneira para liberar água.


52

Figura 3.15: Acionamento da Autosaw (IPC) e corte inicial dos prismas


53

Figura 3.16: Corte do prisma de mistura asfáltica e detalhe da serra Autosaw (IPC)


54

Figura 3.17: Corte final dos prismas e acabamento das vigotas

3.1.5.4. Execução do ensaio

Para o ensaio foram preparadas no mínimo nove vigotas de cada mistura asfáltica estudada. Já

que neste ensaio a deformação é controlada, fixaram-se inicialmente os valores de: 300µƐ,

450µƐ e 600µƐ, inicialmente. Posteriormente, devido ao tempo elevado de execução do ensaio

na menor deformação, empregou-se 350µƐ em vez de 300µƐ. Embora estas deformações

sejam bem maiores do que as apresentadas em campo (em torno de50 µƐ até 100µƐ), as

normas sugerem os ensaios (ASTM D7460-10 e AASHTO T 321) com deformações entre

200µƐ e 800µƐ.

A temperatura e frequência adotadas para o ensaio também foram as estabelecidas pelas

normas consultadas: 20oC±0,5oC e frequência de 10Hz, embora se saiba que para as condições

brasileiras estas condições deveriam ser revistas. As normas permitem a variação da

frequência entre 5Hz e 10Hz e o equipamento permite essa variação de frequência assim

como dispõe de uma câmara ambiental que permite a variação da temperatura entre -14oC e

60oC.


55

O software utilizado para aquisição de dados foi o UTS015, que é fornecido juntamente com o

equipamento. Um dos dados fornecido é a rigidez à flexão da viga, que é um dado importante,

já que é através dele que se determina a condição de fadiga da viga. Os dados de deflexão da

viga, deformação, energia dissipada, carga aplicada e ângulo de fase nas condições de

frequência e temperatura do ensaio, também são fornecidos a cada segundo.

3.1.5.5. Componentes do equipamento utilizado no ensaio

O conjunto para ensaio de fadiga é composto por componentes que permitem o controle da

frequência, carga, deformação e temperatura aplicadas durante o ensaio. São eles:

- Câmara ambiental

- Reservatório pneumático

- Equipamento de Fadiga

- Controlador IMACS

- Computador com software UTS015

a) Câmara ambiental: é o componente que permite o controle de temperatura de ensaio,

sua operação é independente e possui controle microprocessado de temperatura e

interruptores para acionamento das luzes e circulação de ar.

Figura 3.18: Detalhe da câmara ambiental utilizada no ensaio

b) Reservatório pneumático: é o componente que fornece o ar comprimido em condições

de operação para o equipamento de fadiga, em seu corpo está acoplado um regulador de

pressão e um secador para auxiliar nesta função.


56

Figura 3.19: Detalhe do reservatório pneumático

c) Equipamento de fadiga: é o responsável pela aplicação das cargas ao corpo de prova

(vigota). Ele possui um cilindro pneumático alimentado pelo reservatório pneumático e

controlado pelo IMACS conectado a um computador.

Figura 3.20: Detalhe do equipamento de fadiga

d) Controlador IMACS: é o componente responsável pelo controle e interfase de dados

equipamento - computador. Ele transforma os dados em sinais para operação do

equipamento de fadiga.

Figura 3.21: Detalhe do controlador IMACS

e) Computador com software UTS015: é necessário para inserção dos dados e

acompanhamento do ensaio. “O software fornece um relatório resumido com os


57

principais dados do ensaio e também permite exportar dados em arquivo “.csv” para uma

avaliação mais detalhada.

Figura 3.22: Detalhe do software UTS015

3.1.5.6. Operação do equipamento

Na continuação são detalhados os passos seguidos para operação e execução do ensaio de

fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos.

Passo 1: Ligar a câmara ambiental e fixar a temperatura de ensaio. Para fixar a temperatura

pressione o botão SET por alguns segundos (Figura 3.23).

Figura 3.23: Detalhe do controlador de temperatura da câmara ambiental

Em seguida pressionar as setas e para alterar a temperatura. Para fixar a temperatura,

apertar o botão SET novamente. Se a temperatura da câmara estiver mais alta do que a

desejada, ligar o compressor.

Após este procedimento, os corpos de prova que serão ensaiados são colocados nas

prateleiras no interior da câmara ambiental por pelo menos duas horas para garantir a

homogeneidade de temperatura para o ensaio.


58

Figura 3.24: Condicionamento das vigotas na temperatura do ensaio

Passo 2: Antes de iniciar o software UTS015, deve-se ligar o IMACS e verificar se a luz da conexão

USB está acessa, caso contrário deve-se verificar se o drive do hardware está instalado corretamente.

Figura 3.25: Acionamento do IMACS

Em seguida, ligar o computador e abrir o software UTS015. A luz verde (MAINS) e a luz

amarela (WARNING) do Virtual Pendant deverão estar ligadas, como mostra a Figura 3.26.

Figura 3.26: Verificação das opções MAINS e WARNING

Passo 3: Antes de iniciar qualquer procedimento, o equipamento de fadiga deve estar livre, sem

corpo de prova em seu interior e sem o gabarito utilizado para o posicionamento do CP.


59

Figura 3.27: Equipamento de fadiga com e sem gabarito

O regulador de pressão posicionado no reservatório pneumático deve estar marcando entre 8

e 10 bar, caso contrário, a manopla do regulador deve ser girada até o manômetro registrar a

pressão desejada.Caso o regulador de pressão esteja marcando zero, verificar se a válvula

anterior a este está fechada. Caso esteja, abrir esta válvula bem lentamente.

Na saída do reservatório para o equipamento de fadiga existe uma válvula que deverá estar

fechada durante o procedimento de ajuste da pressão do regulador. Feito o ajuste, a válvula

deverá ser aberta lentamente, de modo a impedir que haja golpes, devido à pressão, no

equipamento de fadiga. Estes golpes podem danificar o equipamento.

Figura 3.28: Detalhe da válvula e do regulador de pressão


60

Passo 4: Utilizando o Virtual Pendant do software, nivele o pistão do equipamento de fadiga de modo

a registrar a metade da barra do Transducers Levels, no nível A1A (Actuador displacement), como

mostra a Figura 3.29.

Figura 3.29: Nivelamento do atuador

Passo 5: Em seguida, posicione o gabarito e então insira o corpo de prova, tomando como

guia as marcações do equipamento.

Figura 3.30: Posicionamento da vigota no equipamento

Passo 6: Após inserir o corpo de prova, os clamps deverão ser acionados para fixação do CP e

impedir movimentos indesejáveis. Sempre devem ser fechados inicialmente os clamps

extremos para depois fechar os clamps centrais (Figura 3.31).

Figura 3.31: Acionamento dos clamps

Passo 7: Inserir os dados gerais no software na aba “general” como mostra a Figura 3.32.


61

Figura 3.32: Detalhe da aba General no software

Os dados que o sistema utiliza para aplicação da carga, frequência e cálculo da deformação são

apresentados nas abas specimen e test parameters. Na primeira aba devem ser inseridos os

dados relativos aos corpos de prova: identificação e dimensões. Na segunda aba devem ser

inseridos os dados de condição de ensaio:

Control mode: deformação controlada (strain).

Waveshape type: Forma de onda – Haversine

Loading pulse width: Determina a frequência a ser utilizada – 100msec / 10Hz

Peak tensile strain: Deformação adotada.

Initial stiffness calculated at cycle number: Rigidez inicial lida no ciclo Nº50

Defalt Poisson ratio: coeficiente de Poisson adotado 0,3.

Termination Stiffness (% of inicial Stiffness): Condição para término do ensaio –

50% da rigidez inicial.


62

Figura 3.33: Detalhe da aba Specimen do software

Figura 3.34: Detalhe da aba Test parameters do software

Passo 8: Após inserir todos os dados do ensaio, deve-se apertar o ícone start, salvar o arquivo

e observar se o equipamento está realizando os movimentos oscilatórios.

Passo 9: O equipamento encerrará o ensaio automaticamente. Depois de confirmado o encerramento,

o arquivo deverá ser salvo novamente.

Passo 10: Para retirada do corpo de prova, o gabarito deverá ser novamente colocado, em

seguida os clamps deverão ser abertos até chegarem ao limite e o corpo de prova retirado

cuidadosamente.


63

3.2. MATERIAIS

3.2.1. Agregados minerais

Os agregados minerais selecionados nesta pesquisa foram da Pedreira Pombal localizada no

Estado de Rio de Janeiro e da Pedreira Jambeiro localizada no Estado de São Paulo. Ambos

agregados são caracterizados como granito.

As pedreiras Pombal (RJ) e Jambeiro (SP) foram escolhidas para este estudo já que as

atividades de manutenção do pavimento, realizadas pela CCR NovaDutra na Rodovia

Presidente Dutra, empregam principalmente essas pedreiras.

Os agregados foram coletados nessas pedreiras nas frações comerciais:

Brita 1”;

Pedrisco ou Brita 0;

Pó de pedra.

As principais características dos agregados coletados na Pedreira Pombal (RJ) e Jambeiro (SP)

são apresentadas na Tabela 3.4.

Tabela 3.4: Características dos agregados das pedreiras Jambeiro (SP) e Pombal (RJ)

Parâmetro Fração do Agregado Analisada

Pedreira

JAMBEIRO POMBAL

Abrasão (%) Brita 1" 34,9 44,8

Pedrisco 33,7 47,4

Equivalente Areia (%) Pó de Pedra 58,1 64,1

Índice de Forma (% de partículas com relação >1:5)

Brita 1" 0 0

Pedrisco 3 0

Densidade efetiva

Brita 1" 2,646 2,801

Pedrisco 2,626 2,78

Pó de Pedra 2,678 2,849

Densidade real seca

Brita 1" 2,663 2,818

Pedrisco 2,656 2,807

Pó de Pedra 2,687 2,854

Densidade aparente (SSS)

Brita 1" 2,629 2,779

Pedrisco 2,597 2,743

Pó de Pedra 2,67 2,842

Absorção (%)

Brita 1" 0,5 0,5

Pedrisco 0,9 0,8

Pó de Pedra 0,2 0,1


64

Na Tabela 3.5 e na Tabela 3.6 são apresentadas as distribuições granulométricas das frações

de agregados coletados na Pedreira Jambeiro (SP), utilizadas na composição das misturas

asfálticas densas e descontínuas, respectivamente.

Tabela 3.5: Granulometria dos agregados da pedreira Jambeiro (SP) para as misturas

asfálticas densas

Peneira Fração Analisada

No. mm Brita 1 Pedrisco Pó de Pedra

1" 25 100 100 100

3/4" 19 100 100 100

1/2" 12,5 40,4 100 100

3/8" 9,5 14,5 98,6 100

Nº 4 4,75 2,3 15,6 97,1

Nº 10 2 1,5 5 71,6

Nº 40 0,42 1,2 2,6 41,4

Nº 80 0,18 1 1,9 25,5

Nº 200 0,075 0,6 1,2 14,1

Tabela 3.6: Granulometria dos agregados da pedreira Jambeiro (SP) para as misturas

asfálticas descontínuas


No. mm Pedrisco Pó de Pedra

1/2" 12,7 100 100

3/8" 9,52 98,6 100

Nº 4 4,76 15,6 97,1

Nº 8 2,6 5,5 74,7

Nº 16 1,18 3,6 59,5

Nº 30 0,6 2,9 47,7

Nº 50 0,3 2,3 34,5

Nº 100 0,15 1,8 23,6

Nº 200 0,074 1,2 14,1

Na Tabela 3.7 e na Tabela 3.8 são apresentadas as distribuições granulométricas das frações

de agregados coletados na Pedreira Pombal (RJ), utilizadas na composição das misturas

asfálticas densas e descontínuas, respectivamente.


65

Tabela 3.7: Granulometria dos agregados da pedreira Pombal (RJ) para as misturas asfálticas

densas


No. mm Brita 1 Pedrisco Pó de Pedra

1" 25 100 100 100

3/4" 19 100 100 100

1/2" 12,5 40,4 100 100

3/8" 9,5 14,5 98,6 100

Nº 4 4,75 2,3 15,6 97,1

Nº 10 2 1,5 5 71,6

Nº 40 0,42 1,2 2,6 41,4

Nº 80 0,18 1 1,9 25,5

Nº 200 0,075 0,6 1,2 14,1

Tabela 3.8: Granulometria dos agregados da pedreira Pombal (RJ) para as misturas asfálticas

descontínuas


No. mm Pedrisco Pó de Pedra

1/2" 12,7 95 100

3/8" 9,52 68,9 100

Nº 4 4,76 5,3 96,2

Nº 8 2,6 2,1 78,4

Nº 16 1,18 2 67

Nº 30 0,6 1,8 55,9

Nº 50 0,3 1,6 39,4

Nº 100 0,15 1,1 20,1

Nº 200 0,074 0,7 10

3.2.2. Ligantes Asfálticos

Os ligantes asfálticos mais utilizados pela CCR NovaDutra e também de interesse para

aplicações futuras foram selecionados neste estudo para compor as misturas asfálticas. O

planejamento da pesquisa estabeleceu cinco ligantes asfáltico descritos na continuação:

Ligante asfáltico convencional com penetração de 30 a 45dmm (CAP 30/45);

Ligante asfáltico modificado por borracha moída de pneus (CAP-Borracha);

Ligante asfáltico altamente modificado por polímero (CAP-HiMA);

Ligante asfáltico modificado polímero (CAP-Polímero);

Ligante asfáltico de alto módulo (CAP-Alto Módulo).


66

Nas Tabelas 3.9 a 3.13 são apresentadas as características dos ligantes asfálticos estudados

nesta pesquisa. Já na Tabela 3.14 são apresentadas as temperaturas de trabalho dos materiais

de usinagem e de compactação. Com relação aos ligantes asfálticos modificados, essas

temperaturas foram fornecidas pelo fabricante de cada produto.

Tabela 3.9: Características do ligante asfáltico CAP 30/45

Características Unidades Resultados Especificação Métodos de

CAP 30/45 Ensaios

Densidade g/dm3 1,013 - DNER ME-193

Viscosidade Brookfield a 135ºC, 20 rpm cP 505 mínimo 374 ABNT NBR

15184

Viscosidade Brookfield a 150ºC cP 244 mínimo 203 ABNT NBR

15184

Viscosidade Brookfield a 177ºC cP 85 76 - 285 ABNT NBR

15184

Penetração (100g, 5s, 25°C) (Pen) 0,1mm 33 30 - 45 ABNT NBR 6576

Ponto de Amolecimento (Pa) °C 54 mínimo 52 ABNT NBR 6560

Índice de Susceptibilidade Térmica (I) - -1,2 (-1,5) a (+0,7) ANP-R19

Espuma a 177°C - negativo negativo ANP-R19

Tabela 3.10: Características do ligante asfáltico modificado por borracha moída de pneu (CAP-

borracha)


Borracha AB8[B] Ensaios


Recuperação Elástica % 68 mínimo 50 NLT 329/91

Viscosidade Brookfield a 175ºC,20rpm,spindle 3)

% 1845 800 - 2000 ABNT NBR

15529


Ponto de Amolecimento (Pa) °C 62 mínimo 50 ABNT NBR 6560

Tabela 3.11: Características do ligante asfáltico altamente modificado por polímero (CAP-

HiMA)


Fabricante Ensaios


Viscosidade Brookfield a 135ºC, 20 rpm cP 1685 máximo 3000 ABNT NBR

15184

Viscosidade Brookfield a 150ºC cP 690 máximo 2000 ABNT NBR

15184


15184

Recuperação Elástica % 63,5 mínimo 60 NLT 329/91


mínimo 60 ABNT NBR 6560



67

Tabela 3.12: Características do ligante asfáltico modificado por polímero (CAP-Polímero)


CAP 60/85 Ensaios



15184


15184


15184

Recuperação Elástica % 60 mínimo 60 NLT 329/91


mínimo 60 ABNT NBR 6560


Tabela 3.13: Características do ligante asfáltico de alto módulo (CAP-Alto Módulo)


Fabricante Ensaios



15184

Viscosidade Brookfield a 150ºC 50rpm cP 897 máximo 2000 ABNT NBR

15184

Viscosidade Brookfield a 177ºC 100rpm cP 335 máximo 1000 ABNT NBR

15184

Penetração (100g, 5s, 25°C) (Pen) 0,1mm 17 10 a 25 ABNT NBR 6560

Ponto de Amolecimento (Pa) oC 67 mínimo 63 NBR 6560

Índice de Susceptibilidade Térmica (I) - 0 (1) a (0) ANP-R19


Tabela 3.14: Temperaturas de usinagem e de compactação de acordo com cada tipo de ligante

asfáltico

Ligante Asfáltico

CAP 30-45 AB8[B] CAP 60/85 CAP HiMA Alto

Módulo

Temperatura do ligante e da

mistura 156 a 162 172 a 178 172 a 176 168 a 172 177 a 182

Temperatura mínima para compactação

145 a 150 167 a 173 157 a 160 153 a 156 159 a 163


68

3.3. PLANEJAMENTO LABORATORIAL

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência do tipo de ligante asfáltico na vida de fadiga

de misturas asfálticas, utilizando o ensaio de flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos.

Além de avaliar o tipo de ligante asfáltico, também se investigou quatro faixas

granulométricas e duas fontes de agregados graníticos. Essa combinação de fatores e níveis

resultou em um planejamento fatorial com 40 experimentos, como mostra a Tabela 3.15.

O planejamento de experimentos tem como objetivo explorar as relações entre os fatores que

afetam um processo ou confirmar alguma hipótese. Auxilia também na organização dos

ensaios, podendo-se empregar técnicas diferentes de acordo com o tipo de análise esperada.

Em outras palavras, o planejamento ou projeto de um experimento ajuda a assegurar que os

dados coletados sejam relevantes e a fornecer o máximo de informações possíveis com um

número de ensaios suficiente e não superior ao necessário.

Tabela 3.15: Planejamento fatorial da pesquisa

FATOR

1 2 3

FONTE DE AGREGADOS

LIGANTE ASFÁLTICO FAIXAS

GRANULOMÉTRICAS

NÍVEIS

1. Jambeiro 2. Pombal

1. CAP 30/45 2. CAP Borracha 3. CAP Polímero 4. CAP HiMA 5. CAP Alto Módulo

1. Faixa III-DERSA 2. EGL 12,5mm 3. EGL 9,5mm 4. Gap Graded

2 5 4

TOTAL 40

Inicialmente, os materiais foram selecionados, de acordo ao interesse da Concessionária CCR

NovaDutra, e caracterizados em laboratório. As dosagens das misturas asfálticas foram

realizadas no Laboratório do Centro de Pesquisas Rodoviárias (CPR), para as quarenta

misturas asfálticas resultantes da combinação dos fatores estudados. Essas quarenta misturas

foram identificadas conforme apresenta a Tabela 3.16.


69

Tabela 3.16: Identificação das misturas asfálticas resultantes do planejamento fatorial

Mistura Asfáltica

Agregados Faixa

Granulométrica Ligante Asfáltico

1 Jambeiro III-DERSA CAP 30/45

2 Jambeiro III-DERSA Borracha

3 Jambeiro III-DERSA HiMA

4 Jambeiro III-DERSA Polímero

5 Jambeiro III-DERSA Alto-Módulo

6 Jambeiro EGL 12,5mm CAP 30/45

7 Jambeiro EGL 12,5mm Borracha

8 Jambeiro EGL 12,5mm HiMA

9 Jambeiro EGL 12,5mm Polímero

10 Jambeiro EGL 12,5mm Alto-Módulo

11 Jambeiro EGL 9,5mm CAP 30/45

12 Jambeiro EGL 9,5mm Borracha

13 Jambeiro EGL 9,5mm HiMA

14 Jambeiro EGL 9,5mm Polímero

15 Jambeiro EGL 9,5mm Alto-Módulo

16 Jambeiro GAP CAP 30/45

17 Jambeiro GAP Borracha

18 Jambeiro GAP HiMA

19 Jambeiro GAP Polímero

20 Jambeiro GAP Alto-Módulo

21 Pombal III-DERSA CAP 30/45

22 Pombal III-DERSA Borracha

23 Pombal III-DERSA HiMA

24 Pombal III-DERSA Polímero

25 Pombal III-DERSA Alto-Módulo

26 Pombal EGL 12,5mm CAP 30/45

27 Pombal EGL 12,5mm Borracha

28 Pombal EGL 12,5mm HiMA

29 Pombal EGL 12,5mm Polímero

30 Pombal EGL 12,5mm Alto-Módulo

31 Pombal EGL 9,5mm CAP 30/45

32 Pombal EGL 9,5mm Borracha

33 Pombal EGL 9,5mm HiMA

34 Pombal EGL 9,5mm Polímero

35 Pombal EGL 9,5mm Alto-Módulo

36 Pombal GAP CAP 30/45

37 Pombal GAP Borracha

38 Pombal GAP HiMA

39 Pombal GAP Polímero

40 Pombal GAP Alto-Módulo


70

Já que o estudo foca-se principalmente à influência do tipo de ligante asfáltico, selecionaram-

se cinco cores que serão utilizados na apresentação dos resultados para facilitar a visualização

e identificação de cada ligante asfáltico. Na Figura 3.35 são apresentadas essas cores

selecionadas.

Figura 3.35: Cores utilizadas no relatório para identificar os ligantes asfálticos estudados

Após a dosagem das misturas asfálticas, nove corpos de prova cilíndricos foram moldados no

compactador Marshall no teor de ligante asfáltico de projeto para execução do ensaio de

fadiga por velocidade controlada.

Para o ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos, foram moldados

quatro prismas a partir dos quais foram obtidas no mínimo nove vigotas utilizadas no ensaio,

conforme descrito na anteriormente neste relatório. Vale notar que, tanto neste ensaio como

no ensaio de fadiga por velocidade controlada, utilizaram-se apenas os corpos de prova que

atenderam os critérios volumétricos especificados para cada tipo de mistura asfáltica.


71

4. RESULTADOS

Nesta seção do relatório é apresentada inicialmente a dosagem das misturas asfálticas

definidas para o estudo. Posteriormente apresentam-se os resultados do ensaio de fadiga por

velocidade controlada e finalmente os resultados do ensaio de fadiga por flexão de viga

apoiada em quatro pontos.

4.1. DOSAGEM DAS MISTURAS ASFÁLTICAS

4.1.1. Mistura asfáltica Faixa III-DERSA

Na Tabela 4.1 é apresentada a especificação da Faixa III-DERSA, assim como a granulometria

obtida para os agregados das Pedreiras Jambeiro (SP) e Pombal (RJ). As Tabelas 4.2 e 4.3

apresentam um resumo dos parâmetros resultantes da dosagem realizada com os cinco

ligantes asfálticos estudados e agregados de Jambeiro (SP) e Pombal (RJ), respectivamente.

Tabela 4.1: Granulometria obtida na Faixa III-DERSA para os agregados Jambeiro e Pombal

Peneiras FAIXA III-DERSA

# mm Mínimo Máximo JAMBEIRO POMBAL

1" 25,0 100 100 100,0 100,0

3/4" 19,0 100 100 100,0 100,0

1/2" 12,5 80 100 85,1 92,8

3/8" 9,5 70 90 78,3 84,3

Nº 4 4,75 50 70 53,1 50,0

Nº 10 2,00 33 48 37,9 39,7

Nº 40 0,42 15 25 22,5 28,0

Nº 80 0,18 8 17 14,6 18,4

Nº 200 0,075 4 10 8,6 8,4


72

Tabela 4.2: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa III-DERSA com os ligantes

asfálticos estudados e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

ID MISTURA 1 2 3 4 5

Fonte de Agregados Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro

Faixa Granulométrica III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA

Ligante Asfáltico CAP

30/45 BORRACHA HiMA POLÍMERO

ALTO-MÓDULO

Teor de Ligante Asfáltico em peso (%) 4,5 5,3 4,6 4,6 4,5

Absorção de asfalto pelo agregado (%) 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3

Densidade do ligante asfáltico (g/cm3) 1,013 1,031 1,011 1,006 1,063

Tamanho máximo nominal do agregado (mm) 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5

Densidade aparente dos agregados combinados (g/cm3)

2,638 2,638 2,638 2,638 2,638

Densidade efetiva dos agregados combinados (g/cm3)

2,655 2,655 2,655 2,656 2,656

Densidade aparente da mistura compactada (g/cm3)

2,378 2,35 2,371 2,366 2,369

Densidade máxima da mistura (g/cm3) 2,474 2,45 2,47 2,469 2,471

Volume de vazios de projeto (%) 3,9 4,1 4,0 4,2 4,1

Vazios de agregado mineral (%) 13,9 15,6 14,2 14,4 14,2

Vazios cheios de asfalto (%) 72,1 73,8 71,8 70,9 71,0

Resistência à tração (MPa) 2,5 1,7 2,4 1,9 2,0

Relação Fíler/Asfalto 2,0 1,7 2,0 2,0 1,9

Teor de Ligante Asfáltico em volume (%) 11,0 12,6 11,2 11,3 11,0


73

Tabela 4.3: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa III-DERSA com os ligantes

asfálticos estudados e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

ID MISTURA 21 22 23 24 25

Fonte de Agregados POMBAL POMBAL POMBAL POMBAL POMBAL

Faixa Granulométrica III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA



ALTO-MÓDULO

Teor de Ligante Asfáltico em peso (%) 5 5,7 5 4,9 5





2,786 2,786 2,786 2,786 2,786


2,805 2,805 2,809 2,805 2,805


2,47 2,45 2,474 2,473 2,467








4.1.2. Mistura asfáltica EGL 12,5mm

Na Tabela 4.4 é apresentada a especificação da Faixa EGL 12,5mm, assim como a

granulometria obtida para os agregados das Pedreiras Jambeiro (SP) e Pombal (RJ). As

Tabelas 4.5 e 4.6 apresentam um resumo dos parâmetros resultantes da dosagem realizada

com os cinco ligantes asfálticos estudados e agregados de Jambeiro (SP) e Pombal (RJ),

respectivamente.


74

Tabela 4.4: Granulometria obtida na Faixa EGL 12,5mm para os agregados Jambeiro e Pombal

Peneiras FAIXA EGL 12,5mm


1" 25,0 100 100 100,0 100,0

3/4" 19,0 100 100 100,0 100,0

1/2" 12,5 90 100 94,0 91,4

3/8" 9,5 80 95 90,7 81,0

Nº 4 4,75 40 60 44,5 39,4

Nº 10 2,00 25 40 29,7 30,6

Nº 40 0,42 10 20 17,7 22,0

Nº 80 0,18 5 15 11,6 14,7

Nº 200 0,075 2 10 7,1 7,1

Tabela 4.5: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa EGL 12,5mm com os

ligantes asfálticos estudados e agregados da pedreira Jambeiro (SP)

ID MISTURA 6 7 8 9 10

Fonte de Agregados JAMBEIRO JAMBEIRO JAMBEIRO JAMBEIRO JAMBEIRO

Faixa Granulométrica EGL-12,5 EGL-12,5 EGL-12,5 EGL-12,5 EGL-12,5



ALTO-MÓDULO






2,623 2,623 2,623 2,623 2,623


2,644 2,641 2,641 2,644 2,644


2,357 2,326 2,346 2,355 2,333



Vazios de agregado mineral (%) 14,3 16,4 15 14,4 15,1






75


ligantes asfálticos estudados e agregados da pedreira Pombal (RJ)

ID MISTURA 26 27 28 29 30


Faixa Granulométrica EGL-12.5 EGL-12.5 EGL-12.5 EGL-12.5 EGL-12.5



ALTO-MÓDULO






2,773 2,777 2,777 2,777 2,773


2,798 2,802 2,801 2,798 2,798


2,483 2,459 2,487 2,485 2,483




Vazios cheios de asfalto (%) 73 74,7 72,8 73,1 72,9




4.1.3. Mistura asfáltica EGL 9,5mm

Na Tabela 4.7 é apresentada a especificação da Faixa EGL 9,5mm, assim como a granulometria

obtida para os agregados das Pedreiras Jambeiro (SP) e Pombal (RJ). As Tabelas 4.8 e 4.9

apresentam um resumo dos parâmetros resultantes da dosagem realizada com os cinco

ligantes asfálticos estudados e agregados de Jambeiro (SP) e Pombal (RJ), respectivamente.


76

Tabela 4.7: Granulometria obtida na Faixa EGL 12,5mm para os agregados Jambeiro e Pombal

Peneiras FAIXA EGL 9,5mm


1" 25,0 100 100 100,0 100,0

3/4" 19,0 100 100 100,0 100,0

1/2" 12,5 100 100 100,0 99,9

3/8" 9,5 90 100 99,2 90,9

Nº 4 4,75 40 65 49,9 42,4

Nº 10 2,00 25 45 33,4 32,6

Nº 40 0,42 13 24 19,7 23,6

Nº 80 0,18 8 17 12,9 15,9

Nº 200 0,075 4 10 7,8 7,7

Tabela 4.8: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa EGL 9,5mm com os ligantes

asfálticos estudados e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

ID MISTURA 11 12 13 14 15


Faixa Granulométrica EGL-9,5 EGL-9,5 EGL-9,5 EGL-9,5 EGL-9,5



ALTO-MÓDULO

Teor de Ligante Asfáltico em peso (%) 4,8 5,6 5 5,1 4,8





2,624 2,624 2,624 2,624 2,624


2,642 2,644 2,642 2,645 2,645


2,355 2,333 2,338 2,334 2,316




Vazios cheios de asfalto (%) 72,5 75 71,5 71,6 72,8





77


ligantes asfálticos estudados e agregados da pedreira Pombal (RJ)

ID MISTURA 31 32 33 34 35


Faixa Granulométrica EGL-9.5 EGL-9.5 EGL-9.5 EGL-9.5 EGL-9.5



ALTO-MÓDULO






2,777 2,777 2,777 2,777 2,777


2,802 2,801 2,803 2,803 2,802


2,483 2,452 2,481 2,481 2,469








4.1.4. Mistura asfáltica Gap Graded

Na Tabela 4.10 é apresentada a especificação da Faixa Gap Graded, assim como a

granulometria obtida para os agregados das Pedreiras Jambeiro (SP) e Pombal (RJ). As

Tabelas 4.11 e 4.12 apresentam um resumo dos parâmetros resultantes da dosagem realizada

com os cinco ligantes asfálticos estudados e agregados de Jambeiro (SP) e Pombal (RJ),

respectivamente.


78

Tabela 4.10: Granulometria obtida na Faixa EGL 12,5mm para os agregados Jambeiro e

Pombal

Peneiras GAP GRADED (CALTRANS)


1/2" 12,7 100 100 100,0 96,4

3/8" 9,5 80 100 99,0 77,3

Nº 4 4,76 25 40 37,6 29,9

Nº 8 2,60 19 32 24,6 23,0

Nº 16 1,18 16 22 19,3 20,0

Nº 30 0,60 10 18 15,8 17,1

Nº 50 0,30 8 13 11,9 12,7

Nº 100 0,15 6 10 8,8 7,4

Nº 200 0,074 4 7 5,8 4,4

Tabela 4.11: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa Gap Graded com os

ligantes asfálticos estudados e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

ID MISTURA 16 17 18 19 20


Faixa Granulométrica GAP GAP GAP GAP GAP



ALTO-MÓDULO

Teor de Ligante Asfáltico em peso (%) 4,7 5,9 5,2 5 4,7





2,613 2,613 2,613 2,613 2,613


2,637 2,645 2,643 2,641 2,645


2,27 2,294 2,314 2,315 2,298



Vazios de agregado mineral (%) 15,1 17,4 16 15,8 16,2

Vazios cheios de asfalto (%) 66,2 69,8 68,6 67 68,4





79

Tabela 4.12: Parâmetros obtidos na dosagem das misturas da Faixa Gap Graded com os

ligantes asfálticos estudados e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

ID MISTURA 36 37 38 39 40


Faixa Granulométrica GAP GAP GAP GAP GAP



ALTO-MÓDULO

Teor de Ligante Asfáltico em peso (%) 4,3 5 4,5 4,3 4,3





2,771 2,771 2,771 2,771 2,771


2,784 2,777 2,783 2,782 2,784


2,463 2,436 2,452 2,467 2,486








4.2. ENSAIO DE FADIGA POR VELOCIDADE CONTROLADA

O software Fadiga 2.0 foi utilizado para calcular os parâmetros das leis de fadiga utilizando o

ensaio de ruptura diametral por velocidade controlada. Além desses parâmetros, outras

características das misturas asfálticas também são obtidas, conforme a bibliografia descrita na

segunda seção deste relatório.

4.2.1. Leis de Fadiga

Na Tabela 4.13 são apresentados os resultados de vida de fadiga das quarenta misturas

asfálticas estudadas. Nessa tabela são apresentados os parâmetros K e n, componentes do

modelo de fadiga, conforme à Equação 2.18 apresentada na segunda seção deste relatório.

Nessa tabela também se apresenta o coeficiente de regressão R2, que indica o ajuste do

modelo com relação aos dados obtidos laboratorialmente. Ainda Na Tabela 4.13 é apresentada

a vida de fadiga prevista pelo software Fadiga 2.0, considerando um pavimento com

revestimento asfáltico de 100mm e deflexão do pavimento inicial de 50x10-2mm.


80

Os resultados da Tabela 4.13 são também apresentados na forma de gráficos de barra nas

Figuras 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, para as misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA, EGL

12,5mm, EGL 9,5mm e Gap Graded, respectivamente.


81

Tabela 4.13: Parâmetros das leis de fadiga e previsão de vida de fadiga determinada no

software Fadiga 2.0

Mistura Agregados Faixa Granulom. Ligante Asfáltico K n R2 Nf

1 Jambeiro III-DERSA CAP 30/45 2,63E-07 3,442 0,81 7,92E+05

2 Jambeiro III-DERSA Borracha 1,14E-07 3,662 0,68 2,07E+06

3 Jambeiro III-DERSA HiMA 5,24E-07 3,351 0,76 9,90E+05

4 Jambeiro III-DERSA Polímero 4,99E-08 3,926 0,62 5,60E+06

5 Jambeiro III-DERSA Alto-Módulo 4,90E-08 3,721 0,74 5,05E+06

6 Jambeiro EGL 12,5mm CAP 30/45 3,73E-07 3,507 0,81 1,60E+06

7 Jambeiro EGL 12,5mm Borracha 6,22E-07 3,353 0,88 7,84E+05

8 Jambeiro EGL 12,5mm HiMA 4,06E-08 3,923 0,59 3,85E+06

9 Jambeiro EGL 12,5mm Polímero 2,09E-07 3,568 0,47 1,12E+06

10 Jambeiro EGL 12,5mm Alto-Módulo 2,98E-07 3,495 0,67 8,02E+06

11 Jambeiro EGL 9,5mm CAP 30/45 3,89E-08 3,904 0,73 3,54E+06

12 Jambeiro EGL 9,5mm Borracha 8,32E-09 4,24 0,93 1,42E+07

13 Jambeiro EGL 9,5mm HiMA 1,99E-08 4,059 0,84 1,57E+07

14 Jambeiro EGL 9,5mm Polímero 1,63E-06 3,153 0,74 3,49E+05

15 Jambeiro EGL 9,5mm Alto-Módulo 6,54E-07 3,643 0,70 1,09E+07

16 Jambeiro GAP CAP 30/45 7,40E-07 3,279 0,84 4,60E+05

17 Jambeiro GAP Borracha 2,60E-06 2,979 0,87 1,04E+05

18 Jambeiro GAP HiMA 4,00E-07 3,461 0,84 1,38E+06

19 Jambeiro GAP Polímero 5,56E-06 2,808 0,66 6,10E+04

20 Jambeiro GAP Alto-Módulo 7,54E-07 3,12 0,54 5,69E+05

21 Pombal III-DERSA CAP 30/45 1,07E-06 3,284 0,92 605732,2

22 Pombal III-DERSA Borracha 1,01E-07 3,816 0,76 3,79E+06

23 Pombal III-DERSA HiMA 1,89E-08 4,118 0,78 4,41E+07

24 Pombal III-DERSA Polímero 1,74E-08 4,107 0,78 4,41E+07

25 Pombal III-DERSA Alto-Módulo 1,29E-08 3,998 0,72 8,75E+06

26 Pombal EGL 12,5mm CAP 30/45 2,42E-08 4,07 0,85 8237080

27 Pombal EGL 12,5mm Borracha 7,65E-09 4,355 0,89 5,35E+07

28 Pombal EGL 12,5mm HiMA 1,45E-07 3,689 0,80 3,33E+06

29 Pombal EGL 12,5mm Polímero 1,74E-08 4,127 0,78 1,40E+07

30 Pombal EGL 12,5mm Alto-Módulo 1,66E-08 4,058 0,68 9,53E+06

31 Pombal EGL 9,5mm CAP 30/45 4,96E-09 4,467 0,86 68850170

32 Pombal EGL 9,5mm Borracha 1,04E-10 5,311 0,90 3,32E+09

33 Pombal EGL 9,5mm HiMA 5,14E-08 3,853 0,46 3,45E+06

34 Pombal EGL 9,5mm Polímero 4,14E-09 4,438 0,76 3,93E+07

35 Pombal EGL 9,5mm Alto-Módulo 9,55E-08 4,028 0,68 2,16E+07

36 Pombal GAP CAP 30/45 3,85E-07 3,442 0,85 1349000

37 Pombal GAP Borracha 2,77E-07 3,523 0,45 1,30E+06

38 Pombal GAP HiMA 1,40E-06 3,118 0,96 2,74E+05

39 Pombal GAP Polímero 3,27E-06 2,936 0,90 1,36E+05

40 Pombal GAP Alto-Módulo 4,26E-07 3,35 0,75 8,56E+05


82

Nota-se na Figura 4.1 que na mistura asfáltica Faixa III-DERSA, os maiores valores de vida de

fadiga previstos são obtidos para a mistura asfáltica com ligante asfáltico HiMA e agregados

da Pedreira Pombal (RJ). Em relação à fonte de agregados, nota-se que as misturas asfálticas

com agregados da Pedreira Pombal (RJ) tendem a apresentar maiores vidas de fadiga.

Figura 4.1: Previsão de vida de fadiga previsto para as misturas asfálticas com granulometria

Faixa III-DERSA

A Figura 4.2 apresenta a previsão de fadiga das misturas asfálticas com granulometria EGL

12,5mm. Observa-se que na mistura asfáltica com ligante asfáltico modificado por borracha

moída de pneus (CAP-Borracha) e agregados da Pedreira Pombal (RJ), é a que apresenta

maior previsão de vida de fadiga. As demais misturas com ligantes asfálticos modificados

apresentaram uma vida de fadiga muito próxima à obtida na mistura asfáltica com CAP30/45.

Em relação à fonte de agregados, nota-se que as misturas asfálticas com agregados da

Pedreira Pombal (RJ) tendem a apresentar maiores vidas de fadiga.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

CAP 30/45 Borracha HiMA Polímero Alto-Módulo

Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


83


Faixa EGL 12,5mm

Os resultados de vida de fadiga das misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm

são apresentados na Figura 4.3. Nota-se que também nessa granulometria a mistura asfáltica

com o CAP-Borracha e com agregados da Pedreira Pombal (RJ) destaca-se pela elevada vida

de fadiga. Novamente, as misturas asfálticas compostas pelos demais ligantes asfálticos

apresentam comportamento de fadiga muito próximo. As misturas asfálticas com agregados

da Pedreira Pombal (SP) tendem a apresentar maior vida de fadiga, com relação às misturas

asfálticas com agregados da Pedreira Jambeiro (SP).

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


84

Figura 4.3 Previsão de vida de fadiga previsto para as misturas asfálticas com granulometria

Faixa EGL 9,5mm

Nota-se na Figura 4.4 que a vida de fadiga prevista nas misturas asfálticas com granulometria

descontína Faixa Gap Graded, foi muito próxima, para os ligantes asfálticos testados. Destaca-

se o valor baixo da vida de fadiga da mistura asfáltica com CAP-Polímero. Existe uma

tendência de maior vida de fadiga nas misturas asfálticas com agregados da Pedreira Pombal

(RJ).

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


85


Faixa Gap Graded

Nota-se ainda nas Figuras 4.1 a 4.4, que os maiores valores de previsão de vida de fadiga

foram obtidos na mistura asfáltica com granulometria EGL 9,5mm. Esse comportamento pode

ser atribuído aos maiores valores de teor de ligante asfáltico de projeto obtidos para essa

mistura, quando comparados com os teores de dosagem das misturas com granulometria EGL

12,5mm e Faixa III-DERSA. Com relação à mistura de granulometria descontínua Gap Graded,

a menor vida de fadiga prevista pode ser atribuída ao maior volume de vazios utilizado na

compactação dos corpos de prova, conforme indicado pela especificação dessa faixa

granulométrica (Caltrans).

4.2.2. Previsão de vida de fadiga para outros níveis de deformação

As leis de fadiga determinadas no ensaio de ruptura diametral por velocidade controlada

foram utilizadas para prever a vida de fadiga que aconteceria nos níveis de deformação

utilizados no ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos, isto é, 300,

450 e 600microstrain. Os resultados dessa previssão são apresentados nas Figuras 4.5 a 4.8.

De modo geral observa-se nessas figuras que os misturas asfálticas com ligante asfáltico

altamente modificado por polímeros (CAP-HiMA) e modificado por borracha de pneu moído

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


86

(CAP-Borracha), foram as que apresentaram maior expectativa de vida de fadiga nas quatro

faixas granulométricas estudadas, com exceção da mistura com Faixa III-DERSA e agregados

da Pedreira Jambeiro, na qual a maior vida de fadiga foi obtida com o CAP-Polímero .

Figura 4.5: Previsão de vida de fadiga para as deformações de 300, 450 e 600microstrain, nas

misturas asfálticas de granulometria Faixa III-DERSA, para: a) Agregados Jambeiro; b)

Agregados Pombal


misturas asfálticas de granulometria Faixa EGL 12,5mm, para: a) Agregados Jambeiro; b)

Agregados Pombal

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra

Deformação (microstrain)(a)

Faixa III-DERSA

CAP 30/45CAP-BorrachaCAP-HiMACAP-PolímeroCAP-Alto Mod.

300 450 6001,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa III-DERSA


300 450 600

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa EGL 12,5mm


300 450 6001,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa EGL 12,5mm


300 450 600


87


misturas asfálticas de granulometria EGL 9,5mm, para: a) Agregados Jambeiro; b) Agregados

Pombal


misturas asfálticas de granulometria Faixa Gap Graded, para: a) Agregados Jambeiro; b)

Agregados Pombal

Observa-se também nas Figuras 4.5 a 4.8 que as misturas asfálticas com agregados da

Pedreira Pombal (RJ), tendem a apresentar maior vida de fadiga, quando comparadas com as

misturas compostas por agregados da Pedreira Jambeiro (SP).

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa EGL 9,5mm


300 450 6001,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

1,0E+15

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa EGL 9,5mm


300 450 600

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa Gap Graded


300 450 6001,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

1,0E+09

1,0E+10

1,0E+11

1,0E+12

1,0E+13

1,0E+14

1,0E+15

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


Faixa Gap Graded


300 450 600


88

4.2.3. Outros parâmetros obtidos no ensaio

Como foi citado anteriormente, outros parâmetros também são obtidos do ensaio de fadiga

por ruptura diametral com velocidade controlada, com a ajuda do software Fadiga 2.0. Esses

parâmetros são apresentados nos anexos deste relatório.

4.3. ENSAIO DE FADIGA POR FLEXÃO CÍCLICA DE VIGA APOIADA EM QUATRO PONTOS

O software utilizado para execução desse ensaio fornece vários parâmetros, como foi descrito

nas seções anteriores deste relatório. Inicialmente são apresentados os resultados obtidos

relacionados à vida de fadiga das quarenta misturas asfálticas estudadas e, posteriormente,

apresentam-se a rigidez na flexão e o ângulo de fase. Os demais parâmetros obtidos são

apresentados nos Anexos deste relatório.

4.3.1. Leis de fadiga

Neste ensaio foram utilizadas as deformações de 300, 450 e 600 microstrain ()para testar

as misturas asfálticas selecionadas, em algumas misturas optou-se por utilizar 350 no lugar

de 300, já que os tempos de ensaio eram demasiado elevados. O número de ciclos (Nf)

necessário para atingir 50% da rigidez inicial foi considerado o estágio no qual iniciam-se as

microfissuras de fadiga. Assim, foi utilizada a regressão simples linear com os dados de

deformação aplicada e o Nf, para determinação das leis de fadiga das quarenta misturas

asfálticas.

Os resultados de Nf em função da deformação aplicada durante o ensaio são apresentados da

Figura 4.9 até a Figura 4.12 , para as diferentes granulometrias, ligantes asfálticos e fontes de

agregados. Os resultados completos para todos os corpos de prova testados são apresentados

nos Anexos deste relatório.


89

Figura 4.9: Nf nas misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA, para: (a) agregados

de Jambeiro-São Paulo; (b) Pombal-Rio de Janeiro

Figura 4.10: Nf nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 12,5mm, para: (a)

agregados de Jambeiro-São Paulo; (b) Pombal-Rio de Janeiro

y = 5E+18x-5,408

R² = 0,9479

y = 9E+20x-5,99

R² = 0,8194

y = 6E+15x-4,175

R² = 0,7939

y = 2E+17x-4,726

R² = 0,8789

y = 3E+23x-7,085

R² = 0,9604

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra

Deformação (microstrain)(b)

CAP30/45CAP-BorrachaCAP-HiMACAP-PolímeroCAP-Alto Mod.

300 450 600

y = 3E+15x-4,221

R² = 0,953

y = 1E+22x-6,333

R² = 0,9739

y = 1E+22x-6,623

R² = 0,9787

y = 4E+14x-3,932

R² = 0,8527y = 4E+25x-7,958

R² = 0,9517

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra



300 450 600

y = 1E+16x-4,459

R² = 0,9746

y = 1E+23x-6,945

R² = 0,9575

y = 3E+17x-4,949

R² = 0,9202

y = 4E+21x-6,415

R² = 0,9611

y = 3E+13x-3,348

R² = 0,8632

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra

Deformação (microstrain)(b)


300 450 600

y = 2E+13x-3,457

R² = 0,9669

y = 5E+25x-7,84

R² = 0,9237

y = 5E+23x-7,187

R² = 0,9458

y = 5E+18x-5,385

R² = 0,9799

y = 7E+20x-6,155

R² = 0,9481

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra



300 450 600


90

Figura 4.11: Nf nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm, para: (a)


Figura 4.12: Nf nas misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded, para: (a)


De modo geral, nota-se nas Figuras 4.9 a 4.12 que as misturas asfálticas compostas pelo

ligante asfáltico modificado por pó de borracha moída tende a apresentar as maiores vidas de

fadiga na execução dos ensaios, independentemente da faixa granulométrica e da fonte de

agregados. Vale notar que as misturas asfálticas com CAP-Borracha apresentaram também

maiores teores de ligante asfáltico de projeto. Assim, resulta difícil estabelecer se a maior vida

de fadiga pode ser atribuída ao tipo de ligante asfáltico, neste caso o CAP-Borracha, ou ao

emprego de maior teor de ligante asfáltico.

Também nas figuras apresentadas, observa-se que para deformações elevadas, o nível de

fadiga parece ser similar para todas as misturas asfálticas, e o tipo de ligante asfáltico

utilizado não influencia nesse parâmetro. Assim, poderia se afirmar que nas estruturas que

y = 2E+15x-4,244

R² = 0,9102

y = 3E+28x-8,692

R² = 0,945

y = 9E+21x-6,525

R² = 0,9411

y = 1E+19x-5,48

R² = 0,9737

y = 8E+16x-4,697

R² = 0,9113

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra

Deformação (microstrain)


300 450 600

y = 5E+17x-5,021

R² = 0,9661

y = 1E+23x-6,64

R² = 0,9698

y = 2E+21x-6,31

R² = 0,9885

y = 5E+19x-5,655

R² = 0,9781

y = 5E+17x-4,964

R² = 0,9282

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra



300 450 600

y = 2E+15x-4,182

R² = 0,9503

y = 2E+24x-7,378

R² = 0,9954

y = 4E+20x-6,057

R² = 0,9455

y = 3E+16x-4,486

R² = 0,9388

y = 2E+24x-7,478

R² = 0,9196

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


CAP30/45

CAP-Borracha

CAP-HiMA

CAP-Polímero

CAP-Alto Mod.

300 450 600

y = 2E+16x-4,573

R² = 0,9638

y = 1E+22x-6,327

R² = 0,8925

y = 7E+22x-6,793

R² = 0,986

y = 3E+19x-5,577

R² = 0,976

y = 3E+21x-6,326

R² = 0,9818

1,0E+03

1,0E+04

1,0E+05

1,0E+06

1,0E+07

1,0E+08

100 1000

Nú

me

ro d

e C

iclo

s at

é a

Ru

ptu

ra


CAP30/45

CAP-Borracha

CAP-HiMA

CAP-Polímero

CAP-Alto Mod.

300 450 600


91

apresentam elevadas deformações o trincamento por fadiga aconteceria para um número de

ciclos de carregamentos do eixo padrão mais ou menos igual para todas as misturas asfálticas.

4.3.1.1. Efeito do tipo de ligante asfáltico na vida de fadiga

Na Tabela 4.14 são apresentados os coeficientes k1 e k2 das leis de fadiga obtidos da regressão

simples linear realizada. Para efeitos de comparação, empregaram-se esses coeficientes para

estimar a vida de fadiga (Nf) que resultaria em uma estrutura de pavimento com deformação

fixa de 100 microstrain, valor aproximado de deformação que acontece nos pavimentos

asfálticos. Esses valores de Nf também são apresentados na Tabela 4.14 e nas Figuras 4.13 a

4.16.


92

Tabela 4.14: Leis de fadiga para as misturas asfálticas estudadas e Nf para deformação de

100microstrain

MISTURA Agregados Faixa

Granulom. Ligante

Asfáltico k1 k2 R2

Ciclos (100)

1 Jambeiro III-DERSA CAP 30/45 3,3E+15 -4,221 0,95 1,19E+07 2 Jambeiro III-DERSA Borracha 1,4E+22 -6,333 0,97 3,10E+09 3 Jambeiro III-DERSA HiMA 1,1E+22 -6,623 0,98 6,36E+08 4 Jambeiro III-DERSA Polímero 4,5E+14 -3,932 0,85 6,11E+06 5 Jambeiro III-DERSA Alto-Módulo 4,1E+25 -7,958 0,95 4,99E+09 6 Jambeiro EGL 12,5mm CAP 30/45 1,9E+13 -3,457 0,97 2,31E+06 7 Jambeiro EGL 12,5mm Borracha 5E+25 -7,840 0,92 1,05E+10 8 Jambeiro EGL 12,5mm HiMA 5,2E+23 -7,187 0,95 2,18E+09 9 Jambeiro EGL 12,5mm Polímero 5,3E+18 -5,385 0,98 8,93E+07

10 Jambeiro EGL 12,5mm Alto-Módulo 7,3E+20 -6,155 0,95 3,57E+08 11 Jambeiro EGL 9,5mm CAP 30/45 5,3E+17 -5,021 0,97 4,78E+07 12 Jambeiro EGL 9,5mm Borracha 1,3E+23 -6,640 0,97 6,69E+09 13 Jambeiro EGL 9,5mm HiMA 1,9E+21 -6,310 0,99 4,47E+08 14 Jambeiro EGL 9,5mm Polímero 4,9E+19 -5,655 0,98 2,42E+08 15 Jambeiro EGL 9,5mm Alto-Módulo 4,6E+17 -4,964 0,93 5,36E+07 16 Jambeiro GAP CAP 30/45 2,1E+16 -4,573 0,96 1,53E+07 17 Jambeiro GAP Borracha 1E+22 -6,327 0,89 2,23E+09 18 Jambeiro GAP HiMA 6,8E+22 -6,793 0,99 1,77E+09 19 Jambeiro GAP Polímero 3E+19 -5,577 0,98 2,13E+08 20 Jambeiro GAP Alto-Módulo 2,6E+21 -6,326 0,98 5,74E+08 21 Pombal III-DERSA CAP 30/45 5E+18 -5,408 0,95 7,68E+07 22 Pombal III-DERSA Borracha 8,8E+20 -5,990 0,82 9,18E+08 23 Pombal III-DERSA HiMA 5,8E+15 -4,175 0,79 2,58E+07 24 Pombal III-DERSA Polímero 1,5E+17 -4,726 0,88 5,33E+07 25 Pombal III-DERSA Alto-Módulo 3,3E+23 -7,085 0,96 2,24E+09 26 Pombal EGL 12,5mm CAP 30/45 1,3E+16 -4,459 0,97 1,52E+07 27 Pombal EGL 12,5mm Borracha 1,1E+23 -6,945 0,96 1,39E+09 28 Pombal EGL 12,5mm HiMA 2,9E+17 -4,949 0,92 3,63E+07 29 Pombal EGL 12,5mm Polímero 3,9E+21 -6,415 0,96 5,69E+08 30 Pombal EGL 12,5mm Alto-Módulo 3,4E+13 -3,348 0,86 6,79E+06 31 Pombal EGL 9,5mm CAP 30/45 2,5E+15 -4,244 0,91 8,08E+06 32 Pombal EGL 9,5mm Borracha 2,6E+28 -8,692 0,95 1,09E+11 33 Pombal EGL 9,5mm HiMA 9,1E+21 -6,525 0,94 8,11E+08 34 Pombal EGL 9,5mm Polímero 1,3E+19 -5,480 0,97 1,41E+08 35 Pombal EGL 9,5mm Alto-Módulo 7,7E+16 -4,697 0,91 3,09E+07 36 Pombal GAP CAP 30/45 1,6E+15 -4,182 0,95 7,12E+06 37 Pombal GAP Borracha 1,8E+24 -7,378 1,00 3,18E+09 38 Pombal GAP HiMA 4,1E+20 -6,057 0,95 3,17E+08 39 Pombal GAP Polímero 2,7E+16 -4,478 0,94 3,01E+07 40 Pombal GAP Alto-Módulo 2,5E+24 -7,478 0,92 2,75E+09


93

Nota-se na Figura 4.13, que as nas misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA, as

misturas asfálticas com ligante asfáltico modificado por borracha e com ligante asfáltico de

alto-módulo apresentam as maiores previsões de vida de fadiga, seguido pelo CAP-HiMA. Já as

misturas com CAP 30/45 e com ligante asfáltico modificado por polímero apresentaram as

menores vidas de fadiga, para o nível de deformação de 100microstrain. Com relação à fonte

de agregados, nota-se que não existe um comportamento muito claro.

Figura 4.13: Vida de fadiga (Nf) esperada para deformação de 100microstrain, nas misturas

asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA

A previsão de vida de fadiga para deformação de 100microstrain das misturas asfálticas com

granulometria da Faixa EGL 12,5mm é apresentada na Figura 4.14. Nesse caso, a mistura

asfáltica com CAP-Borracha foi a que apresentou os maiores valores de Nf, seguida da mistura

asfáltica com CAP-HiMA. As misturas com CAP-Polímero e CAP-Alto-Módulo, apresentaram

valores de Nf mutio próximos, e o CAP30/45 produziu misturas asfálticas com a menor vida

de fadiga. Com relação à fonte de agregados utilizados na composição das misturas, nota-se,

assim com na Faixa III-DERSA que não existe um comportamento bem definido com relação à

previsão de vida de fadiga.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


94


asfálticas com granulometria Faixa EGL 12,5mm

As misturas asfálticas com granulometria da Faixa EGL 9,5mm apresentaram comportamento

de previsão de vida de fadiga, similar ao observado na Faixa EGL 12,5mm (Figura 4.15). A

mistura com CAP-Borracha apresentou a maior vida de fadiga, seguida da mistura com CAP-

HiMA, CAP-Polímero e CAP-Alto-Módulo. Novamente a mistura asfáltica com CAP 30/45

apresentou a menor expectativa de vida de fadiga. Tampouco nessas misturas pode se

identificar um comportamento claro com relação à fonte de agregados utilizados.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


95


asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm

Nas misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded observou-se valores de vida de

fadiga muito próximos para as misturas asfálticas com CAP-Borracha, CAP-HiMA e CAP-Alto

módulo, como pode se observar na Figura 4.16. A mistura com ligante asfáltico modificado

por polímero apresentou menores valores de Nf, com relação aos outros ligantes asfálticos

modificados e a mistura com CAP 30/45 apresentou o menor valor de Nf entre todas as

misturas analisadas. Assim como nas outras faixas granulométricas analisadas, a fonte de

agregado mineral empregado parece não influir na previsão de vida de fadiga.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


96


asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded

Como foi citado anteriormente, de modo geral, o emprego de ligante asfáltico modificado por

borracha produziu misturas asfálticas com maior previsão de vida de fadiga, para deformação

de 100microstrain, como mostra o resumo apresentado na Tabela 4.15. Mais uma vez,

salienta-se que o emprego desse ligante asfáltico demanda o emprego de maiores teores de

projeto. Assim, é difícil atribuir apenas a esse tipo de ligante asfáltico a maior vida de fadiga

observada. No entanto, pode-se afirmar que o emprego de misturas asfálticas com CAP-

Borracha pode contribuir ao aumento do da vida de fadiga esperada, em função desse tipo de

ligante asfáltico e da demanda de utilizar teores de projeto maiores.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


97

Tabela 4.15: Ranqueamento do ligante asfáltico em função da maior vida de fadiga prevista

para deformações de 100microstrain, para cada faixa granulométrica e fonte de agregados

estudada

Fonte de Agregados

Pedreira Jambeiro (São Paulo) Pedreira Pombal (Rio de Janeiro)

Posição Faixa III-

DERSA EGL

12,5mm EGL

9,5mm Gap

Graded Faixa III-

DERSA EGL

12,5mm EGL

9,5mm Gap

Graded

1 CAP-Alto Módulo

CAP-Borracha

CAP-Borracha

CAP-Borracha

CAP-Alto Módulo

CAP-Borracha

CAP-Borracha

CAP-Borracha

2 CAP-

Borracha CAP-HiMA

CAP-HiMA

CAP-HiMA

CAP-Borracha

CAP-Polímero

CAP-HiMA

CAP-Alto Módulo

3 CAP-HiMA

CAP-Alto Módulo

CAP-Polímero

CAP-Alto Módulo

CAP-30/45

CAP-HiMA

CAP-Polímero

CAP-HiMA

4 CAP-

30/45 CAP-

Polímero CAP-Alto Módulo

CAP-Polímero

CAP-Polímero

CAP-30/45

CAP-Alto Módulo

CAP-Polímero

5 CAP-

Polímero CAP-

30/45 CAP-

30/45 CAP-

30/45 CAP-HiMA

CAP-Alto Módulo

CAP-30/45

CAP-30/45

4.3.1.2. Efeito da faixa granulométrica e da fonte de agregados

A Figura 4.17 apresenta os resultados de previsão de vida de fadiga para as misturas asfálticas

com ligante asfáltico do tipo CAP 30/45. Nota-se que a mistura asfáltica com granulometria

Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (Rio de Janeiro), apresenta a maior

expectativa de vida de fadiga. Contudo, não há um comportamento bem definido para

relacionar a vida de fadiga com o tipo de faixa granulométrica utilizada. Com relação à fonte

de agregados, nota-se que as misturas asfálticas com agregados da Pombal (RJ) e com

granulometria de tamanho máximo nominal maior (Faixa III-DERSA e EGL 12,5mm)

apresentam maiores vidas de fadiga, quando comparadas com as misturas compostas por

agregados da Jambeiro (São Paulo). Contudo, esse comportamento foi invertido nas misturas

asfálticas com faixa granulométrica de tamanho máximo nominal menor (EGL 12,5mm e Gap

Graded 3/8”). Nesses casos as misturas com agregados de Jambeiro apresentaram vidas de

fadiga levemente superiores.


98

Figura 4.17: Previsão de vida de fadiga para deformação de 100, para as misturas asfálticas

com ligante asfáltico CAP 30/45

A previsão de fadiga para deformação de 100microstrain das misturas asfálticas com asfalto

borracha é apresentada na Figura 4.18. Assim como notado nas misturas com CAP 30/45, a

variação da faixa granulométrica parece não influenciar na vida de fadiga das misturas

asfálticas com ligante asfáltico modificado por borracha. Tampouco a fonte de agregados

apresentou um comportamento bem definido que possa ser relacionado à vida de fadiga

prevista.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13

III-DERSA EGL 12,5mm EGL 9,5mm Gap Graded

Nf

Mistura Asfáltica

CAP 30/45Jambeiro (SP)

Pombal (RJ)


99


com ligante asfáltico modificado por pó de borracha moída

Com relação ao CAP-HiMA, nota-se na Figura 4.19, que as misturas asfálticas com agregados

da Pedreira Jambeiro, apresentaram valores de vida de fadiga (para 100microstrain) muito

próximos, sendo que o maior valor foi obtido com a faixa EGL 12,5mm. Já nas misturas

asfálticas com agregados da Pombal, as misturas asfálticas com granulometria de menor

tamanho máximo nominal (EGL 9,5mm e Gap Graded 3/8”), apresentaram maior vida de

fadiga, quando comparadas com as misturas asfálticas mais graúdas (EGL 12,5mm e Faixa III-

DERSA).

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Mistura Asfáltica

CAP - BorrachaJambeiro (SP)

Pombal (RJ)


100


com ligante asfáltico altamente modificado por polímero (HiMA)

Nas misturas asfálticas com ligante asfáltico modificado por polímero, nota-se na Figura 4.20

que para as misturas com agregados da Pedreira Jambeiro, a Faixa III-DERSA foi a que

apresentou os menores valores de vida de fadiga, enquanto que nas misturas com agregados

da Pedreira Pombal, a menor vida de fadiga obteve-se na faixa granulométrica Gap Graded.

Nota-se nessa figura que tampouco existe um comportamento muito claro, com relação à

fonte de agregado e à faixa granulométrica.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Mistura Asfáltica

CAP - HiMAJambeiro (SP)

Pombal (RJ)


101


com ligante asfáltico modificado por polímero

Finalmente, os previsões de vida de fadiga das misturas asfálticas com ligante asfáltico de alto

módulo são apresentadas na Figura 4.21. Nesse caso, as maiores vidas de fadiga foram

observadas para as granulometrias Faixa III-DERSA e Gap Graded.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Mistura Asfáltica

CAP - PolimeroJambeiro (SP)

Pombal (RJ)


102


com ligante asfáltico de alto módulo

Na Tabela 4.16 apresenta-se um resumo das observações realizadas anteriormente, em

função da previsão de vida de fadiga esperada para uma deformação fixa de 100microstrain,

em função do tipo de ligante asfáltico utilizado. Nota-se que não existe um comportamento

bem definido em relação à fonte de agregados e tipo de granulometria e o desempenho de

vida de fadiga, nas misturas asfálticas estudadas. De modo geral, observou-se que a mistura

descontínua do tipo Gap Graded 3/8” e a Faixa EGL 9,5mm (granulometrias mais finas)

apresentaram um comportamento intermediário; a EGL 9,5mm apresentou a maior vida de

fadiga, apenas quando foi utilizado o CAP-Borracha com agregados da Pedreira Pombal. Já as

mistura asfálticas de graduação mais graúda, oscilaram entre o melhor e o pior desempenho a

fadiga, dependendo da fonte de agregados utilizada.

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Mistura Asfáltica

CAP - Alto MóduloJambeiro (SP)

Pombal (RJ)


103

Tabela 4.16: Ranqueamento das granulometrias e fontes de agregados de maior e menor vida

de fadiga prevista para deformação de 100, em função do tipo de ligante asfáltico utilizado

LIGANTE ASFÁLTICO CAP

30/45 CAP-

Borracha CAP-HiMA

CAP-Polímero

CAP-Alto Módulo

Maior Vida de Fadiga (100)

Faixa Granulométrica

Faixa III-DERSA

EGL 9,5mm

EGL 12,5mm

EGL 12,5mm

Faixa III-DERSA

Fonte de Agregados

Pombal Pombal Jambeiro Pombal Jambeiro

Menor Vida de Fadiga (100)


EGL 12,5mm

Faixa III-DERSA

Faixa III-DERSA

Faixa III-DERSA

EGL 12,5mm

Fonte de Agregados

Jambeiro Pombal Pombal Jambeiro Pombal

4.3.2. Rigidez na flexão

A rigidez na flexão é fundamental no ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em

quatro pontos, já que a redução desse parâmetro até 50%, da rigidez considerada no ciclo de

número 50 é considerado como o início de microfissuras que levam ao trincamento por

fadiga.

Na continuação são apresentados os valores de rigidez na flexão inicial, obtida no ciclo

número 50. Não são apresentados nesta seção os valores de rigidez na flexão final, já que

correspondem a 50% do valor da rigidez na flexão inicial, contudo, esses valores são

apresentados nos anexos deste relatório.

Na Figura 4.22 são apresentados os resultados de rigidez na flexão inicial nas misturas

asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA, para os três níveis de deformação utilizados,

300, 450 e 600microstrain, e em função do tipo de ligante asfáltico utilizado. Vale salientar

que, nas misturas asfálticas com granulometria EGL 9,5mm e EGL 12,5mm, e as misturas

asfálticas com ligante asfáltico de alto módulo, a menor deformação aplicada no ensaio foi de

350microstrain.

Nota-se na Figura 4.22, que a mistura asfáltica com ligante asfáltico modificado por borracha

foi o que apresentou a menor vida de fadiga, nos três níveis de deformação e para agregados

da Pedreira Jambeiro e Pombal. Vale lembrar que essa mistura, de modo geral, apresentou

excelentes resultados de vida de fadiga. De acordo com a bibliografia estudada (TANGELLA et


104

al 1990, no ensaio de fadiga por flexão de viga apoiada em quatro pontos, misturas asfálticas

com menor rigidez, tendem a apresentar maior vida de fadiga. Portanto, comprovou-se

também neste estudo essa tendência, para a mistura de granulometria Faixa III-DERSA.

Com relação às misturas asfálticas com os outros ligantes asfálticos estudados, nota-se que o

CAP 30/45, o CAP-HiMA e o CAP-Alto Módulo, apresentaram valores elevados de módulo de

rigidez, superiores a 10.000MPa, para níveis de deformação de 300microstrain. Nota-se

também nos resultados da Figura 4.XX que, conforme o nível de deformação utilizado é

incrementado, a rigidez tende levemente a ser reduzida, principalmente nas misturas

asfálticas com maior rigidez na flexão.

Ainda na Figura 4.XX nota-se que as misturas asfálticas com agregados da Pedreira Jambeiro

(SP), tendem a apresentar maiores valores de rigidez inicial na flexão, quando comparadas

com os agregados da Pedreira Pombal (RJ).

Figura 4.22: Rigidez inicial na flexão das misturas asfálticas com granulometria da Faixa III-

DERSA, em função do nível de deformação aplicado e do tipo de ligante asfáltico

A rigidez na flexão inicial das misturas asfálticas com granulometria EGL 12,5mm é

apresentada na Figura 4.23. O comportamento é muito parecido com o observado nas

misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DER. Esse fenômeno pode ser atribuído à

0

2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Rig

ide

z I

nic

ial

(MP

a)

Nível de Deformação ()

Faixa III-DERSA

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


105

semelhança dessas duas faixas granulométricas densas, com o mesmo tamanho máximo

nominal (12,5mm).

Contudo, nas misturas asfálticas com faixa EGL 12,5mm, não existe um comportamento bem

definido com relação à fonte de agregados utilizados. Observa-se na Figura 4.23 que nem em

todas as composições e níveis de deformação aplicados, as misturas com agregados da

Pedreira Jambeiro apresentaram maior valor de rigidez, como foi o caso nas misturas com

granulometria Faixa III-DERSA.

Figura 4.23: Rigidez inicial na flexão das misturas asfálticas com granulometria da Faixa EGL

12,5mm, em função do nível de deformação aplicado e do tipo de ligante asfáltico

Na Figura 4.24 são apresentados os resultados de rigidez inicial na flexão das misturas

asfálticas com granulometria EGL 9,5mm. Também nessa composição granulométrica as

misturas compostas com asfalto borracha apresentaram os menores valores de rigidez,

contudo, a diferença com relação à rigidez das outras misturas asfálticas não foi tão

significativa. Destacam-se as misturas com CAP-Hima e com CAP-Alto Módulo pelos elevados

valores de rigidez obtidos para os diversos níveis de deformação aplicados no ensaio.

Com relação à fonte de agregados, observa-se na Figura 4.XX que não há uma tendência clara

que possa ser correlacionada com a rigidez inicial na flexão.

0

2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Rig

ide

z I

nic

ial

(MP

a)


EGL 12,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


106

Figura 4.24: Rigidez inicial na flexão das misturas asfálticas com granulometria da Faixa EGL

9,5mm, em função do nível de deformação aplicado e do tipo de ligante asfáltico

Finalmente, apresentam-se na Figura 4.25 os resultados de rigidez das misturas com

granulometria descontínua do tipo Gap Graded. Novamente as misturas compostas por CAP-

Borracha apresentaram menores valores de rigidez. Destacam-se neste caso, as misturas

asfálticas com CAP 30/45 e CAP-Alto Módulo, devido à elevada rigidez inicial na flexão

observada nos ensaios. Com relação à fonte de agregados utilizada, não é notada nenhuma

tendência clara que possa indicar maior rigidez para agregados da Jambeiro (SP) ou Pombal

(RJ).

0

2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Rig

ide

z In

icia

l (M

Pa

)


EGL 9,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


107

Figura 4.25: Rigidez inicial na flexão das misturas asfálticas com granulometria da Faixa Gap

Graded, em função do nível de deformação aplicado e do tipo de ligante asfáltico

4.3.3. Ângulo de fase

Como foi descrito anteriormente, o ângulo de fase é definido como o atraso entre o pico da

tensão aplicada e o pico da deformação registrada do corpo de prova. Os valores usuais do

ângulo de fase de misturas asfálticas oscila de 0o até valores de 60o. dependendo das

características dos materiais componentes. Valores mais baixos indicam materiais mais

rígidos e com comportamento mais elástico, portanto, materiais com maior capacidade de

recuperar-se de deformações.

Nas Figuras 4.26 e 4.27 apresentam-se os resultados de ângulo de fase inicial e final,

respectivamente, para as misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA, em função

do nível de deformação utilizado no ensaio, do tipo de ligante asfáltico empregado e da fonte

de agregados. Nota-se claramente que, o ângulo de fase final é maior que o ângulo de fase

inicial. Esse comportamento é esperado, já que no final do ensaio os corpos de prova

apresentam 50% da rigidez inicial, em função do desenvolvimento de microfissuras por

fadiga. Portanto, espera-se que as misturas asfálticas possuam uma menor capacidade de

recuperação das deformações impostas, traduzido em um ângulo de fase maior.

0

2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Rig

ide

z In

icia

l (M

Pa

)


Faixa Gap Graded

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


108

Também observa-se nas Figura 4.26 e 4.27 que a mistura asfáltica com ligante asfáltico

modificado por borracha é a que apresenta maior valor do ângulo de fase, tanto inicial como

final, indicando uma menor capacidade de recuperação das deformações impostas pelos

carregamentos. Já a mistura com ligante asfáltico de alto módulo é a que apresentou os

menores valores de ângulo de fase inicial e final, o que poderia ser interpretado como uma

mistura asfáltica com maior elasticidade e capacidade de recuperação das deformações.

Com relação à fonte de agregados utilizada, não houve uma tendência bem definida que

pudesse ser relacionada ao ângulo de fase obtido nas misturas asfálticas, como pode se

observar nas Figuras 4.26 e 4.27.

Figura 4.26: Ângulo de fase inicial das misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA,

em função do nível de deformação aplicada, o tipo de ligante asfáltico utilizado e a fonte de

agregados

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gu

lo d

e F

ase

In

icia

l ( )


Faixa III-DERSA

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


109

Figura 4.27: Ângulo de fase final das misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA,


agregados

No caso das misturas asfálticas com granulometria EGL 12,5mm, nota-se na Figura 4.28 que o

ângulo de fase inicial é muito próximo para todos os ligante asfálticos testados. Contudo, na

Figura 4.29 observa-se que a mistura asfáltica com CAP-Borracha apresenta os maiores

valores de ângulo de fase final, indicando uma maior degradação durante o ensaio e uma

menor capacidade de recuperação das deformações no estágio inicial de fadiga.

Ainda nas Figuras 4.28 e 4.29 observa-se a tendência de que as misturas asfálticas compostas

com agregados da Pedreira Pombal (RJ), apresentam menores ângulos de fase, indicando uma

maior capacidade de recuperação das deformações.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gulo

de

Fase

Fin

al (

)


Faixa III-DERSA

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


110

Figura 4.28: Ângulo de fase inicial das misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL

12,5mm, em função do nível de deformação aplicada, o tipo de ligante asfáltico utilizado e a

fonte de agregados

Figura 4.29: Ângulo de fase final das misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL


fonte de agregados

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gu

lo d

e F

ase

In

icia

l ( )


EGL 12,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gulo

de

Fase

Fin

al (

)


EGL 12,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


111

Os ângulos de fase inicial e final das misturas asfálticas com granulometria EGL 9,5mm são

apresentados nas Figuras 4.30 e 4.31. Nota-se um comportamento muito parecido ao

observado para as misturas com Faixa EGL 12,5mm. Destacam-se as misturas asfálticas com

CAP-HiMA e CAP-Alto Módulo pelos baixos valores de ângulo de fase inicial e final, indicando a

elevada elasticidade dessas misturas.

Figura 4.30: Ângulo de fase inicial das misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL


fonte de agregados

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gu

lo d

e F

ase

In

icia

l ( )


EGL 9,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


112

Figura 4.31: Ângulo de fase final das misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm,


agregados

Finalmente, as Figuras 4.32 e 4.33 apresentam os valores de ângulo de fase das misturas

asfálticas com granulometria descontinua tipo Gap Graded. As tendências observadas

anteriormente também são válidas para as misturas com esta granulometria. A tendência

mostra que as misturas com ligante asfáltico modificado por borracha tende a apresentar

maior índice de fase, isto é, menor elasticiadade. Destaca-se a mistura com ligante asfáltico de

alto módulo por apresentar os menores valores de ângulo de fase.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gulo

de

Fase

Fin

al (

)


EGL 9,5mm

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


113

Figura 4.32: Ângulo de fase inicial das misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap

Graded, em função do nível de deformação aplicada, o tipo de ligante asfáltico utilizado e a

fonte de agregados

Figura 4.33: Ângulo de fase final das misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded,


agregados

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gu

lo d

e F

ase

In

icia

l ( )


Faixa Gap Graded

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600 300 450 600

Ân

gu

lo d

e F

ase

Fin

al

( )


Faixa Gap Graded

CAP30/45-Jamb.

CAP30/45-Pomb.

Borracha-Jamb.

Borracha-Pomb.

HiMA-Jamb.

HiMA-Pomb.

Polímero-Jamb.

Polímero-Pomb.

Alto-Mod.-Jamb.

Alto-Mod.-Pomb.


114

4.3.4. Análises estatísticas

Neste estudo foi realizado um planejamento fatorial, como foi explicado na seção anterior

deste relatório. Os fatores analisados foram tipo de ligante asfáltico (5 níveis), faixa

granulométrica (4 níveis) e fonte de agregados (2 níveis), totalizando 40 experimentos. Para

poder interpretar melhor a influência e significância desses fatores na vida de fadiga, na

rigidez e no ângulo de fase das misturas asfálticas, empregou-se a ferramenta de análise de

variância (ANOVA), para um nível de significância de 95%.

Inicialmente, aplicou-se a ANOVA para verificar a influência dos fatores estudados na vida de

fadiga obtida no ensaio para os níveis de deformação de 300, 450 e 600microstrain. Os

resultados dessa análise são apresentados na Tabela 4.17. Nota-se que o único fator influente

na vida de fadiga obtida em laboratório foi o tipo de ligante asfáltico (Fator C). Já os fatores

fonte de agregados (Fator A) e a faixa granulométrica (Fator B), não foram significativos na

vida de fadiga.

Tabela 4.17: ANOVA dos fatores fonte de agregados, granulometria e tipo de ligante asfáltico

para a vida de fadiga obtida em laboratório com níveis de deformação de 300, 450 e

600microstrain

Fatores e Interações Grau de

Liberdade Soma dos

Quadrados F

calculado F

tabelado P Significativo

Fonte de Agregados (A) 1 1,95E+11 0,59 3,97 0,443 Não

Faixa Granulométrica (B)

3 6,85E+11 0,70 2,73 0,557 Não

Ligante Asfáltico (C) 4 7,05E+12 5,38 2,50 0,001 Sim

(A)x(B) 3 2,39E+11 0,24 2,73 0,866 Não

(A)x(C) 4 4,01E+11 0,31 2,50 0,873 Não

(B)x(C) 12 1,53E+12 0,39 1,89 0,964 Não

(A)x(B)x(C) 12 8,29E+11 0,21 1,89 0,998 Não

Erro 80 2,62E+13

Total 119 3,72E+13

A análise de variância também foi aplicada para analisar a influência dos fatores na rigidez

das misturas asfálticas nos níveis de deformação de 300, 450 e 600microstrain, aplicados

durante o ensaio. A Tabela 4.18 mostra que os três fatores analisados, a fonte de agregados

(A), a faixa granulométrica (B) e o ligante asfáltico (C), foram significativos para a resposta

rigidez na flexão inicial. Isto é, esses fatores influenciam diretamente na rigidez das misturas

asfálticas. Já a interação (B)x(C) foi a única significativa na resposta, indicando que os fatores


115

faixa granulométrica influi nos níveis do fator ligante asfáltico e ambos na rigidez da mistura

asfáltica.


para a rigidez na flexão inicial obtida em laboratório com níveis de deformação de 300, 450 e

600microstrain


Liberdade Soma dos

Quadrados F

calculado F


Fonte de Agregados (A) 1 1,30E+07 13,57 3,97 0,000 Sim


3 2,32E+07 8,08 2,73 0,000 Sim

Ligante Asfáltico (C) 4 3,10E+08 80,82 2,50 0,000 Sim

(A)x(B) 3 1,04E+07 3,63 2,73 0,016 Sim

(A)x(C) 4 3,76E+06 0,98 2,50 0,423 Não

(B)x(C) 12 2,42E+07 2,10 1,89 0,026 Sim

(A)x(B)x(C) 12 1,06E+07 0,92 1,89 0,528 Não

Erro 80 7,67E+07

Total 119 4,72E+08

Também os ângulos de fase inicial e final foram analisados com a ferramenta ANOVA. Nas

Tabelas 4.19 e 4.20 são apresentados os resultados dessas análises executadas considerando

os resultados nos níveis de deformação de 300, 450 e 600microstrain. Nota-se que os fatores

faixa granulométrica (B) e ligante asfáltico (C) são fatores influentes, tanto no ângulo de fase

inicial como no ângulo de fase inicial. Já as interações (A)x(C) e (B)x(C) foram significativos

apenas no ângulo de fase final das misturas asfálticas estudadas.


para o ângulo de fase inicial obtida em laboratório com níveis de deformação de 300, 450 e

600microstrain


Liberdade Soma dos

Quadrados F

calculado F


Fonte de Agregados (A) 1 20,34 2,69 3,97 0,105 Não


3 92,16 4,07 2,73 0,010 Sim

Ligante Asfáltico (C) 4 669,81 22,19 2,50 0,000 Sim

(A)x(B) 3 24,67 1,09 2,73 0,358 Não

(A)x(C) 4 26,78 0,89 2,50 0,476 Não

(B)x(C) 12 158,30 1,75 1,89 0,072 Não

(A)x(B)x(C) 12 81,32 0,90 1,89 0,553 Não

Erro 80 603,77

Total 119 1677,16


116


para o ângulo de fase final obtida em laboratório com níveis de deformação de 300, 450 e

600microstrain


Liberdade Soma dos

Quadrados F

calculado F


Fonte de Agregados (A) 1 279,38 47,00 3,97 0,000 Não


3 300,15 16,83 2,73 0,000 Sim

Ligante Asfáltico (C) 4 2308,03 97,06 2,50 0,000 Sim

(A)x(B) 3 9,23 0,52 2,73 0,671 Não

(A)x(C) 4 252,69 10,63 2,50 0,000 Sim

(B)x(C) 12 290,77 4,08 1,89 0,000 Sim

(A)x(B)x(C) 12 39,99 0,56 1,89 0,867 Não

Erro 80 475,57

Total 119 3955,82


117

5. ANÁLISES MECANÍSTICAS

Para analisar as leis de fadiga obtidas nos ensaios realizado, analisaram-se duas estruturas de

pavimentos usualmente utilizados pela CCR NovaDutra recentemente na implantação de

novas faixas na rodovia.

A estrutura apresentada na Tabela 5.1 caracteriza uma estrutura semi-rígida invertida com

BGTC (brita graduada tratada com cimento) como sub-base e subleito de 65MPa. Já a Tabela

5.2 é uma estrutura flexível com subleito de 100MPa. Essas estruturas foram utilizadas

simular a vida de fadiga que as misturas asfálticas estudadas nesta pesquisa.

Tabela 5.1: Estrutura de pavimento semi-rígido invertido

Camadas Espessura

(mm) Poisson

E (MPa)

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ 160 0,30 3.500 Brita Graduada Simples - BGS 120 0,35 350 Brita Graduada Tratada com Cimento - BGTC 200 0,20 7.000 Macadame Seco 200 0,35 250 Subleito - SL - 0,40 65

Tabela 5.2: Estrutura de pavimento flexível

Camadas Espessura

(mm) Poisson

E (MPa)

SMA 40 0,35 3.750 CBUQ com asfalto borracha 90 0,35 3.750 Brita Graduada Simples - BGS 200 0,35 250 Macadame Seco 150 0,35 250 Subleito - 0,45 100

O carregamento utilizado na simulação foram duas rodas de 20 kN distanciadas 388 mm e

com pressão dos pneus de 560 kPa. O software mePADS (Mechanistic-Empirical Pavement

Design and Analisys Software, 2012) foi utilizado para avaliar as tensões nos pavimentos. Esse

software realiza análise de camadas múltiplas lineares e é utilizado no dimensionamento de

pavimentos na República da África do Sul.

As propriedades dos materiais utilizadas como entrada no mePADS foram as apresentadas

nas Tabelas 5.1 e 5.2. Contudo, o módulo de resiliência utilizado nas camadas asfálticas foi

variável, de acordo com a rigidez na flexão obtida para cada mistura asfáltica estudada. Vale


118

ainda ressaltar que, os valores de rigidez foram obtidos no laboratório na temperatura de

20oC e frequência de 10Hz. Assim, as análises aqui efetuadas focam apenas realizar

comparativos entre os materiais testados para as condições de ensaio e não representam

valores que possam necessariamente acontecer em campo.

Durante o ensaio de flexão de viga apoiada em quatro pontos, a rigidez na flexão é obtida para

diversos níveis de deformação. Neste estudo, optou-se por empregar a deformação de

300microstrain para aas análises mecanísticas, por ser o nível de deformação que mais se

aproxima às deformações usualmente encontradas em campo (em torno de 100microstrain).

Nas análises, utilizaram-se a rigidez inicial e final, para efeitos de comparação na previsão da

vida de fadiga.

No software mePADS foi possível determinar as deformações na fibra inferior do

revestimento asfáltico, apresentadas nas Tabelas 5.3 a 5.6, para a rigidez inicial e final, e para

as estruturas de pavimentos flexível e semi-rígido. Nessas tabelas também são apresentados

os coeficientes k1 e k2 dos modelos de fadiga, obtidos no ensaio por flexão cíclica de viga

apoiada em quatro pontos e também apresenta-se a vida de fadiga prevista para a deformação

obtida no mePADS.


119

Tabela 5.3: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão inicial das misturas asfálticas na

estrutura de pavimento semi-rígido

Mistura Agregados Faixa

Granulom. Ligante

Asfáltico k1 k2 R2

Rigidez na

Flexão (MPa)

t (mm/mm)

Vida de Fadiga

(Ciclos)

1 Jambeiro III-DERSA CAP 30/45 3,29E+15 -4,221 0,95 13.004 4,70E-05 2,89E+08

2 Jambeiro III-DERSA Borracha 1,43E+22 -6,333 0,97 6.046 7,42E-05 2,05E+10

3 Jambeiro III-DERSA HiMA 1,12E+22 -6,623 0,98 10.905 5,24E-05 4,59E+10

4 Jambeiro III-DERSA Polímero 4,47E+14 -3,932 0,85 8.534 6,08E-05 4,34E+07

5 Jambeiro III-DERSA Alto-Módulo 4,10E+25 -7,958 0,95 11.613 5,04E-05 1,16E+12

6 Jambeiro EGL 12,5mm CAP 30/45 1,90E+13 -3,457 0,97 11.963 4,95E-05 2,63E+07

7 Jambeiro EGL 12,5mm Borracha 5,04E+25 -7,840 0,92 6.508 7,12E-05 1,52E+11

8 Jambeiro EGL 12,5mm HiMA 5,15E+23 -7,187 0,95 10.872 5,25E-05 2,23E+11

9 Jambeiro EGL 12,5mm Polímero 5,26E+18 -5,385 0,98 9.657 5,64E-05 1,95E+09

10 Jambeiro EGL 12,5mm Alto-Módulo 7,29E+20 -6,155 0,95 10.571 5,34E-05 1,69E+10






16 Jambeiro GAP CAP 30/45 2,13E+16 -4,573 0,96 10.568 5,34E-05 2,68E+08

17 Jambeiro GAP Borracha 1,01E+22 -6,327 0,89 5.953 7,49E-05 1,40E+10

18 Jambeiro GAP HiMA 6,85E+22 -6,793 0,99 9.358 5,75E-05 7,61E+10

19 Jambeiro GAP Polímero 3,03E+19 -5,577 0,98 8.189 6,23E-05 2,99E+09

20 Jambeiro GAP Alto-Módulo 2,57E+21 -6,326 0,98 11.219 5,15E-05 3,82E+10

21 Pombal III-DERSA CAP 30/45 5,02E+18 -5,408 0,95 10.163 5,47E-05 2,01E+09

22 Pombal III-DERSA Borracha 8,76E+20 -5,990 0,82 5.338 7,96E-05 3,61E+09

23 Pombal III-DERSA HiMA 5,76E+15 -4,175 0,79 8.416 6,13E-05 1,99E+08

24 Pombal III-DERSA Polímero 1,51E+17 -4,726 0,88 8.362 6,15E-05 5,31E+08

25 Pombal III-DERSA Alto-Módulo 3,32E+23 -7,085 0,96 10.492 5,37E-05 1,85E+11

26 Pombal EGL 12,5mm CAP 30/45 1,25E+16 -4,459 0,97 12.562 4,80E-05 3,99E+08

27 Pombal EGL 12,5mm Borracha 1,08E+23 -6,945 0,96 6.724 6,98E-05 1,68E+10

28 Pombal EGL 12,5mm HiMA 2,87E+17 -4,949 0,92 9.193 5,81E-05 5,32E+08

29 Pombal EGL 12,5mm Polímero 3,85E+21 -6,415 0,96 8.845 5,95E-05 1,60E+10

30 Pombal EGL 12,5mm Alto-Módulo 3,38E+13 -3,348 0,86 9.701 5,63E-05 4,66E+07






36 Pombal GAP CAP 30/45 1,64E+15 -4,182 0,95 9.784 5,60E-05 8,05E+07

37 Pombal GAP Borracha 1,82E+24 -7,378 1,00 5.989 7,46E-05 2,77E+10

38 Pombal GAP HiMA 4,13E+20 -6,057 0,95 10.187 5,46E-05 1,24E+10

39 Pombal GAP Polímero 2,72E+16 -4,478 0,94 8.187 6,23E-05 2,51E+08

40 Pombal GAP Alto-Módulo 2,48E+24 -7,478 0,92 7.968 6,33E-05 8,44E+10


120

Tabela 5.4: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão inicial das misturas asfálticas na

estrutura de pavimento flexível


Granulom. Ligante

Asfáltico k1 k2 R2

Rigidez na

Flexão (MPa)

t (mm/mm)

Vida de Fadiga

(Ciclos)










































121

Tabela 5.5: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão final das misturas asfálticas na

estrutura de pavimento semi-rígido


Granulom. Ligante

Asfáltico k1 k2 R2

Rigidez na

Flexão (MPa)

t (mm/mm)

Vida de Fadiga

(Ciclos)










































122

Tabela 5.6: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão final das misturas asfálticas na

estrutura de pavimento flexível


Granulom. Ligante

Asfáltico k1 k2 R2

Rigidez na

Flexão (MPa)

t (mm/mm)

Vida de Fadiga

(Ciclos)










































123

Para facilitar a interpretação das tabelas anteriores, foram preparadas as Figuras 5.1 a 5.16.

Nota-se nas Figura 5.1 a 5.4 que para a granulometria Faixa III, o ligante asfáltico de alto

módulo produziu as misturas com maior vida de fadiga, considerando a rigidez na flexão

inicial ou final, para a estrutura de pavimento semi-rígido e flexível. Já o ligante asfáltico

modificado por borracha produziu misturas que teriam uma vida de fadiga muito próxima as

misturas asfálticas com CAP-HiMA.

A mistura asfáltica com ligante asfáltico modificado por polímero foi decepcionante, já que

apresentou vida de fadiga similar e até inferior, quando comparada com a mistura asfáltica

com CAP-30/45.

Com relação à fonte de agregados utilizada, as misturas com agregados da Pedreira Jambeiro

(SP) apresentaram maior vida de fadiga do que as misturas com agregados da Pedreira

Pombal (RJ), nos casos em que foram utilizados os CAP-Borracha, CAP-HiMA e CAP-Alto-

Módulo. Já nos casos em que o CAP-30/45 e CAP-Polimero foram empregados, a tendência foi

oposta, para ambas estruturas de pavimento analisadas.

Observa-se também que, de modo geral, a previsão de vida de fadiga das misturas asfálticas

foi superior na estrutura de pavimento semi-rígido, que inclui a BGTC na sub-base, quando

comparada com a estrutura de pavimento flexível.


124

Figura 5.1: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão inicial das misturas asfálticas com

granulometria Faixa III-DERSA, na estrutura de pavimento semi-rígido

Figura 5.2: Vida de fadiga prevista para a rigidez na flexão final das misturas asfálticas com

granulometria Faixa III-DERSA, na estrutura de pavimento semi-rígido

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


125


granulometria Faixa III-DERSA, na estrutura de pavimento flexível


granulometria Faixa III-DERSA, na estrutura de pavimento flexível

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa III-DERSA

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


126

Nas Figuras 5.5 e 5.8 apresenta-se a vida de fadiga das misturas asfálticas com granulometria

Faixa EGL 12,5mm, considerando a vida de rigidez inicial e final, para a estrutura de

pavimento semi-rígido e flexível. Nota-se que as misturas asfálticas com agregados da

Pedreira Jambeiro (SP) e ligante asfáltico modificado por borracha e HiMA, foram os que

apresentaram maior vida de fadiga. Contudo, o emprego de agregados da Pombal (RJ) não

acompanhou esse comportamento.

Destacam-se também nas misturas asfálticas com CAP-Polímero e CAP-HiMA, pela elevada

previsão de vida de fadiga, quando comparada com a mistura com CAP-30/45.

Assim como foi observado para a Faixa III-DERSA, as misturas asfálticas com agregados da

pedreira Jambeiro (SP), apresentaram boa vida de fadiga com o CAP-Borracha, CAP-HiMA e

CAP-Alto-Módulo. Contudo, nos casos em que foi utilizado CAP 30/45 ou CAP-Polímero, as

misturas asfálticas com agregados da Pombal (RJ) apresentaram maior vida de fadiga.

Também para estas misturas asfálticas, nota-se que a maior previsão de vida de fadiga é

obtida na estrutura do pavimento semi-rígido.


127


granulometria Faixa EGL 12,5mm, na estrutura de pavimento semi-rígido



1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


128


granulometria Faixa EGL 12,5mm, na estrutura de pavimento flexível



1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 12,5mm

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

Jambeiro

Pombal


129

Nas Figuras 5.9 a 5.12 são apresentados os resultados da previsão da vida de fadiga para as

misturas asfálticas com Faixa EGL 9,5mm, considerando rigidez inicial e final, para as duas

estruturas de pavimentos analisadas.

Nessas misturas asfálticas nota-se claramente a o ligante asfáltico modificado com borracha

moída de pneu produziu as maiores vidas de fadiga, tanto para a estrutura de pavimento

semi-rígido como para a estrutura de pavimento flexível. Nessa mistura destaca-se ainda o

emprego dos agregados da Pedreira Pombal (RJ) sobre as misturas que utilizaram agregados

da Pedreira Jambeiro (SP).

Na sequência as misturas asfálticas com CAP-HiMA, CAP-Polímero e CAP-Alto-Módulo,

apresentaram boa previsão de vida de fadiga, superiores à obtida na mistura com CAP

convencional (CAP-30/45).

Com relação à fonte de agregados, as misturas asfálticas com CAP-Borracha e CAP-HiMA e

agregados da Pedreira Pombal (RJ) foram as que apresentaram maior previsão de vida de

fadiga. Já nas outras misturas, com CAP-30/45, CAP-Polímero e CAP-HiMA, o emprego de

agregados da Pedreira Jambeiro (SP) foi mais favorável.

Nestas misturas também se notou que a estrutura de pavimento semi-rígida possibilitaria

maior vida de fadiga das misturas asfálticas.


130





1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


131





1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa EGL 9,5mm

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

PombalJambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal


132

Finalmente, nas Figuras 5.13 a 5.16 são apresentados os resultados de previsão de vida de

fadiga das misturas asfálticas com granulometria na Faixa Gap Graded. Nestas misturas o

emprego de ligante asfáltico de alto módulo foi o que promoveu uma maior vida de fadiga,

junto com ligante asfáltico altamente modificado por polímero (HiMA). Seguidamente a

mistura com CAP-Borracha e CAP-Polímero apresentaram boa previsão de vida de fadiga,

superior à esperada na mistura asfáltica com CAP 30/45.

Essas tendências foram observadas tanto na estrutura de pavimento semi-rígido como na

estrutura de pavimento flexível. Contudo, também neste caso a estrutura de pavimento semi-

rígido apresentaria uma maior vida de fadiga para as misturas asfálticas.

Com relação à fonte de agregados, nas misturas com CAP-30/45, CAP-HiMA e CAP-Polímero e

agregados da Pedreira Jambeiro (SP) notou-se maior vida de fadiga do que a observada nas

misturas com agregados da Pedreira Pombal (RJ). Já nas misturas com ligante asfáltico CAP-

Borracha e CAP-Alto-Módulo, a tendência foi oposta.


133


granulometria Faixa Gap Graded, na estrutura de pavimento semi-rígido


granulometria Faixa Gap Graded, na estrutura de pavimento semi-rígido

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


134


granulometria Faixa Gap Graded, na estrutura de pavimento flexível


granulometria Faixa Gap Graded, na estrutura de pavimento flexível

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

Pombal

Jambeiro

PombalJambeiroPombal

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

1,00E+11

1,00E+12

1,00E+13


Nf

Ligante Asfáltico

Faixa Gap Graded

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal

JambeiroPombal


135

Notou-se que cada em cada faixa granulométrica houve um ligante asfáltico que se destacou

pela elevada vida de fadiga, aliado à fonte de agregados, seja Jambeiro (SP) ou Pombal (RJ). Na

Tabela 5.7 apresenta-se um resumo da maior vida de fadiga obtida para cada faixa

granulométrica e na condição simulada, seja na estrutura semi-rígida ou flexível,

considerando a rigidez inicial ou final.

Para a Faixa-DERSA, o emprego de ligante asfáltico de Alto-Módulo com agregados da

Pedreira Jambeiro (SP) produziu misturas asfálticas com a maior previsão de vida de fadiga,

para as condições consideradas e nas duas estruturas de pavimentos. Já a mistura asfáltica

com faixa granulométrica EGL 12,5mm teve melhor previsão de vida de fadiga com o ligante

asfáltico altamente modificado (HiMA) e também agregados da Pedreira Jambeiro (SP).

A mistura asfáltica com ligante asfáltico modificado por pó de borracha de pneus moídos

(CAP-Borracha) e agregados da pedreira Pombal (RJ) foi a que apresentou maior vida de

fadiga na faixa granulométrica EGL 9,5mm, para as duas estruturas de pavimentos, como

pode-se notar na Tabela 5.7.

Finalmente, para as misturas asfálticas com granulometria na faixa Gap Graded houve um

comportamento diferenciado. O emprego de CAP-Alto-Módulo e agregados da pedreira

Pombal (RJ), foi mais favorável para a estrutura de pavimento semi-rígida, enquanto que para

a mistura de pavimento flexível, a utilização de ligante asfáltico tipo HiMA com agregados da

pedreira Jambeiro (SP) produziu misturas asfálticas com maior previsão de vida de fadiga.

Esse comportamento foi observado, tanto para a rigidez na flexão inicial como na final, como

apresenta a Tabela 5.7. Vale ressaltar que a análise da mistura asfáltica com Gap Graded é

meramente ilustrativa, já que essa granulometria na prática, não é utilizada para composição

integral do camada asfáltica, mas apenas como um revestimento final melhorador de atrito e

redutor de ruído produzido pela interface pneu-pavimento.


136

Tabela 5.7: Resumo da maior vida de fadiga prevista para cada faixa granulométrica, de

acordo com a estrutura de pavimento, considerando a rigidez na flexão inicial e final


Rigidez na Flexão Inicial Rigidez na Flexão Final

Estrutura Semi-Rígida

Estrutura Flexível

Estrutura Semi-Rígida

Estrutura Flexível

III-DERSA CAP-Alto-Módulo CAP-Alto-Módulo CAP-Alto-Módulo CAP-Alto-Módulo

Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro

EGL 12,5mm CAP-HiMA CAP-HiMA CAP-HiMA CAP-HiMA

Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro

EGL 9,5mm CAP-Borracha CAP-Borracha CAP-Borracha CAP-Borracha

Pombal Pombal Pombal Pombal

Gap Graded CAP-Alto-Módulo CAP-HiMA CAP-Alto-Módulo CAP-HiMA

Pombal Jambeiro Pombal Jambeiro

Nota-se, portanto, que dependendo da faixa granulométrica utilizada, existe um ligante

asfáltico com o qual pode ser obtida a maior vida de fadiga da mistura asfáltica, e também a

seleção do agregado pode influenciar nessa resistência ao trincamento.

Vale salientar que, as comparações realizadas entre a estrutura de pavimento semi-rígido e

flexível, são válidas para o caso em que a camada rígida de BGTC tenha uma vida de fadiga

superior à do revestimento asfáltico. Caso contrário, deve se analisar o ciclo no qual a BGTC

não apresenta mais comportamento de uma camada cimentada, mas de uma camada granular.

Nessa situação, devem ser realizadas novas simulações, que não são objetivo deste trabalho.


137

6. CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência do tipo de ligante asfáltico na vida de fadiga

de misturas asfálticas, à luz de dois tipos de ensaio: um ensaio simples de ruptura diametral

com velocidade controlada realizado em corpos de prova obtidos no compactador Marshall; e

um ensaio de fadiga por flexão de viga apoiada em quatro pontos.

Para composição das misturas asfálticas utilizaram-se cinco ligantes asfálticos (CAP 30/45,

CAP-Borracha, CAP-HiMA, CAP-Polímero e CAP-Alto-Módulo); quatro faixas granulométricas

(III-DERSA, 12,5mm, 9,5mm, Gap Graded 3/8”); e duas fontes de agregados (Pedreira

Jambeiro e Pedreira Pombal); totalizando quarenta misturas asfálticas.

Inicialmente os materiais foram caracterizados em laboratório e as dosagens das misturas

asfálticas foram realizadas com a moldagem dos corpos de prova no compactador Marshall,

com energia de 75 golpes por face. O teor de projeto de ligante asfáltico, assim determinado,

foi utilizado para preparar os corpos de prova utilizados nos dois ensaios de fadiga estudados

nesta pesquisa. Vale salientar que, conforme era esperado, para cada composição

granulométrica e cada fonte de agregados obteve-se um teor de projeto distinto e esse fator

pode influenciar diretamente na vida de fadiga da mistura asfáltica. Contudo, o objetivo do

estudo é investigar misturas asfálticas reais que poderiam ser aplicadas na conservação ou

construção de novas faixas da Rodovia Presidente Dutra.

6.1. Ensaio de fadiga por ruptura diametral com velocidade controlada

Neste ensaio as misturas asfálticas com granulometria EGL 12,5mm e EGL 9,5mm

apresentaram boa previsão de vida de fadiga com o emprego do ligante asfáltico modificado

por pó de borracha de pneus moída (CAP-Borracha) e agregados da Pedreira Pombal (RJ). No

caso dos outros ligantes asfálticos, não houve diferenciação muito significativa dos valores de

vida de fadiga com relação aos resultados na mistura asfáltica com CAP 30/45.

A utilização de CAP-HiMA e CAP-Polímero foi mais favorável nas misturas asfálticas com

granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ). Já a mistura asfáltica

com CAP 30/45 foi a que apresentou menor expectativa de resistência ao trincamento por

fadiga.


138

As misturas asfálticas com a faixa granulométrica descontínua tipo Gap Graded apresentaram

previsão de vida de fadiga muito próxima, para as composições com os ligantes asfálticos

testados. O CAP-Polímero destacou-se nessas misturas devido à baixa previsão de vida de

fadiga.

Os resultados de previsão de fadiga obtidos para as diversas faixas granulométricas mostram

que as misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm é a que apresenta maior vida

de fadiga, com relação às outras misturas testadas. Esse comportamento pode ser atribuído ao

emprego de teores de ligante asfáltico de projeto levemente superiores às misturas com

outras faixas granulométricas.

De modo geral, observou-se que as misturas asfálticas com agregados da Pedreira Pombal (RJ)

tenderam a apresentar maior vida de fadiga, quando comparadas com os resultados obtidos

com agregados da Pedreira Jambeiro (RJ). Contudo os ensaios de laboratório mostram que os

agregados da Pedreira Pombal apresentam uma menor resistência à abrasão Los Angeles, do

que os agregados da Pedreira Jambeiro, o que poderia levar a misturas asfálticas com menor

durabilidade. Esse comportamento pode ser atribuída ao fato que o ensaio por velocidade

controlada aplica o carregamento de forma estática, ao tempo de aplicação de carga muito

pequeno e à forma de carregamento.

6.2. Ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos

O número de ciclos obtido no ensaio para os níveis de deformação de 300, 450 e

600microstrain, indicou que as misturas asfálticas com ligante asfáltico modificado por

borracha são as que apresentam, de modo geral, maior vida de fadiga. Contudo, verificou-se

também que para níveis de deformação elevados (600microstrain) a vida de fadiga é muito

baixa, independentemente do tipo de ligante asfáltico utilizado.

Vale notar que, a mistura asfáltica com CAP-Borracha apresentou os menores valores de

rigidez na flexão, portanto, é esperado que sejam obtidos elevados valores de vida de fadiga

neste ensaio de deformação controlada. Os maiores valores de rigidez foram obtidos nas

misturas asfálticas com CAP-30/45, CAP-HiMA e CAP-Alto-Módulo. Contudo, neste ensaio

pode-se diferenciar a boa resistência ao trincamento por fadiga destes dois últimos, quando

comparados com o CAP-30/45. Os valores de rigidez na flexão elevados indicam que as

misturas asfálticas compostas com os ligantes asfálticos CAP-HiMA e CAP-Alto-Módulo podem

apresentar boa resistência à deformação permanente, além da boa resistência ao trincamento

por fadiga.


139

Para facilitar as comparações entre as quarenta misturas asfálticas testadas, empregaram-se

as leis de fadiga determinadas no ensaio para estimar a vida de fadiga com deformação de

100microstrain, que é um valor mais próximo ao observado usualmente em estruturas de

pavimentos. Nessa avaliação, as misturas asfálticas com ligante asfáltico tipo CAP-Borracha,

CAP-Alto-Módulo e CAP-HiMA foram as que apresentaram melhor previsão de vida de fadiga

nas quatro faixas granulométricas analisadas.

A análise estatística realizada com os resultados de número de ciclos até a ruptura por fadiga

confirmou que o tipo de ligante asfáltico é o único fator influente na resistência ao

trincamento por fadiga das misturas asfálticas aqui estudadas. Isto é, as faixas

granulométricas selecionadas não influenciaram na vida de fadiga. A fonte de agregados

tampouco foi significativo nos resultados de fadiga das misturas asfálticas.

6.3. Análises mecanicistas

Para avaliar as leis de fadiga obtidas neste estudo, foram determinadas as deformações na

fibra inferior do revestimento asfáltico de duas estruturas de pavimentos recentemente

utilizadas pela CCR NovaDutra na construção de vias marginais. Uma estrutura tem

característica de pavimento invertido semi-rígido e a outra estrutura é um pavimento flexível.

Nessas análises se prevê que o ligante asfáltico de Alto Módulo apresentaria a maior vida de

fadiga na mistura asfáltica com granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira

Jambeiro (SP), para as duas estruturas de pavimentos.

No caso da mistura asfáltica com faixa granulométrica EGL 12,5mm, o emprego de ligante

asfáltico altamente modificado por polímeros (HiMA) e também agregados da Pedreira

Jambeiro (SP) é a combinação mais benéfica para prevenir o trincamento por fadiga no

revestimento asfáltico das duas estruturas avaliadas.

A mistura asfáltica de granulometria EGL 9,5mm com agregados da Pedreira Pombal

apresentaria a maior vida de fadiga com o ligante asfáltico modificado por pó de borracha de

pneus moída (CAP-Borracha), tanto na estrutura de pavimento flexível como na estrutura de

pavimento semi-rígido.

Na mistura asfáltica com faixa granulométrica Gap Graded observou-se um comportamento

diferenciado. O emprego de CAP-Alto-Módulo com agregados da Pedreira Pombal (RJ)

produziria misturas asfálticas com maior vida de fadiga para a estrutura de pavimento semi-

rígida. Contudo, na estrutura de pavimento flexível, seria mais benéfico o emprego de CAP-

HiMA com agregados da Pedreira Jambeiro (SP). Vale ressaltar que a análise da mistura

asfáltica com Gap Graded é meramente ilustrativa, já que essa granulometria na prática, não é


140

utilizada para composição integral do camada asfáltica, mas apenas como um revestimento

final melhorador de atrito e redutor de ruído produzido pela interface pneu-pavimento.

6.4. Comentários com relação aos ensaios utilizados

O ensaio de fadiga por compressão diametral com velocidade controlada de corpos de prova

cilíndricos é um ensaio prático e muito simples de ser executado em laboratórios com

equipamentos básicos, como o compactador Marshall e uma prensa com controle de aplicação

de carga e leitura de deslocamento.

Vale notar que o ensaio de fadiga por compressão diametral com velocidade controlada

apresenta algumas limitações já que, utiliza equações preditivas determinadas pelo Instituto

de Asfalto no ano 1982, determinadas para materiais diferentes aos testados neste estudo.

Notou-se neste estudo que o ensaio não identificou claramente misturas com ligantes

asfálticos modificados. Vale ainda notar que, neste ensaio é utilizada a teoria da elasticidade

para formular o modelo de fadiga, mas é bem sabido que os materiais asfálticos apresentam

um comportamento viscoelástico dependente da temperatura e frequência de aplicação de

carregamentos.

O ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em quatro pontos é um ensaio bastante

sofisticado, já que permite obter vários parâmetros da mistura asfáltica além das leis de

fadiga, como por exemplo, a rigidez na flexão, o ângulo de fase e a energia de trabalho durante

o ensaio.

Contudo, vale notar que o ensaio por flexão cíclica de viga demanda bastante tempo, tanto na

preparação dos corpos de prova (vigotas) como na própria execução do ensaio. Para poder

avaliar uma única mistura asfáltica pode se demorar de duas semanas até seis semanas, já que

são necessários vários corpos de prova testados em diversos níveis de deformação. Nas

misturas asfálticas com baixa rigidez na flexão, como as produzidas com CAP-Borracha, por

exemplo, demandaram até dez dias para testar uma única vigota no nível de deformação de

300microstrain.

Ressalta-se ainda que, os ensaios executados neste estudo atenderam as normativas

americanas AASHTO T 321 e ASTM D 7460-10, que recomendam realizar o ensaio na

temperatura de 20oC, com frequência de carregamento de 10Hz. Contudo, essas condições do

ensaio deveriam ser revistas para a realidade brasileira e, inclusive, adotar períodos de

descanso durante o ensaio para considerar o resselagem (healing) da mistura asfáltica.


141

A previsão de vida de fadiga das misturas asfálticas no ensaio de fadiga por ruptura diametral

com velocidade controlada é levemente superior, quando comparados com os resultados de

previsão de vida de fadiga obtidos no ensaio de fadiga por flexão cíclica de viga apoiada em

quatro pontos. Contudo, vale notar que nesses ensaios os corpos de prova de geometria

distinta são submetidos a carregamentos e estados de tensão diferentes. Além disso, o

primeiro ensaio utiliza a temperatura de 25oC enquanto que no segundo a temperatura

recomendada é de 20oC.

Assim, é difícil poder realizar comparações entre os dois ensaios utilizados nesta pesquisa,

dadas essas diferenças. Mas vale notar que, no ensaio de flexão cíclica de viga apoiada em

quatro pontos, as condições de campo são simuladas de melhor maneira do que no ensaio de

ruptura diametral por velocidade controlada.

6.5. Considerações finais

Finalmente, conclui-se que o tipo de ligante asfáltico é influente na vida de fadiga das misturas

asfálticas, para as faixas granulométricas testadas neste estudo. Destacam-se as misturas

asfálticas com CAP-Borracha para a Faixa EGL 9,5mm, o CAP-HiMA para a Faixa EGL 12,5mm

e o CAP-Alto-Módulo para a Faixa III-DERSA.

Salienta-se que outros ensaios devem ser também executados em conjunto com o ensaio de

fadiga, como por exemplo, ensaios em múltiplas frequências e temperaturas, ensaios de

deformação permanente, com o objetivo de entender melhor o comportamento mecânico de

uma mistura asfáltica e poder realizar sua aplicação racional.

Dessa forma, a seleção de uma mistura asfáltica para sua aplicação em atividades de

manutenção e construção de pavimentos pode ser otimizada para atender as especificações

de projeto, as condições climatológicas e as solicitações do tráfego.


142

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABOJARADEH, M. (2003). Predictive Fatigue Models for Arizona Asphalt Concrete Mixtures,

Ph.D. Dissertation, Arizona State University, Tempe AZ.

ADHIKARI, S.; YOU, Z. Fatigue Evaluation of Asphalt Pavement using Beam Fatigue Apparatus, The Technology Interface Journal, Volume 10, Nº3, ISSN # 1523-9926, Spring 2010.

BAZIN, P., AND SAUNIER, J.B. "Deformability, Fatigue and Healing Properties of Asphalt Mixes." Second International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavements Proc. Ann Arbor, Michigan, 1967.

BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica: Formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA, 3ª reimp., 2010.

CAPITÃO, S. D. Caracterização Mecânica de Misturas Betuminosas de Alto Módulo de Deformabilidade. Tese de Doutorado. Universidade de Coimbra. Coimbra, Portugal, 2003.

CARPENTER, S. H. E SHEN, S. (2007). Dissipated energy concepts for HMA performance: Fatigue and Healing. COE Final Report No. 29. Federal Aviation Administration. University of Illinois at Urbana-Champaing. Illinois, Estados Unidos.

CARPENTER, S.H.; GHUZLAN, K.A.; SHEN, S. A Fatigue Endurance Limit for Highway and Airport Pavements. Proceedings Highway Research Board, Washington, 2003.

CARPENTER, SAMUEL H., AND M. JANSEN. "Fatigue Behavior Under New Airaraft Loading Conditions." Aircraft/Pavement technology. ASCE, 1997.

CAVALCANTI, L. S. Efeito de Alguns Modificadores de Ligantes na Vida de Fadiga e Deformação Permanente de Misturas Asfálticas. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ/COPPE, Rio de Janeiro, RJ, 177 p., 2010.

CHIANGMAI, C.N. (2010). Fatigue –Fracture Relation on Asphalt Concrete Mixtures. Dissertação de Mestrado. Universidade de Illinois, Urbana, Champaign.

Di BENEDETTO, H.; DE LA ROCHE, C. State of the Art in Stiffiness Modulus and Fatigue of Bituminous Mixtures. RILEM Report 17. Bituminous Binders and Mixes. Brussles, Belgium. 1998

Di BENEDETTO, H.; DE LA ROCHE, C. State of the Art in Stiffiness Modulus and Fatigue of Bituminous Mixtures. RILEM Report 17. Bituminous Binders and Mixes. Brussles, Belgium. 1998

EPPS, J.A.; MONISMITH, C.L. Influence of Mixture Variables on the Flexural Fatigue Properties of Asphalt Concrete. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, v. 38, 1969.

EPPS, JON A., MONISMITH, C.L. "Fatigue of Asphalt Concrete Mixtures-Summary of Existing Information." In Fatigue of Compacted Bituminious Aggregate Mixtures, pp.19-45. ASTM STP508, American Society for Testing materials, 1971.

FONTES, L. P. T. L. Optimização do Desempenho de Misturas Betuminosas com Betume Modificado com Borracha para Reabilitação de Pavimentos. Tese de Doutorado. Universidade do Minho. Universidade Federal de Santa Catarina. 545 p., 2009.


143

FONTES, L. P. T. L.; TRICHÊS, G.; PEREIRA, P.; PAIS, J.C. Comportamento à Fadiga e à Deformação Permanente de Misturas Asfálticas Confeccionadas com Asfalto-Borracha Brasileiro. 19° Encontro de Asfalto, realizado no período de 9 a 11 de junho de 2008, Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis - IBP. Rio de Janeiro, RJ.

Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis - IBP. Rio de Janeiro, RJ. HUANG, Y.H. Pavement Analysis and Design. Englewood-Cliffs: Prentice-Hall, 1993. JIMENEZ, R.A., AND GALLAWAY, B.M. "Behavior of Asphaltic Concrete Diaphragms to

Loadings." International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavements. Ann Arbor, Michigan, 1962.

KIM, R. Y., LEE, H.-J., AND LITTLE, D. N. (1998). "Fundamental Properties of Asphalts and Modified Asphalts." Texas A&M University, Volume 4, final report.

KIM, Y. R., LEE, H.-J., AND LITTLE, D. N. (1997). "Fatigue Characterization of Asphalt Concrete Using Viscoelasticity and Continuum Damage Theory." Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT), Vol.66, pp.520-569.

KIM, Y. R., LITTLE, D. N., AND BENSON, F. (1990). "Chemical and Mechanical Evaluation on Healing Mechanism of Asphalt Concrete." Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT), Vol. 59, pp.240-276.

LEE, H.-J. (1996). "Uniaxial Constitutive Modeling of Asphalt Concrete Using Viscoelasticity and Continuum Damage Theory," Ph.D. Thesis, North Carolina State University, Raleigh, NC.

LITTLE, D.N., LYTTON, R.L., WILLIAMS, D., AND CHEN, C.W. Microdamage Healing in Asphalt and Asphalt Concrete, Volume I: Microdamage and Microdamage Healing Project Summary Report, Report Number FHWA-RD-98-141, Federal Highway Administration, Washington, D.C., June 2001.

MAJIDZADEH, K., KAUFMANN, E. M., AND RAMSAMOOJ, D. V. (1971). "Application of Fracture Mechanics in the Analysis of Pavement Fatigue." Journal of the Association of Asphalt Paving Technology (AAPT), Vol.40, pp.227-246.

MEDINA, J.; MOTTA, L.M.G. Mecânica dos Pavimentos. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ, 2005. MINER, M.A. Cumulative Damage in Fatigue. Vol. 67. Transactions of the American Society of

Mechanical Engineers, Vol 67, 1945. MONISMITH, C. L., AND SALAM, Y. M. (1973). "Distress Characteristics of Asphalt Concrete

Mixes." Proceedings of Asphalt Paving Technology (AAPT), Vol. 42. MONISMITH, C. L., EPPS, J. A., AND FINN, F. N. (1985). "Improved Asphalt Mix Design." Journal

of AAPT, Vol. 55, pp.347-406. MONISMITH, C. L.; EPPS, J. A.; KASIANCHUK, A.; McLEAN, D. B. Asphalt mixture behaviour on

repeated flexure. Report nº. TE 70-5, University of California, Berkeley, USA, 1971. MONISMITH, C.L., AND DEACON, J.A. "Fatigue of Asphalt Paving Mixtures." Transportation

Engineering Journal, Proc. of the American Society of Civil Engineers, Vol.95, 1969: No. TE2.

MYRE, JOSTEIN. "Fatigue of Asphalt pavements." pp.703-714. Norway: Third International Conference on Bearing Capacity of Roads and Airfields, 1990.

NASCIMENTO, L. A. H. Nova Abordagem da Dosagem de Misturas Asfálticas Densas com Uso do Compactador Giratório e Foco na Deformação Permanente. Dissertação de mestrado, Programa de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2008.

NCHRP (2013). Validating and Endurance Limit for HMA Pavements: Laboratory Experiment and Algorithm Development. Project No. NCHRP 9-44 A. Appendix 2, Endurance Limit for HMA Based on Healing Phenomena Using Viscoelastic Continuum Damage Analysis. National Cooperative Higway Research Program. Submitted by, Witczak, M.; Mamlouk, M.; Souliman, M.; Waleed, Z.


144

PAIS, J. C. Consideração da Propagação de Fendas no Dimensionamento de Reforços de Pavimentos Flexíveis. Tese de Doutoramento, Universidade do Minho. Guimarães, Portugal, 1999.

PARK, S. W., R. Y. KIM, ET AL. (1996). "A Viscoelastic Continuum Damage Model and Its Application to Uniaxial Behavior of Asphalt Concrete." Mechanics of Materials, Vol. 24(No. 4), pp. 241-255.

PARREIRA, A. B. (2006). Notas de aula na matéria de Infraestrutura de Pavimentos. Escola de Engenharia de São Carlos. Universidade de São Paulo.

PAVESYS ENGENHARIA. www.pavesys.com.br PELL, P. S. (1967). "Fatigue of Asphalt Pavement Mixes." Proceedings of the Second

International Conference on the Structural Design of Asphalt Pavements, Ann Arbor, Michigan, pp. 577-594.

PELL, P.S. Fatigue Characteristics of Bitumen and Bituminous Mixes. An Arbor, Michigan: International Conference on The Structural Design of Asphalt Pavements, 1962.

PELL, P.S., and Cooper, K.E. "The Fatigue of Testing and Mix Variables on The Fatigue Performance of Bituminous Materials." Baltimore, Phoenix, Arizona: Association of Asphalt Paving Technologists, Vol.44 Proc., 1975.

PELL, P.S., AND TAYLOR, I.F. "Asphaltic Road Materials in Fatigue." pp.577-593. Los Angeles, California: Proc. Vol.38, Association of the Asphalt Pavement Technologists, 1969.

PINTO, S. Estudo do Comportamento à Fadiga de Misturas Betuminosas e Aplicação na Avaliação Estrutural de Pavimentos. 1991. 478 f. Tese (Doutorado) - Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RIO DE JANEIRO, 1991.

Procedimento REDE 04/2010 - Determinação da fadiga de misturas betuminosas Procedimento REDE 05/2010 - Determinação do Flow Number Procedimento REDE 08/2010 - Método Bailey de Escolha Granulométrica PRONK, A. C. Collaborative study with 4BP device in Europe. “Round Robin test with three

reference beams”. Preliminary Results. 2º Workshop on Four Bending Point, University of Minho, ISBN 978-972-8692-42-1, 2009.

PRONK, A.C.; HOPMAN, P.C. Energy Dissipation: the Leading Factor of Fatigue in Highway Research: Sharing the Benefits. Proceedings of a Conference of the United States Strategic Highway Research Program, London, p. 255-67, 1990.

RAO TANGELLA, R., CRAUS, J., DEACON, J.A., & MONISMITH, C.L. (1990). Summary report on fatigue response of asphalt mixtures. Rep. to Strategic Highway Research Program, Washington, D.C., USA.

RODRIGUES, R.M. Estudo do Trincamento dos Pavimentos. 1991. Tese (Doutorado) - Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991.

SCHAPERY, R. A. (1984). "Correspondence Principles and a Generalized J Integral for Large Deformation and Fracture Analysis of Viscoelastic Media." International Journal of Fracture, Vol. 25.

SHRP - STRATEGIC HIGHWAY RESEARCH PROGRAM. Fatigue Response of Asphalt-Aggregate Mixes. A-404. Washington, 1994.

SHRP-A-404 Report. (1995). Fatigue Response of Asphalt-Aggregate Mixes. Strategic Highway Research Program, National Research Council. Washington, D. C., USA.

TANGELLA, S. C., CRAUS, J., DEACON, J. A., AND MONISMITH, C. L. (1990). "Summary Report on Fatigue Response of Asphalt Mixtures." Technical Memorandum No.TM-UCB-A-003A-

http://www.pavesys.com.br/


145

89-3M, prepared for SHRP Project A-003A. SHRP-A/IR-90-011. Institute of Transportation Studies, University of California, Berkeley.

TAYEBALI, A.A.; DEACON, J.A.; COPLANTZ, J.S.; MONISMITH, C.L. Modeling Fatigue Response of Asphalt-Aggregate Mixtures. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, v. 62, p. 285-421, 1993.

TRB - Transportation Research Circular E-C124. Practical approaches to hot-mix asphalt mix design and production quality control testing, pp. 12-32, Washington, D.C., EUA, Dezembro, 2007.

VAN DIJK, W. "The Energy Approach to Fatigue for Pavement Design ." Proc., Association of Asphalt Paving Technologists, Vol.46, 1977: pp.1-40.

VAN DIJK, W. Practical Fatigue Characterization of Bituminous Mixes, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, 44: 38-72. 1975.

VAVRIK, W. R.; PINE, W. J.; HUBER, G. A. et al. The Bailey Method of Gradation Evaluation: The influence of aggregate gradation and packing characteristics on voids in mineral aggregate. Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol.70, 2001.

WAY, G.B.; KALOUSH, K. E.; SOUZA, J. M.; et al. Arizona’s 15 Years of Experience Using the Four Bending Beam Test. 2º Workshop on Four Bending Point, University of Minho, ISBN 978-972-8692-42-1, 2009.

WU, R.; TSAI, B. W.; HARVE, J.; ULLIDTZ, P.; BASHEER, I.; HOLLAND, J. (2009). Using Four-Point Bending Tests in Calibration of the California Mechanistic-Empirical Pavements Design System. 2º Workshop on Four Bending Point, University of Minho, ISBN 978-972-8692-42-1.


146

ANEXOS

ANEXO 1. RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA POR RUPTURA DIAMETRAL COM

VELOCIDADE CONTROLADA

Tabela A1.1: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

MISTURA 1 2 3 4 5

Agregados Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro Jambeiro

Faixa Granuulom. III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA

Ligante Asfáltico CAP 30/45 Borracha HiMA Polímero Alto-Módulo

n 3,442 3,662 3,351 3,926 3,721

RT (kgf) 11,6 13,8 14,7 12,9 11,9

Fc de n 0,955 0,971 0,841 1,110 0,901

Epsf (%) 2,301 2,332 2,485 2,492 2,439

Smax 8.922 8.227 17.103 3.983 7

a 5,4E+01 3,5E+01 9,1E+01 -2,0E+06 5,9E+01

b 1,0E-01 6,8E-02 9,4E-02 7,5E-02 5,0E-02

r2 0,81 0,68 0,76 0,62 0,74

MR (kgf/cm2) 43.752 41.972 61.067 28.943 59.513

Fc T.A.I. 1,9E-01 1,3E-01 1,2E-01 1,2E-01 1,3E-01

WR0 30,95 42,99 34,17 52,33 45,05

EpsR 1,23E-02 1,27E-02 1,33E-02 1,38E-02 1,29E-02

Fc de WR0 0,612 0,952 0,879 0,989 0,753

Edyn a 25oC 45.361 37.835 73.207 18.205 54.631

K 2,63E-07 1,14E-07 5,23E-07 4,99E-08 4,90E-08

Nf (ciclos) 7,92E+05 2,07E+06 9,90E+05 5,60E+06 5,05E+06


147

Tabela A1.2: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

MISTURA 6 7 8 9 10


Faixa Granuulom. EGL 12,5mm EGL 12,5mm EGL 12,5mm EGL 12,5mm EGL 12,5mm


n 3,507 3,353 3,923 3,568 3,495

RT (kgf) 11,6 12,0 12,9 11,3 11,9

Fc de n 0,996 0,852 1,060 1,009 1,010

Epsf (%) 2,703 2,533 2,385 2,481 2,598

Smax 5.926 6.717 3.039 3.324 4.865

a 3,0E+01 2,2E+01 -4,2E+06 -1,8E+06 2,7E+01

b 1,1E-01 1,4E-01 5,6E-02 7,1E-02 1,9E-02

r2 0,81 0,88 0,59 0,47 0,67

MR (kgf/cm2) 35.477 37.828 25.198 26.380 35.456

Fc T.A.I. 1,9E-01 4,5E-02 6,6E-02 9,9E-02 6,2E-02

WR0 36,58 38,00 56,87 42,80 36,99

EpsR 1,47E-02 1,41E-02 1,31E-02 1,34E-02 1,42E-02

Fc de WR0 0,681 0,963 1,207 0,806 0,931

Edyn a 25oC 27.329 25.912 17.278 22.401 19.583

K 3,72E-07 6,22E-07 4,06E-08 2,09E-07 2,98E-07

Nf (ciclos) 1,60E+06 7,84E+05 3,85E+06 1,12E+06 8,02E+06

Tabela A1.3: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

MISTURA 11 12 13 14 15




n 3,904 4,240 4,059 3,153 3,643

RT (kgf) 10,3 12,3 12,0 11,8 11,6

Fc de n 1,097 1,157 1,038 0,919 1,060

Epsf (%) 2,346 2,288 2,324 2,609 2,395

Smax 3.750 5.066 19.127 5.187 3.951

a -6,7E+06 -4,8E+06 1,2E+02 9,7E+00 -5,9E+06

b 5,1E-02 9,8E-02 6,0E-02 7,5E-02 4,8E-02

r2 0,73 0,93 0,84 0,74 0,70

MR (kgf/cm2) 28.063 32.738 64.668 33.136 43.254

Fc T.A.I. 1,0E-01 9,8E-02 1,7E-01 2,0E-01 1,9E-01

WR0 39,63 49,03 30,88 36,54 39,54

EpsR 1,27E-02 1,24E-02 1,27E-02 1,46E-02 1,29E-02

Fc de WR0 0,755 1,026 0,760 0,644 0,658

Edyn a 25oC 24.486 25.365 99.901 28.615 42.598

K 3,89E-08 8,32E-09 1,98E-08 1,63E-06 6,54E-07

Nf (ciclos) 3,54E+06 1,42E+07 1,57E+07 3,49E+05 1,09E+07


148

Tabela A1.4: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

MISTURA 16 17 18 19 20


Faixa Granuulom. Gap Graded Gap Graded Gap Graded Gap Graded Gap Graded


n 3,279 2,979 3,461 2,808 3,120

RT (kgf) 9,4 8,0 8,3 8,4 8,9

Fc de n 0,848 0,875 1,016 0,781 1,095

Epsf (%) 2,433 2,428 2,608 2,504 2,495

Smax 5.471 2.901 8.468 3.757 4.595

a 1,7E+01 -9,7E+00 8,2E+01 1,5E+01 1,6E+01

b 1,5E-01 8,0E-02 7,6E-02 8,1E-02 1,4E-01

r2 0,84 0,87 0,84 0,66 0,54

MR (kgf/cm2) 34.054 24.605 42.596 28.089 38.156

Fc T.A.I. 4,6E-02 1,3E-01 4,1E-01 9,9E-02 3,5E-01

WR0 0,69 0,43 0,36 20,46 0,55

EpsR 1,30E-02 1,30E-02 1,40E-02 1,30E-02 1,38E-02

Fc de WR0 0,691 0,426 0,360 0,417 0,556

Edyn a 25oC 23.357 15.988 51.015 22.545 39.546

K 7,40E-07 2,60E-06 4,00E-07 5,56E-06 7,54E-07

Nf (ciclos) 4,60E+05 1,04E+05 1,38E+06 6,10E+04 5,69E+05

Tabela A1.5: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

MISTURA 21 22 23 24 25

Agregados Pombal Pombal Pombal Pombal Pombal

Faixa Granuulom. III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA III-DERSA


n 3,284 3,816 4,118 4,118 3,998

RT 10,5 9,1 10,6 10,6 10,2

Fc de n 0,932 1,073 1,165 1,165 1,053

Epsf (%) 2,732 2,611 2,506 2,506 2,536

Smax 3.937 2.783 54.346 54.346 52.624

a -8,6E+06 -2,2E+06 2,0E+02 2,0E+02 -7,5E+06

b 2,3E-01 9,5E-02 1,3E-01 1,3E-01 2,8E-02

r2 0,92 0,76 0,78 0,78 0,72

MR 28.769 24.085 110.428 110.428 98.226

Fc T.A.I. 9,7E-02 6,9E-02 1,2E+00 1,2E+00 9,2E-02

WR0 37,79 37,96 22,27 22,27 36,55

EpsR 1,52E-02 1,47E-02 1,33E-02 1,33E-02 1,45E-02

Fc de WR0 0,704 0,723 0,419 0,419 0,594

Edyn a 25oC 14.472 16.339 280.130 280.130 19.856

K 1,07E-06 1,00E-07 1,89E-08 1,89E-08 1,29E-08

Nf 6,06E+05 3,79E+06 4,41E+07 4,41E+07 8,75E+06


149

Tabela A1.6: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

MISTURA 26 27 28 29 30




n 4,070 4,355 3,689 4,127 4,058

RT 11,9 12,5 12,7 12,9 11,6

Fc de n 1,046 1,117 0,956 1,121 1,012

Epsf (%) 2,497 2,497 2,532 2,398 2,502

Smax 3.466 11.047 8.354 7.019 9.886

a -2,5E+01 6,4E+01 4,0E+01 2,3E+01 -2,1E+01

b 9,3E-02 7,1E-02 7,8E-02 8,0E-02 8,9E-02

r2 0,85 0,89 0,80 0,78 0,68

MR 26.950 48.814 42.302 38.690 45.236

Fc T.A.I. 3,2E-02 1,0E-01 7,5E-02 1,3E-01 2,1E-01

WR0 51,43 43,39 40,43 48,54 49,56

EpsR 1,35E-02 1,37E-02 1,40E-02 1,32E-02 1,39E-02

Fc de WR0 1,249 1,054 0,968 1,016 1,202

Edyn a 25oC 17.993 60.532 43.062 34.209 45.513

K 2,42E-08 7,65E-09 1,45E-07 1,74E-08 1,66E-08

Nf 8,24E+06 5,35E+07 3,33E+06 1,40E+07 9,53E+06

Tabela A1.7: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

MISTURA 31 32 33 34 35




n 4,467 5,311 3,853 4,438 4,028

RT 10,9 12,8 10,9 12,5 11,5

Fc de n 1,264 1,422 1,074 1,177 1,351

Epsf (%) 2,557 2,456 2,342 2,369 2,369

Smax 7.282 19.711 4.754 5.788 12.548

a 4,4E+01 1,2E+02 7,3E+00 2,0E+01 2,9E+02

b 6,9E-02 3,8E-02 6,4E-02 4,5E-02 6,1E-02

r2 0,86 0,90 0,46 0,76 0,68

MR 39.427 65.674 31.689 35.051 49.543

Fc T.A.I. 2,7E-01 4,2E-01 1,3E-01 1,2E-01 3,1E-01

WR0 40,33 45,86 40,05 50,17 42,26

EpsR 1,38E-02 1,32E-02 1,28E-02 1,29E-02 1,39E-02

Fc de WR0 0,751 0,987 0,782 1,111 0,859

Edyn a 25oC 40.089 115.002 29.523 31.365 35.545

K 4,96E-09 1,04E-10 5,14E-08 4,14E-09 9,55E-08

Nf 6,89E+07 3,32E+09 3,45E+06 3,93E+07 2,16E+07


150

Tabela A1.8: Parâmetros obtidos no software Fadiga 2.0 nas misturas asfálticas com granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

MISTURA 36 37 38 39 40


Faixa Granuulom. Gap Graded Gap Graded Gap Graded Gap Graded Gap Graded


n 3,442 3,523 3,118 2,936 3,350

RT 10,4 7,8 8,5 9,5 9,9

Fc de n 0,687 0,975 0,872 0,785 0,752

Epsf (%) 2,508 2,491 2,440 2,410 2,512

Smax 12.206 5.411 8.342 7.725 7.569

a 8,6E+01 4,7E+01 5,8E+01 5,1E+01 4,9E+01

b 1,0E-01 7,4E-02 1,3E-01 1,3E-01 1,9E-01

r2 0,85 0,45 0,96 0,90 0,75

MR 51.374 33.861 42.271 40.639 40.548

Fc T.A.I. 1,2E-01 1,7E-01 2,9E-01 1,5E-01 2,1E-01

WR0 23,60 22,39 20,49 21,04 22,65

EpsR 1,40E-02 1,40E-02 1,30E-02 1,40E-02 1,35E-02

Fc de WR0 0,626 0,461 0,405 0,473 0,495

Edyn a 25oC 61.237 34.744 38.834 34.832 52.658

K 3,85E-07 2,77E-07 1,40E-06 3,27E-06 4,26E-07

Nf 1,35E+06 1,30E+06 2,74E+05 1,36E+05 8,56E+05


151

ANEXO 2. RESULTADOS DO ENSAIO DE FADIGA FLEXÃO CÍCLICA DE VIGA APOIADA EM

QUATRO PONTOS

Tabela A2.1: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 1, com CAP-30/45, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não Não

CP 114-11 114-02 114-12 114-03 114-10 114-08 114-01 114-04 114-05 114-06

Vv(%) 4,2 3,7 3,1 4,2 4,5 4,2 3,7 3,4 4,4 4,4

Número de Ciclos 76.740 137.710 26.460 28.700 5.750 4.870 26.780 9.600 2.780 2.770

Tensão Inicial (kPa) 3601 4213 5533 5725 5954 7426 4236 5832 6805 7344

Tensão Final (kPa) 1798 2099 2753 2845 2945 3694 2102 2868 3350 3567

Deformação na

tração inicial ()300 301 450 451 601 601 300 451 602 604

Deformação na

traçãofinal ()300 300 450 450 599 599 299 450 601 600

Ângulo de fase inicial

(°)18,5 15,8 19,7 15,2 23 21,7 17,7 16,7 20,9 17,8

Ângulo de fase final

(°)24,7 22,5 25,1 25,7 30,2 29,9 18,8 26,3 26,8 27,5

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11996 14011 12297 12706 9908 12352 14129 12925 11302 12168

Rigidez na flexão

final (MPa)5993 6985 6121 6327 4914 6161 7029 6369 5571 5946

Módulo de

elasticidade inicial

(MPa)

12720 14891 13039 13504 10531 13097 15017 13736 12012 12932

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6355 7424 6490 6724 5223 6533 7470 6769 5921 6320

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,357 2,708 5,415 5,626 7,795 9,904 2,752 5,697 8,965 9,639

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,234 1,433 2,816 2,864 4,033 5,045 1,414 2,906 4,574 4,809

Módulo na flexão de

conclusão de ensaio

(MPa)

5998 7005 6148 6353 4954 6176 7065 6462 5651 6084

Módulo normalizado

(Pa/Pa)766,827 1373,05 263,412 285,823 57,035 48,585 266,447 94,616 27,407 27,073

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)119,951 248,525 94,878 100,863 30,022 29,394 50,604 36,525 15,765 17,45

Jambeiro

III-DERSA

CAP 30/45

1


152

Tabela A2.2: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 2, com CAP-Borracha, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não

CP 214-38 214-39 214-41 214-44 214-45 214-46 214-48 214-40 214-43 214-47

Vv(%) 4,4 4,4 4 4,4 4,4 4,9 4,9 4,8 4,7 4,9

Número de Ciclos 5.194.640 1.835.420 3.077.100 233.520 167.270 36.230 43.690 540.940 42.360 5.540

Tensão Inicial (kPa) 1.730 1.632 2.085 2.955 2.574 3.167 3.001 1.651 2.806 2.953

Tensão Final (kPa) 1.097 816 1.037 1.544 1.283 1.578 1.485 824 1.390 1.449

Deformação na

tração inicial ()300 300 300 449 451 601 606 300 450 600

Deformação na

traçãofinal ()299 300 300 449 450 600 600 300 450 599


(°)24,5 24,6 23,5 30,6 27,5 31,6 40,1 26,9 37,8 32,3


(°)43,5 41 45,5 40,6 43,4 41,3 39,1 46,2 47,7 39,2

Rigidez na flexão

inicial (MPa)5.745 5.447 6.945 6.575 5.704 5.271 4.952 5.509 6.235 4.919

Rigidez na flexão

final (MPa)3.667 2.721 3.457 3.439 2.850 2.631 2.475 2.750 3.090 2.419

Módulo de


(MPa)

6.106 57.898 7.381 6.988 6.063 5.602 5.263 5.855 6.627 5.228

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.897 2.891 3.675 3.655 3.029 2.796 2.630 2.922 3.284 2.571

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,16 1,08 1,38 2,91 2,58 4,19 4,01 1,09 2,77 3,94

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,73 0,56 0,72 1,59 1,29 2,12 1,99 0,56 1,41 1,90



(MPa)

2.873 2.723 3.473 3.287 2.852 2.635 2.476 2.755 3.118 2.460

Módulo normalizado

(Pa/Pa)66310,31 18335,60 30637,59 2442,67 1671,54 361,68 436,39 5399,94 419,87 54,49

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

3688,30 1071,20 2558,20 392,40 232,58 82,87 98,87 358,49 69,32 13,60

III-DERSA

CAP-Borracha

2

Jambeiro


153

Tabela A2.3: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 3, com CAP-HiMA, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim

CP 414-26 414-27 414-29 414-30 414-31 414-32 414-34 414-35

Vv(%) 4,1 3,9 3,6 3,8 3,3 3,8 5,1 4,1

Número de Ciclos 283.110 530.700 638.830 26.140 27.430 3.420 7.000 4.380

Tensão Inicial (kPa) 3.152 2.838 3.802 5.199 5.387 6.262 5.582 5.657

Tensão Final (kPa) 1.569 1.420 1.904 2.589 2.666 3.067 2.763 2.809

Deformação na

tração inicial ()299 299 299 451 452 603 603 601

Deformação na

traçãofinal ()299 300 300 450 450 598 599 600


(°)19,2 17,7 14,3 15,5 13,5 20,1 18,5 19,5


(°)25,4 30,4 22 29,4 30,7 27,4 27,6 28,2

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.543 9.479 12.694 11.535 11.924 10.380 9.264 9.407

Rigidez na flexão

final (MPa)5.245 4.735 6.336 5.754 5.928 5.126 4.610 4.683

Módulo de


(MPa)

11.205 10.074 13.491 12.260 12.673 11.032 9.845 9.998

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.574 5.032 6.734 6.115 6.300 5.448 4.899 4.978

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,05 1,83 2,44 5,07 5,26 8,27 7,33 7,44

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,07 0,98 1,28 2,66 2,71 4,18 3,76 3,88



(MPa)

5.271 4.739 6.347 5.768 5.962 5.190 4.632 4.704

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2816,76 5301,45 6377,56 260,79 272,73 33,78 69,66 43,61

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

382,96 611,80 932,41 85,13 91,55 17,86 31,86 20,63

3

Jambeiro

III-DERSA

CAP-HiMA


154

Tabela A2.4: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 4, com CAP-Polímero, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 314-21 314-24 314-13 314-15 314-B 314-19 314-18 314-16 314-14 314-D

Vv(%) 4,3 4,3 5,1 5,1 4,5 4,7 3,8 4,3 4,1 4,8

Número de Ciclos 79.770 53.390 76.900 49.320 17.120 4.310 3.420 10.660 1.750 1.980


Tensão Final (kPa) 1.294 1.325 1.219 1.777 1.834 3.021 3.185 2.569 1.676 1.580

Deformação na

tração inicial ()300 300 300 449 451 602 603 450 449 450

Deformação na

traçãofinal ()300 300 302 449 449 600 601 450 450 451


(°)20,6 20,5 21,7 22,7 22,4 20,3 16,6 18,5 23,3 20,6


(°)26 23,3 26,8 32,7 25,2 28,8 23,2 21 31,3 26

Rigidez na flexão

inicial (MPa)8.647 8.856 8.100 7.961 8.268 10.117 10.836 11.549 7.638 7.086

Rigidez na flexão

final (MPa)4.310 4.416 4.037 3.955 4.088 5.033 5.304 5.712 3.721 3.504

Módulo de


(MPa)

9.190 9.412 8.608 8.461 8.787 10.753 11.517 12.274 8.117 7.531

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.581 4.693 4.291 4.204 4.345 5.349 5.637 6.071 3.955 3.724

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,71 1,75 1,61 3,54 3,69 7,98 8,61 5,07 3,40 3,16

Energia dissipada

final (kJ/m3)

0,89 0,91 0,85 1,83 1,89 4,12 4,37 2,65 1,75 1,65



(MPa)

4.324 4.428 4.050 3.981 4.134 5.059 5.418 5.774 3.819 3.543

Módulo normalizado

(Pa/Pa)795,27 532,47 766,64 490,04 169,29 42,88 33,48 105,45 17,05 19,58

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

91,25 59,08 84,53 105,00 37,35 21,58 19,24 36,14 4,14 3,87

4

Jambeiro

III-DERSA

CAP-Polímero


155

Tabela A2.5: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 5, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não

CP 514-402 514-403 514-406 515-407 515-408 515-410 515-411 515-413 514-404

Vv(%) 3,9 4,4 4,7 3,6 4,4 4,2 4,2 5 3,8

Número de Ciclos 159.740 188.310 35.560 42.830 62.470 2.240 4.120 2.060 68.090

Tensão Inicial (kPa) 4.178 3.958 5.160 5.482 5.282 6.230 6.239 4.092 4.243

Tensão Final (kPa) 2.080 1.975 2.585 2.731 2.640 3.061 3.011 2.008 2.117

Deformação na

tração inicial ()350 351 447 450 449 602 601 601 351

Deformação na

traçãofinal ()350 350 450 451 450 601 601 600 351


(°)16,4 15 17,6 15,9 17,1 20,3 18,5 20,4 16


(°)19,2 21,3 18,2 19,8 20,8 17,8 18 19,9 19,6

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11.939 11.286 11.535 12.155 11.758 10.343 10.389 6.813 12.103

Rigidez na flexão

final (MPa)5.945 5.641 5.741 6.063 5.865 51 5.013 3.346 6.032

Módulo de


(MPa)

12.688 11.995 12.260 12.918 12.497 10.993 11.041 7.241 12.864

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6.319 5.995 6.101 6.444 6.233 5.410 5.328 3.557 6.411

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)3,15 3,00 4,95 5,35 5,12 8,21 8,14 5,44 3,18

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,68 1,59 2,64 2,78 2,68 4,21 4,19 2,82 1,68



(MPa)

5.969 5.643 5.768 6.077 5.879 5.171 5.194 3.407 6.052

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1590,93 1882,42 353,94 427,29 623,18 22,05 39,76 20,24 678,68

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

363,90 387,21 119,36 150,12 209,41 13,05 26,01 7,80 159,92

CAP-Alto-Módulo

5

Jambeiro

III-DERSA


156

Tabela A2.6: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 6, com CAP-30/45, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim

CP 111-331 111-332 111-330 111-334 111-335 111-337 111-338 111-341 111-339 111-340

Vv(%) 5 5,2 3,7 4,5 3,7 4,6 5 5 4,5 3,7

Número de Ciclos 22.960 35.940 28.350 14.020 16.490 11.980 4.720 4.110 4.410 5.200


Tensão Final (kPa) 1.989 2.028 2.256 2.606 2.837 2.261 3.169 3.119 3.744 3.780

Deformação na

tração inicial ()349 349 351 449 449 451 601 601 603 604

Deformação na

traçãofinal ()352 350 351 447 450 452 599 601 599 598


(°)17,9 17,6 16,9 18,7 18,2 19,2 20,8 19,2 20,3 20,3


(°)19,8 20,2 19,5 22,3 22,3 25,3 23,3 21,2 22,3 23,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11.363 11.590 12.936 11.769 12.662 10.100 10.730 10.521 12.597 12.832

Rigidez na flexão

final (MPa)5.655 5.790 6.426 5.830 6.306 5.000 5.288 5.192 6.255 6.322

Módulo de


(MPa)

12.077 12.318 13.749 12.509 13.457 10.734 11.404 11.182 13.388 13.638

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6.010 6.154 6.830 6.196 6.702 5.314 5.620 5.518 6.648 6.719

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,98 3,05 3,45 5,13 5,50 4,43 8,43 8,18 9,93 10,11

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,58 1,62 1,79 2,65 2,86 2,33 4,31 4,24 5,08 5,09



(MPa)

5.682 5.795 6.468 5.885 6.331 5.050 5.365 5.260 6.299 6.416

Módulo normalizado

(Pa/Pa)228,51 359,08 281,67 138,90 164,24 118,61 46,52 40,57 43,80 51,24

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)48,82 81,43 73,17 52,18 62,93 38,24 29,18 24,22 31,45 36,52

6

Jambeiro

EGL 12,5mm

CAP 30/45


157

Tabela A2.7: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 7, com CAP-Borracha, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 211-294 211-295 211-296 211-297 211-298 211-299 211-300 211-301 211-302 211-303

Vv(%) 4,9 3,4 4,3 3,9 5 4,5 4,1 4,1 4,8 3,7

Número de Ciclos 823.460 1.139.260 602.210 63.580 52.520 46.310 34.680 14.500 9.600 11.110


Tensão Final (kPa) 1.036 1.221 1.153 1.642 1.403 1.165 1.564 1.578 1.407 1.579

Deformação na

tração inicial ()351 350 351 450 452 448 450 599 599 601

Deformação na

traçãofinal ()350 350 349 449 450 450 450 599 599 600


(°)22 21,1 20,9 20,3 19,1 22,6 17 33 21,1 24,3


(°)44 36,6 38,3 27,7 29,7 26,9 31,2 32 31 30,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)5.925 6.985 6.615 7.362 6.263 5.198 6.989 5.286 4.781 5.296

Rigidez na flexão

final (MPa)2.955 3.483 3.305 3.660 3.121 2.590 3.478 2.634 2.349 2.630

Módulo de


(MPa)

6.298 7.423 7.030 7.824 6.656 5.524 7.428 5.618 5.082 5.629

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.141 3.701 3.513 3.890 3.317 2.752 3.697 2.799 2.497 2.796

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,62 1,87 1,81 3,29 2,80 2,36 3,13 4,30 3,85 4,83

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,81 0,94 0,89 1,70 1,42 1,13 1,61 2,01 1,83 1,98



(MPa)

2.963 3.492 3.307 3.681 3.132 2.599 3.494 2.643 2.391 2.648

Módulo normalizado

(Pa/Pa)8213,84 11360,65 6018,32 632,23 523,35 461,43 345,20 144,51 94,33 110,36

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

768,23 1211,87 642,10 145,43 96,78 70,90 72,59 39,05 22,90 30,07

EGL 12,5mm

CAP-Borracha

7

Jambeiro


158

Tabela A2.8: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 8, com CAP-HiMA, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim

CP 411-306 411-312 411-308 211-309 411-310 411-313 411-311 411-315 411-314 411-316 411-317

Vv(%) 3,3 4,6 4 3,1 5 3,6 3,6 5 3,3 3,4 4,8

Número de Ciclos 375.100 487.920 119.420 245.210 51.400 27.020 50.930 4.360 6.160 8.990 4.400

Tensão Inicial (kPa) 3.948 3.373 3.847 4.122 3.989 4.705 4.619 5.595 4.956 5.168 5.739

Tensão Final (kPa) 1.962 1.675 1.913 2.049 1.992 2.330 2.300 2.757 2.462 2.546 2.874

Deformação na

tração inicial ()350 351 351 354 449 453 451 600 601 602 597

Deformação na

traçãofinal ()349 349 351 354 449 449 451 599 600 600 601


(°)15,5 16,4 19,4 16,2 24,6 17,5 20,1 22,1 22,4 22,1 21,3


(°)21,8 28,5 29,2 22,4 22,6 25,1 21,8 26,9 23,2 24,7 22,5

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11.271 9.607 10.953 11.656 8.880 10.396 10.239 9.318 8.243 8.590 9.612

Rigidez na flexão

final (MPa)5.619 4.797 5.448 5.788 4.435 5.188 5.102 4.604 4.103 4.240 4.779

Módulo de


(MPa)

11.979 10.211 11.641 12.388 9.437 11.049 10.883 9.903 8.761 9.129 10.216

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.972 5.098 5.790 6.152 4.714 5.514 5.423 4.893 4.361 4.507 5.079

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,98 2,56 2,93 3,13 3,88 4,63 4,55 7,31 6,55 6,86 7,49

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,56 1,31 1,52 1,64 2,03 2,37 2,38 3,82 3,40 3,51 4,00



(MPa)

5.635 4.804 5.477 5.828 4.440 5.198 5.120 4.659 4.121 4.295 4.806

Módulo normalizado

(Pa/Pa)3740,03 4872,30 1187,85 2435,28 513,49 269,72 507,59 43,09 61,33 88,76 43,75

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

777,49 476,81 248,86 510,66 131,18 82,74 147,17 22,56 27,05 40,60 23,38

CAP-HiMA

EGL 12,5mm

Jambeiro

8


159

Tabela A2.9: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 9, com CAP-Polímero, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não

CP 311-318 311-319 311-320 311-321 311-322 311-323 311-325 311-326 311-328 311-327

Vv(%) 4,8 4 3,1 4,4 4,6 4,4 3,1 3,6 4,4 4,2

Número de Ciclos 94.650 93.370 117.260 32.850 22.050 32.460 5.500 7.060 4.670 1.470


Tensão Final (kPa) 1.645 1.638 1.748 2.004 18 1.973 2.667 2.492 229 2.093

Deformação na

tração inicial ()351 349 349 451 449 448 601 601 599 598

Deformação na

traçãofinal ()350 350 351 451 450 451 597 600 599 599


(°)18,6 19,1 18,7 20,4 23,3 21,6 24,5 24 21,7 24,5


(°)27,1 24,2 29,1 22,4 24,5 26,9 27,9 27,8 24,5 26,6

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.580 9.383 10.008 8.953 8.119 8.833 8.986 8.393 7.536 7.134

Rigidez na flexão

final (MPa)4.701 4.675 4.980 4.440 4.046 4.377 4.467 4.152 3.687 3.493

Módulo de


(MPa)

10.182 9.972 10.636 9.516 8.629 9.387 9.550 8.920 8.009 7.583

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.997 4.968 5.293 4.719 4.300 4.652 4.747 4.413 3.918 3.712

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,57 2,48 2,67 3,97 3,56 3,88 7,17 6,58 5,99 5,65

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,33 1,31 1,42 2,11 1,86 2,02 3,52 3,32 2,96 2,86



(MPa)

4.790 4.691 5.004 4.477 4.060 4.416 4.493 4.196 3.768 3.567

Módulo normalizado

(Pa/Pa)929,00 930,38 1167,09 325,79 219,77 321,69 54,68 69,86 45,69 14,39

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

178,53 171,25 238,02 93,70 53,10 84,70 27,03 33,07 20,80 6,04

9

Jambeiro

EGL 12,5mm

CAP-Polímero


160

Tabela A2.10: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 10, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim

CP 511-414 511-415 511-417 511-418 511-419 511-420 511-421 511-422 511-423

Vv(%) 4,7 4,8 3,2 3,4 3,4 3,4 3,4 3,3 4,6

Número de Ciclos 219.780 124.540 149.410 38.680 39.030 25.000 10.510 5.260 3.600


Tensão Final (kPa) 1.764 1.800 1.977 2.343 2.297 2.352 3.248 3.124 2.719

Deformação na

tração inicial ()350 349 350 450 452 451 601 602 602

Deformação na

traçãofinal ()350 350 351 450 451 450 600 600 599


(°)16,3 19 17,5 21,6 19,1 19,3 20,2 20,5 21,3


(°)22,6 27,8 23,7 23,5 23,3 22,4 20,3 20 18,4

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.103 10.329 11.282 10.453 10.218 10.493 10.857 10.526 9.246

Rigidez na flexão

final (MPa)5.045 5.150 5.638 5.209 5.097 5.227 5.417 5.204 4.537

Módulo de


(MPa)

10.738 10.978 11.990 11.109 10.860 11.152 11.539 11.187 9.827

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.362 5.473 5.992 5.537 5.417 5.555 5.757 5.531 4.822

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,69 2,74 2,96 4,58 4,50 4,64 8,59 8,30 7,35

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,41 1,39 1,57 2,37 2,34 2,42 4,43 4,25 3,73



(MPa)

5.052 5.165 5.641 5.226 5.109 5.246 5.429 5.263 4.623

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2194,83 1241,83 1493,24 385,55 389,35 249,06 104,87 52,01 35,33

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

417,42 221,78 306,02 116,97 122,14 79,78 60,87 29,65 18,91

EGL 12,5mm

CAP-Alto-Módulo

10

Jambeiro


161

Tabela A2.11: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 11, com CAP-30/45, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 112-227 112-229 112-230 112-231 112-232 112-233 112-234 112-235 112-228

Vv(%) 3,9 3,9 3,9 3,3 3 3,9 3 3,1 4,3

Número de Ciclos 140.890 202.100 27.720 34.620 31.110 4.560 7.570 4.250 78.690


Tensão Final (kPa) 1.799 1.917 2.543 2.530 2.531 2.971 3.054 2.994 1.698

Deformação na

tração inicial ()301 300 450 448 449 601 603 603 300

Deformação na

traçãofinal ()300 300 451 449 450 599 600 598 300


(°)16,2 18,1 19,9 19,2 19,2 21,7 22,3 21,5 16,9


(°)25,9 21,1 25,1 23,7 23,1 21,5 24,1 25,7 24,2

Rigidez na flexão

inicial (MPa)12.061 12.808 113 11.290 11.315 10.066 10.211 10.243 11.375

Rigidez na flexão

final (MPa)5.989 6.392 5.636 5.629 5.623 4.960 5.087 5.003 5.662

Módulo de


(MPa)

12.819 13.613 12.031 11.999 12.026 10.698 10.853 10.886 12.090

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6.365 6.793 5.990 5.983 5.976 5.271 5.406 5.318 6.018

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,34 2,49 5,00 4,96 4,94 7,94 8,12 8,14 2,21

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,21 1,30 2,60 2,57 2,61 4,08 4,18 4,16 1,15



(MPa)

6.031 6.404 5.660 5.645 5.657 5.033 5.106 5.121 5.688

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1399,09 2017,16 276,01 345,23 309,20 44,94 75,42 41,52 783,35

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)246,55 366,67 87,05 109,32 103,85 23,56 37,97 23,41 127,89

11

Jambeiro

EGL 9,5mm

CAP 30/45


162

Tabela A2.12: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 12, com CAP-Borracha, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 212-191 212-201 212-245 212-194 212-242 212-195 212-197 212-202 212-243

Vv(%) 3,2 3,4 3,4 3,7 3,2 3,7 3,5 4,7 4,9

Número de Ciclos 2.446.300 1.812.030 1.166.920 328.260 278.610 239.450 37.750 62.420 17.850


Tensão Final (kPa) 1.151 1.007 1.402 1.718 1.745 1.547 1.945 1.664 1.900

Deformação na

tração inicial ()351 350 351 452 451 449 601 602 601

Deformação na

traçãofinal ()349 350 350 449 449 451 600 601 599


(°)23 29,2 21,6 23 20 25,5 29,8 27,3 22,9


(°)38,7 35,2 43,5 39,1 35,8 39,9 35,5 34,1 24,3

Rigidez na flexão

inicial (MPa)6.618 5.794 8.057 7.679 7.783 6.881 6.502 5.594 6.353

Rigidez na flexão

final (MPa)3.294 2.874 4.011 3.824 3.883 3.432 3.241 2.770 3.172

Módulo de


(MPa)

7.034 6.158 8.564 8.161 8.271 7.313 6.910 5.946 6.752

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.501 3.054 4.263 4.064 4.127 3.648 3.444 2.944 3.371

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,78 1,59 2,15 3,45 3,47 3,10 5,16 4,47 5,06

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,92 0,76 1,07 1,72 1,77 1,59 2,58 2,24 2,52



(MPa)

3.309 2.897 4.029 3.839 3.891 3.441 3.251 2.797 3.177

Módulo normalizado

(Pa/Pa)24350,00 17976,42 11617,08 3269,30 2779,93 2388,71 376,32 618,06 178,22

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

2757,58 1841,91 1517,03 613,24 599,87 395,17 105,46 168,30 55,84

12

Jambeiro

EGL 9,5mm

CAP-Borracha


163

Tabela A2.13: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 13, com CAP-HiMA, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 412-203 412-205 412-204 412-206 412-212 412-211 412-208 412-210 412-209

Vv(%) 4,3 4,5 4,3 4 4 4,3 4,3 4,2 4

Número de Ciclos 422.580 486.480 341.050 45.290 36.940 38.050 6.570 4.030 4.610


Tensão Final (kPa) 1.659 1.619 1.652 1.912 2.257 2.294 2.855 2.679 2.779

Deformação na

tração inicial ()301 300 299 447 451 450 601 602 602

Deformação na

traçãofinal ()299 299 300 450 450 451 600 600 601


(°)14,6 16,4 15,8 21,2 18,3 19 19 21,3 21,3


(°)27,6 31,3 28,6 29,1 23,1 27,9 25,9 29,9 24,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11.085 10.849 11.033 8.517 10.077 10.232 9.549 9.093 9.447

Rigidez na flexão

final (MPa)5.540 5.406 5.508 4.248 5.019 5.091 4.756 4.462 4.624

Módulo de


(MPa)

11.782 11.530 11.726 9.052 10.711 10.875 10.149 9.665 10.041

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.888 5.746 5.854 4.515 5.334 5.411 5.055 4.742 4.914

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,13 2,09 2,13 3,75 4,41 4,51 7,52 7,18 7,54

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,10 1,07 1,12 1,96 2,30 2,35 3,93 3,65 3,82



(MPa)

5.543 5.424 5.516 4.258 5.039 5.116 4.775 4.547 4.724

Módulo normalizado

(Pa/Pa)4224,03 488,74 3405,05 451,79 367,92 378,64 65,44 39,55 45,12

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

594,59 719,31 511,93 108,10 117,43 107,51 31,03 18,79 22,01

13

Jambeiro

EGL 9,5mm

CAP-HiMA


164

Tabela A2.14: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 14, com CAP-Polímero, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 312-217 312-224 312-216 312-218 312-220 312-219 312-221 312-222 312-223

Vv(%) 3,6 4,8 3,6 4,2 3,9 4,4 3,9 4,8 3,4

Número de Ciclos 374.000 452.150 651.180 72.490 53.330 31.780 10.370 9.010 9.610


Tensão Final (kPa) 1.503 1.446 1.637 1.943 2.022 1.923 2.736 2.181 2.845

Deformação na

tração inicial ()300 301 300 451 450 450 598 600 603

Deformação na

traçãofinal ()300 300 301 449 449 450 599 599 599


(°)18,7 17,8 19 21,9 22,3 20,6 23,3 21,4 21,7


(°)24,8 33,5 23,5 30,4 29,1 27,3 26,6 24,8 28,9

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.030 9.648 10.929 8.689 9.051 8.579 9.230 7.327 9.580

Rigidez na flexão

final (MPa)5.010 4.818 5.446 4.328 4.503 4.271 4.568 3.638 4.750

Módulo de


(MPa)

10.661 10.254 11.615 9.235 9.620 9.118 9.809 7.788 10.182

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.325 5.120 5.788 4.600 4.786 4.539 4.855 3.867 5.048

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,96 1,89 2,12 3,86 4,02 3,83 7,26 5,79 7,66

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,03 0,99 1,11 2,02 2,10 1,99 3,73 2,93 3,81



(MPa)

5.015 4.824 5.464 4.344 4.525 4.289 4.615 3.664 4.790

Módulo normalizado

(Pa/Pa)3736,06 4515,42 6489,94 722,15 530,65 316,44 102,65 89,48 95,29

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

541,61 629,46 912,64 167,27 144,70 77,84 48,31 31,99 48,41

14

Jambeiro

EGL 9,5mm

CAP-Polímero


165

Tabela A2.15: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 15, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 512-426 512-427 512-428 512-430 512-432 512-433 512-434 512-435 512-436

Vv(%) 4,9 3,4 4,7 4,6 4,6 3,4 3,4 3,1 4,7

Número de Ciclos 101.360 74.290 137.490 44.080 22.090 38.970 7.470 10.310 4.550


Tensão Final (kPa) 1.732 2.018 1.802 2.418 2.436 2.291 3.202 3.471 3.075

Deformação na

tração inicial ()350 350 350 447 449 451 602 602 601

Deformação na

traçãofinal ()350 351 350 450 450 450 600 600 600


(°)18,5 16,9 16 18,9 17,5 19,2 20,2 18,2 18,3


(°)23,5 22,5 22 19,8 16,5 17,6 18,6 12,9 18

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.915 11.548 10.312 10.824 10.874 10.240 10.738 11.684 10.387

Rigidez na flexão

final (MPa)4.949 5.757 5.148 5.375 5.410 5.090 5.334 5.784 5.127

Módulo de


(MPa)

10.538 12.273 10.960 11.504 11.557 10.883 11.413 12.418 11.039

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.260 6.119 5.471 5.713 5.750 5.410 5.669 6.148 5.450

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,63 3,05 2,73 4,73 4,74 4,51 8,47 9,16 8,13

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,39 1,61 1,43 2,49 2,52 2,34 4,41 4,77 4,21



(MPa)

4.958 5.774 5.156 5.412 5.437 5.120 5.369 5.842 5.193

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1011,82 740,76 1372,68 437,79 219,83 387,45 74,21 102,08 44,92

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

194,82 167,42 261,42 145,27 76,60 119,78 45,88 66,23 26,52

EGL 9,5mm

CAP-Alto-Módulo

15

Jambeiro


166

Tabela A2.16: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 16, com CAP- 30/45, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 115-133 115-132 115-134 115-136 115-137 115-135 115-139 115-140 115-138

Vv(%) 5,9 4 5,8 5,3 4,3 4,5 5 5 4,6

Número de Ciclos 116.180 103.450 121.610 13.840 11.800 9.590 6.040 4.190 5.080


Tensão Final (kPa) 1.466 1.743 1.533 2.291 2.359 1.952 3.056 2.840 3.049

Deformação na

tração inicial ()299 300 300 449 450 452 600 601 603

Deformação na

traçãofinal ()300 301 300 449 450 450 600 600 600


(°)18,4 18,3 17,1 19 19,1 19,8 22,3 23,2 24,1


(°)28 23,9 26,7 25,8 24,4 23,9 23,6 25,5 25,4

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.794 11.653 10.258 10.269 10.522 8.820 10.212 9.606 10.226

Rigidez na flexão

final (MPa)4.890 5.796 5.117 5.099 5.240 4.341 5.098 4.733 5.083

Módulo de


(MPa)

10.409 12.385 10.902 10.914 11.182 9.374 10.854 10.209 10.868

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.197 6.160 5.438 5.419 5.569 4.614 5.418 5.030 5.403

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,90 2,27 2,00 4,52 4,65 3,93 8,15 7,67 8,20

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,97 1,19 1,03 2,31 2,40 2,00 4,16 3,88 4,15



(MPa)

4.897 5.826 5.129 5.135 5.261 4.410 5.106 4.803 5.113

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1160,12 1029,17 1213,20 137,44 117,53 94,41 60,30 41,29 50,51

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)135,67 152,81 151,47 40,98 36,18 26,14 29,96 20,64 25,71

16

Jambeiro

Gap Graded

CAP 30/45


167

Tabela A2.17: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 17, com CAP- Borracha, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não

CP 215-103 215-104 215-106 215-100 215-101 215-105 215-96 215-97 215-99 215-107 215-102

Vv(%) 5,7 6 4,8 5,1 5,3 6,2 5,4 4,8 4,4 4,5 5,3

Número de Ciclos 1.712.360 2.131.920 6.116.480 74.920 59.040 137.330 32.670 32.180 56.740 667.280 43050

Tensão Inicial (kPa) 1.658 1.873 1.854 2.477 2.606 2.313 3.340 3.681 3.757 1.880 2192

Tensão Final (kPa) 824 929 923 1.237 1.290 1.157 1.658 1.842 1.877 941 1092

Deformação na

tração inicial ()302 302 301 450 450 450 601 600 600 300 450

Deformação na

traçãofinal ()300 300 300 450 450 451 600 600 601 300 450


(°)22,6 25,1 24,8 29,2 29,5 27 30,5 24,6 22,1 23,9 29,3


(°)40,5 42,4 42,5 41,6 45,6 39 36,5 35,5 36,9 37,7 39

Rigidez na flexão

inicial (MPa)5.496 6.209 6.154 5.508 5.785 5.141 5.553 6.139 6.263 6.272 4873

Rigidez na flexão

final (MPa)2.745 3.101 3.075 2.748 2.864 2.567 2.765 3.069 3.124 3.133 2425

Módulo de


(MPa)

5.842 6.599 6.540 5.854 6.149 5.464 5.902 6.524 6.656 6.666 5179

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

2.918 3.296 3.268 2.920 3.044 2.729 2.939 3.262 3.321 3.330 2577

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,10 1,25 1,15 2,48 2,57 2,31 4,43 4,87 5,06 1,25 2,175

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,57 0,62 0,61 1,26 1,31 1,16 2,20 2,44 2,50 0,64 1,109



(MPa)

2.748 3.104 3.077 2.754 2.893 2.570 2.777 3.069 3.131 3.136 2436

Módulo normalizado

(Pa/Pa)17106,38 21298,53 61126,49 747,53 584,65 1371,71 325,38 321,80 566,12 6666,67 428,509

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

1022,75 1413,87 4020,11 109,75 87,27 177,90 80,89 88,69 149,87 485,60 53,111

17

Jambeiro

Gap Graded

CAP-Borracha


168

Tabela A2.18: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 18, com CAP-HiMA, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não

CP 415-110 415-112 415-113 415-115 415-114 415-118 415-119 415-117 415-111 415-109 415-116

Vv(%) 4,5 6,6 4,3 5,4 4,3 4,8 5,4 5,3 4,6 5,9 6,1

Número de Ciclos 906.560 1.168.450 812.980 84.210 80.470 6.470 7.220 12.250 480.620 19.420 31260

Tensão Inicial (kPa) 2.982 2.615 2.851 3.678 3.829 4.425 4.508 5.136 2.891 4.012 3692

Tensão Final (kPa) 1.482 1.302 1.418 1.833 1.933 2.198 2.221 2.557 1.442 1.994 1837

Deformação na

tração inicial ()301 301 301 449 446 599 603 600 300 451 452

Deformação na

traçãofinal ()300 300 300 450 451 600 600 601 300 450 450


(°)20 21,4 19,1 22,1 21,8 20 22,9 19,6 19,1 18,2 20,9


(°)25,9 27,4 34,1 32,6 33,8 29,7 29,3 32,4 25,2 28 30,6

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.904 8.691 9.478 8.187 8.583 7.382 7.478 8.559 9.625 8.896 8174

Rigidez na flexão

final (MPa)4.941 4.341 4.731 4.076 4.287 3.663 3.701 4.256 4.810 44 4079

Módulo de


(MPa)

10.526 9.237 10.074 87 9.122 7.846 7.947 9.097 10.229 9.455 8687

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.251 4.614 5.028 4.332 4.556 3.893 3.934 4.524 5.112 4.708 4335

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,95 1,71 1,86 3,62 3,68 5,79 5,98 6,74 1,89 3,94 3,596

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,01 0,90 0,95 1,88 1,97 2,96 3,04 3,48 1,00 2,04 1,898



(MPa)

4.952 4.346 4.739 4.094 4.292 3.691 3.739 4.280 4.812 4.448 4087

Módulo normalizado

(Pa/Pa)9045,02 11673,22 8115,96 838,44 803,84 64,20 71,47 121,84 4803,31 193,40 311,964

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

1098,78 1195,91 928,92 175,40 192,01 24,30 27,53 50,43 621,98 48,24 72,967

18

Jambeiro

Gap Graded

CAP-HiMA


169

Tabela A2.19: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 19, com CAP-Polímero, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não

CP 315-121 315-122 315-123 315-125 315-126 315-127 315-128 315-130 315-120

Vv(%) 4,8 4,4 5,8 5,8 3,9 4 5,3 4,2 6,1

Número de Ciclos 665.170 300.990 51.000 58.170 47.680 11.310 9.570 7.710 187.700


Tensão Final (kPa) 1.181 1.273 1.606 1.375 1.681 1.920 1.979 2.075 1.036

Deformação na

tração inicial ()300 301 450 449 450 602 602 602 300

Deformação na

traçãofinal ()300 300 450 449 448 601 600 598 301


(°)22,2 20,8 21 24 23,7 27,9 25,4 25,9 22,2


(°)27,2 30,6 27,5 28,8 34 31,1 32,2 27,5 31,3

Rigidez na flexão

inicial (MPa)7.871 8.506 7.168 6.156 7.538 6.424 6.646 6.962 6.903

Rigidez na flexão

final (MPa)3.933 4.246 3.572 3.059 3.749 3.194 3.297 3.472 3.446

Módulo de


(MPa)

8.365 9.040 7.618 6.542 8.011 6.827 7.064 7.399 7.337

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.180 4.513 3.797 3.251 3.985 3.394 3.505 3.690 3.663

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,55 1,69 3,20 2,76 3,36 5,21 5,37 5,59 1,36

Energia dissipada

final (kJ/m3)

0,82 0,87 1,61 1,38 1,71 2,58 2,64 2,79 0,72



(MPa)

3.935 4.253 3.584 3.078 3.769 3.212 3.323 3.481 3.452

Módulo normalizado

(Pa/Pa)6647,23 3005,00 508,39 578,11 474,30 112,46 94,96 76,90 1874,16

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

660,43 339,27 100,40 93,65 96,84 34,94 31,67 26,37 173,12

19

Jambeiro

Gap Graded

CAP-Polímero


170

Tabela A2.20: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 20, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Jambeiro (SP)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 514-438 514-439 514-440 514-442 514-443 514-444 514-446 514-447 514-449

Vv(%) 4,9 5,4 5 4,5 4,2 5,3 5,5 4,3 3,8

Número de Ciclos 234.380 192.250 264.690 30.550 41.390 37.080 5.850 7.650 9.140


Tensão Final (kPa) 1.945 1.829 2.102 2.475 2.259 2.183 2.558 2.602 2.731

Deformação na

tração inicial ()350 350 350 451 450 450 600 600 604

Deformação na

traçãofinal ()350 350 349 449 450 450 600 600 600


(°)16,5 17,9 17,1 19,7 20,1 19,9 20,6 20,9 21,5


(°)24,3 21,8 21,8 22,6 23,5 21,2 18,9 20,3 21,7

Rigidez na flexão

inicial (MPa)11.134 10.476 12.047 11.050 10.049 9.736 8.659 8.684 9.140

Rigidez na flexão

final (MPa)5.554 5.228 6.021 5.507 5.018 4.847 4.262 4.335 4.551

Módulo de


(MPa)

11.833 11.134 12.804 11.744 10.681 10.347 9.203 9.229 9.714

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.903 5.556 6.399 5.853 5.333 5.152 4.530 4.608 4.837

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,94 2,79 3,20 4,91 4,40 4,33 6,82 6,88 7,36

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,54 1,45 1,67 2,53 2,32 2,22 3,57 3,56 3,75



(MPa)

5.567 5.238 6.023 5.525 5.025 4.868 4.329 4.342 4.570

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2338,41 1918,87 2645,71 304,51 413,35 369,24 57,59 76,38 91,03

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

487,47 372,49 596,86 104,28 129,42 109,60 29,89 36,41 45,67

Gap Graded

CAP-Alto-Módulo

20

Jambeiro


171

Tabela A2.21: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 21, com CAP-30/45, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 124-72 124-74 124-81 124-76 124-77 124-79 124-80 124-73 124-75 124-78

Vv(%) 5,2 4,5 5,4 4,8 5,1 4,1 5,2 5 4,1 4,1

Número de Ciclos 375.620 98.930 244.080 18.110 23.100 5.320 4.830 53.880 10.850 1870

Tensão Inicial (kPa) 3.137 3.258 2.753 4.204 3.876 5.388 4.977 3.012 4.760 5450

Tensão Final (kPa) 1.560 1.620 1.372 2.095 19 2.652 2.459 1.497 2.354 2594

Deformação na

tração inicial ()300 300 300 451 450 602 601 300 452 601

Deformação na

traçãofinal ()299 300 300 450 450 598 601 300 451 601


(°)15 15,2 14,9 21,1 20,4 21,9 21,9 15,8 17,8 20,4


(°)21,8 21,1 21,4 27 27,1 23,6 23,5 29,1 22,9 25,5

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.456 10.865 9.169 9.331 8.606 8.957 8.287 10.023 10.540 9068

Rigidez na flexão

final (MPa)5.210 5.402 4.573 4.651 4.294 4.434 4.093 4.992 5.221 4319

Módulo de


(MPa)

11.113 11.548 9.745 9.918 9.146 9.520 8.807 10.652 11.202 9637

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.537 5.741 4.860 4.943 4.564 4.713 4.350 5.305 5.549 4590

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,01 2,10 1,80 4,12 3,79 7,10 6,56 1,95 4,66 7,152

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,05 1,11 0,94 2,15 1,99 3,55 3,33 1,03 2,42 3,545



(MPa)

5.228 5.433 4.584 4.666 4.303 4.479 4.143 5.011 5.270 4534

Módulo normalizado

(Pa/Pa)3743,02 983,69 2434,70 180,51 230,53 51,78 47,71 536,68 107,49 17,814

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)474,48 146,49 278,71 48,48 56,69 23,26 20,24 70,04 33,77 9,577

21

Pombal

III-DERSA

CAP 30/45


172

Tabela A2.22: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 22, com CAP-Borracha, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não

CP 224-51 224-56 224-50 224-49 224-52 224-55 224-59 224-57 224-48 224-53

Vv(%) 4,1 4,7 5,5 5,5 4,8 5 4,4 4,9 4,9 4,4

Número de Ciclos 370.400 425.360 2.294.830 4.960.840 193.110 154.420 17.640 13.580 142.370 597220


Tensão Final (kPa) 897 939 760 885 1.424 1.106 1.615 1.459 781 1311

Deformação na

tração inicial ()300 300 299 299 450 450 600 601 300 450

Deformação na

traçãofinal ()300 301 300 300 450 450 601 601 299 451


(°)21,9 23,4 23,8 35,5 27,4 33,6 26,6 26,6 29,1 26,8


(°)34,7 33,6 40,1 43,7 33,4 32,9 33,6 35,5 36,1 34,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)5.979 6.260 5.073 4.041 6.361 4.940 5.412 4.895 5.250 5843

Rigidez na flexão

final (MPa)2.987 3.123 2.533 2.947 3.161 2.460 2.687 2.425 2.606 2909

Módulo de


(MPa)

6.355 6.653 5.391 4.295 6.761 5.251 5.752 5.202 5.579 6210

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.175 3.319 2.692 3.132 3.360 2.614 2.855 2.578 2.770 3092

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,17 1,25 1,00 0,81 2,84 2,22 4,39 3,98 1,05 2,626

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,63 0,65 0,52 0,59 1,45 1,15 2,09 1,89 0,54 1,34



(MPa)

2.990 3.130 2.536 2.021 3.181 2.470 2.706 2.447 2.625 2921

Módulo normalizado

(Pa/Pa)3701,14 4244,12 22921,20 72354,50 1919,47 1537,76 175,13 134,59 1413,60 5947,51

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

285,62 315,82 1409,50 2716,62 309,89 223,57 44,91 31,73 92,69 880,389

III-DERSA

CAP-Borracha

22

Pombal


173

Tabela A2.23: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 23, com CAP-HiMA, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 424-61 424-62 424-63 424-65 424-66 424-67 424-68 424-69 424-71 424-64

Vv(%) 3,5 4,1 4,1 4,3 5 4,6 4,5 4,7 4,8 4,7

Número de Ciclos 100.580 233.350 823.970 55.970 32.350 57.570 14.570 28.260 7.790 74960


Tensão Final (kPa) 691 1.447 1.355 1.934 1.872 1.980 2.491 2.341 2.229 1080

Deformação na

tração inicial ()300 300 299 449 450 450 602 601 600 303

Deformação na

traçãofinal ()299 299 300 449 450 450 600 600 600 300


(°)32,3 19,8 20,3 19 20,8 20,4 21,2 20,4 23 22,4


(°)27,7 26 24,5 26 27,7 25,5 25,1 24,5 26,7 29

Rigidez na flexão

inicial (MPa)6.462 9.720 9.065 8.647 8.331 8.817 8.349 7.848 7.463 7214

Rigidez na flexão

final (MPa)3.213 4.839 4.519 4.308 4.162 4.400 4.151 3.904 3.712 3596

Módulo de


(MPa)

6.868 10.331 9.634 9.191 8.854 9.371 8.873 8.341 7.931 7667

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.415 5.143 4.803 4.579 4.424 4.676 4.412 4.149 3.945 3822

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,29 1,90 1,76 3,78 3,66 3,89 6,65 6,21 5,88 1,45

Energia dissipada

final (kJ/m3)

0,66 0,99 0,93 1,96 1,92 2,01 3,38 3,17 3,03 0,756



(MPa)

3.231 4.860 4.533 4.324 4.165 4.409 4.174 3.924 3.731 3607

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1000,23 2323,47 8214,73 557,72 323,24 574,57 144,90 281,16 77,49 474,282

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

76,78 288,95 962,58 127,93 68,11 130,15 57,31 103,38 28,14 73,53

23

Pombal

III-DERSA

CAP-HiMA


174

Tabela A2.24: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 24, com CAP-Polímero, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 324-84 324-94 324-95 324-88 324-89 324-91 324-90 324-90 324-92 324-86

Vv(%) 5,2 5,7 5,5 5,5 4,5 5,5 5,1 5,1 4,5 4,5

Número de Ciclos 300.950 576.510 19.080 29.470 29.150 14.200 16.000 16.000 29.670 58820


Tensão Final (kPa) 1.314 1.188 1.599 1.649 1.722 2.166 2.336 2.336 2.113 1236

Deformação na

tração inicial ()300 300 450 450 450 601 602 602 599 300

Deformação na

traçãofinal ()300 300 449 450 450 598 601 601 600 301


(°)20,2 20,3 19,8 19,8 20,1 22,8 20,7 20,7 23,5 16,3


(°)24,4 24,7 28,8 26,8 27 25 24,1 24,1 24,7 21,9

Rigidez na flexão

inicial (MPa)8.794 7.929 7.196 7.452 7.683 7.282 7.845 7.845 7.067 8300

Rigidez na flexão

final (MPa)4.376 3.959 3.561 3.662 3.825 3.622 3.889 3.889 3.522 4109

Módulo de


(MPa)

9.346 8.427 7.648 7.920 8.165 7.739 8.338 8.338 7.511 8821

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.651 4.208 3.784 3.892 4.065 3.849 4.133 4.133 3.744 4368

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,74 1,55 3,23 3,31 3,42 5,80 6,25 6,25 5,65 1,624

Energia dissipada

final (kJ/m3)

0,90 0,83 1,65 1,71 1,76 2,92 3,22 3,22 2,87 0,862



(MPa)

4.397 3.964 3.598 3.726 3.841 3.641 3.923 3.923 3.533 4150

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2995,32 5757,07 188,81 289,66 290,23 141,25 158,64 158,64 295,76 582,489

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

334,73 578,82 40,97 61,07 58,74 50,88 62,39 62,39 98,56 63,924

Pombal

III-DERSA

24

CAP-Polímero


175

Tabela A2.25: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 25, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa III-DERSA e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 524-451 524-452 524-453 524-454 524-455 524-457 524-459 524-460 524-461

Vv(%) 5 4,1 5 3,4 4,5 4,8 4,7 4,7 4,8

Número de Ciclos 327.430 237.810 433.900 57.360 33.130 69.880 7.160 4.450 11.190


Tensão Final (kPa) 1.744 2.015 1.739 2.197 2.406 2.186 2.750 2.510 2.414

Deformação na

tração inicial ()350 351 350 450 451 450 600 600 604

Deformação na

traçãofinal ()350 350 349 449 449 450 599 600 599


(°)15,8 15 14,6 16,2 16,5 17 21,2 20 22,6


(°)19,4 20,5 18,6 17,7 18,8 19,4 22 20,9 21,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.971 11.526 9.980 9.793 10.767 9.718 9.306 8.474 8.073

Rigidez na flexão

final (MPa)4.985 5.760 4.979 4.892 5.356 4.858 4.590 4.185 4.029

Módulo de


(MPa)

10.597 12.250 10.607 10.409 11.444 10.328 9.890 9.006 8.581

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.298 6.121 5.291 5.199 5.693 5.163 4.878 4.448 4.282

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,63 3,05 2,63 4,32 4,76 4,27 7,31 6,70 6,50

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,39 1,61 1,39 2,26 2,48 2,27 3,83 3,47 3,36



(MPa)

4.985 5.763 4.990 4.897 5.384 4.859 4.653 4.237 4.037

Módulo normalizado

(Pa/Pa)3274,30 2376,69 4329,29 573,05 329,60 698,71 70,63 43,96 111,68

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

597,37 475,18 756,68 162,74 117,48 205,19 37,93 21,82 50,50

III-DERSA

CAP-Alto-Módulo

25

Pombal


176

Tabela A2.26: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 26, com CAP-30/45, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não

CP 121-377 121-379 121-380 121-381 121-382 121-383 121-386 121-387 121-388

Vv(%) 4,4 3,1 3,9 3,2 4,6 4,4 4,3 3,4 3,4

Número de Ciclos 58.190 52.940 54.980 23.000 16.230 19.890 5.020 3.830 6.670


Tensão Final (kPa) 2.257 2.017 2.298 2.840 2.577 2.593 3.161 3.467 3.458

Deformação na

tração inicial ()352 351 349 450 452 451 601 600 600

Deformação na

traçãofinal ()351 350 350 450 450 448 599 601 600


(°)17,1 14,9 15,3 16,6 17 16,1 19,8 20,5 19,9


(°)20,1 21,2 19,1 14,4 13,7 18,5 21,7 20,7 20,7

Rigidez na flexão

inicial (MPa)12.936 11.583 13.166 12.679 11.534 11.595 10.718 11.782 11.593

Rigidez na flexão

final (MPa)6.436 5.766 6.564 6.312 5.730 5.784 5.274 5.772 5.760

Módulo de


(MPa)

13.748 12.311 13.993 13.475 12.259 12.323 11.391 12.522 12.321

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6.841 6.128 6.977 6.708 6.090 6.147 5.605 6.135 6.122

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)3,48 3,06 3,45 5,55 5,09 5,08 8,48 9,28 9,08

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,79 1,59 1,81 2,90 2,63 2,63 4,36 4,76 4,75



(MPa)

6.468 5.792 6.583 6.339 5.767 5.798 5.359 5.891 5.796

Módulo normalizado

(Pa/Pa)579,06 527,09 548,25 229,01 161,25 198,43 49,41 37,53 66,28

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)145,73 115,45 134,41 93,88 57,93 68,68 31,66 26,39 44,19

26

Pombal

EGL 12,5mm

CAP 30/45


177

Tabela A2.27: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 27, com CAP-Borracha, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 221-341 221-343 221-344 221-345 221-346 221-347 221-348 221-349 221-350 221-351 221-342

Vv(%) 4 5 4,2 3,4 4,3 3,9 4,6 4,2 4,1 4,2 4,7

Número de Ciclos 208.110 163.330 349.750 31.490 28.640 45.200 69.220 5.090 4.210 7.530 86.300


Tensão Final (kPa) 1.170 1.119 1.233 1.408 1.197 1.202 1.286 1.660 1.629 1.488 1.232

Deformação na

tração inicial ()350 350 354 451 448 450 446 602 602 597 351

Deformação na

traçãofinal ()350 351 349 449 450 451 450 599 601 599 350


(°)29,3 17 20,1 18,7 23,5 17,9 19,7 22,4 22,8 21,4 18,6


(°)30,3 26 25,5 25,4 28,3 26,7 27,2 16,5 22,9 23,2 28,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)6.694 6.404 7.075 6.275 5.357 5.375 5.769 5.570 5.479 50 7.075

Rigidez na flexão

final (MPa)3.339 3.190 3.529 3.134 2.662 2.668 2.857 2.768 2.709 2.486 3.524

Módulo de


(MPa)

7.115 6.806 7.519 6.670 5.694 5.713 6.131 5.920 5.823 5.353 7.520

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

3.549 3.390 3.751 3.331 2.829 2.835 3.037 2.942 2.879 2.643 3.745

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,80 1,74 1,93 2,84 2,40 2,43 2,58 4,49 4,47 4,04 1,90

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,94 0,85 0,99 1,43 1,17 1,26 1,32 2,34 2,21 1,87 0,98



(MPa)

3.347 3.202 3.537 3.138 2.679 2.688 2.884 2.785 2.739 2.518 3.538

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2075,97 1627,22 3489,54 314,52 284,57 448,63 685,73 50,60 41,64 74,35 859,64

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

239,25 174,69 404,78 59,52 45,75 68,80 113,34 14,84 12,82 20,46 109,40

EGL 12,5mm

CAP-Borracha

27

Pombal


178

Tabela A2.28: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 28, com CAP-HiMA, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 411-353 411-354 411-355 411-364 411-357 411-359 411-362 411-361 411-363

Vv(%) 3,4 5 3,9 3,4 4,2 4,9 3,7 5 3,4

Número de Ciclos 42.440 58.050 90.910 28.810 35.310 26.950 4.540 4.340 4.030


Tensão Final (kPa) 1.656 1.496 1.660 2.057 2.196 2.038 2.249 2.198 2.402

Deformação na

tração inicial ()345 350 350 450 449 452 602 601 601

Deformação na

traçãofinal ()350 350 350 450 451 452 599 601 601


(°)16,6 15,6 16,3 17,7 18,8 19,7 23 21,5 22,3


(°)26,4 25,5 23,6 24,1 23,6 22,3 23,5 18,3 21,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.496 8.583 9.499 9.162 9.755 9.085 7.602 7.379 8.037

Rigidez na flexão

final (MPa)4.734 4.276 4.737 4.571 4.878 4.510 3.756 3.659 3.994

Módulo de


(MPa)

10.093 9.122 10.096 9.738 10.368 9.656 8.079 7.843 8.542

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.031 4.544 5.034 4.858 5.178 4.793 3.991 3.889 4.245

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,43 2,28 2,52 4,04 4,27 4,05 6,14 5,82 6,38

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,32 1,19 1,32 2,11 2,24 2,10 3,17 3,09 3,38



(MPa)

4.748 4.292 4.750 4.581 4.877 4.543 3.801 3.690 4.019

Módulo normalizado

(Pa/Pa)423,10 578,36 906,59 287,48 352,69 267,56 44,86 43,04 40,06

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

77,11 92,35 159,43 76,59 97,28 72,13 20,00 17,60 17,88

28

Pombal

EGL 12,5mm

CAP-HiMA


179

Tabela A2.29: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 29, com CAP-Polímero, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 321-366 321-365 321-368 321-373 321-376 321-375 321-371 321-369 321-372 321-371

Vv(%) 3,4 3,4 4,9 3,9 4,3 3,2 3,4 3,4 3,4 3,4

Número de Ciclos 281.290 151.980 203.910 25.990 37.440 24.840 4.830 8.960 6.310 1.270


Tensão Final (kPa) 1.504 1.535 1.594 1.649 1.570 1.907 2.177 2.692 2.113 1.659

Deformação na

tração inicial ()350 348 349 450 450 451 601 596 600 600

Deformação na

traçãofinal ()350 351 351 450 450 451 599 600 600 600


(°)18,3 17,2 20,1 19,8 19,9 19 20,2 21,4 23,5 15


(°)26,4 28,9 27,1 24,9 23,6 21,5 20,3 23,3 19,5 8,3

Rigidez na flexão

inicial (MPa)8.600 8.800 9.134 7.383 6.990 8.521 7.333 9.019 7.089 5.565

Rigidez na flexão

final (MPa)4.299 4.379 4.544 3.667 3.491 4.231 3.633 4.484 3.522 2.766

Módulo de


(MPa)

9.141 9.353 9.707 7.847 7.429 9.057 7.794 9.586 7.534 5.915

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

569 4.654 4.830 3.898 3.711 4.496 3.861 4.765 3.743 2.940

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,29 2,33 2,40 3,32 3,12 3,79 5,88 6,99 5,63 4,53

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,21 1,23 1,26 1,68 1,61 2,01 3,08 3,73 2,91 2,43



(MPa)

4.300 4.400 4.567 3.691 3.495 4.261 3.667 4.509 3.544 2.782

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2812,26 1512,54 2029,02 258,21 373,99 246,65 35,27 89,09 62,70 12,63

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

413,07 239,10 321,60 57,16 73,21 69,71 14,72 44,73 24,08 3,95

29

Pombal

EGL 12,5mm

CAP-Polímero


180

Tabela A2.30: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 30, com CAP-Alto Módulo, granulometria Faixa EGL 12,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não

CP 521-474 521-475 521-478 521-480 521-484 521-485 521-476 521-481 521-483

Vv(%) 4,2 4,2 4,9 4,9 4,8 4,2 3,4 4,9 3,4

Número de Ciclos 164.970 66.270 50.440 35.050 15.940 18.610 32.710 27.950 29.030


Tensão Final (kPa) 1.653 1.736 2.337 2.622 2.814 2.874 1.655 2.090 2.942

Deformação na

tração inicial ()350 350 447 450 601 601 350 452 601

Deformação na

traçãofinal ()351 350 451 450 599 600 351 450 599


(°)14,7 15,6 16,6 17 21,1 20,2 15,5 18,4 20,6


(°)22,8 20,6 21,1 21,7 24,1 23,4 21,8 20,1 27,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.441 9.961 10.481 11.679 9.465 9.604 9.449 9.303 9.835

Rigidez na flexão

final (MPa)4.710 4.961 5.180 5.825 4.696 4.786 4.721 4.648 4.910

Módulo de


(MPa)

10.034 10.586 11.139 12.413 10.060 10.207 10.042 9.887 10.453

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.006 5.272 5.506 6.191 4.991 5.087 5.017 4.940 5.219

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,49 2,62 4,52 5,13 7,50 7,59 2,51 4,,107 7,74

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,31 1,37 2,40 2,69 3,84 3,91 1,33 2,15 4,01



(MPa)

4.721 4.980 5.240 5.840 4.733 4.802 4.724 4.652 4.917

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1645,91 660,06 498,63 349,62 158,18 185,50 326,86 279,29 289,88

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

253,12 114,01 156,23 128,82 78,38 94,68 60,37 78,31 146,58

EGL 12,5mm

CAP-Alto-Módulo

30

Pombal


181

Tabela A2.31: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 31, com CAP-30/45, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 122-281 122-282 122-283

122-

283(t450

)

122-284 122-286 122-287 122-288 122-289 122-290

Vv(%) 4,8 4,1 4,3 3,8 5 4,1 5 3,4 4,9 4,4

Número de Ciclos 47.950 47.290 23.140 10.960 14.460 22.050 2.730 5.400 4.290 3.620


Tensão Final (kPa) 1.885 2.057 2.013 2.166 2.126 2.058 2.032 2.140 2.206 2.504

Deformação na

tração inicial ()348 350 352 449 451 452 600 600 602 602

Deformação na

traçãofinal ()350 350 350 450 451 450 599 599 600 600


(°)13,7 15 16 20,9 18,7 20,6 22,8 23 22,8 23,3


(°)24,3 21,7 24,8 26,3 23,2 26,6 22 21,6 22,5 20,4

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.771 11.766 11.558 9.718 9.502 9.211 6.895 7.203 7.446 8.467

Rigidez na flexão

final (MPa)5.378 5.878 5.748 4.818 4.717 4.574 3.391 3.570 3.676 4.176

Módulo de


(MPa)

11.448 12.505 12.284 10.329 10.099 9.789 7.328 7.655 7.913 8.999

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.716 6.248 6.109 5.121 5.013 4.861 3.604 3.795 3.906 4.438

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,78 3,10 3,07 4,28 4,21 4,13 5,51 5,77 5,98 6,81

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,49 1,62 1,59 2,21 2,20 2,10 2,78 2,94 2,98 3,45



(MPa)

5.386 5.883 5.779 4.859 4.751 4.605 3.447 3.601 3.723 4.234

Módulo normalizado

(Pa/Pa)478,85 472,52 230,16 108,68 143,56 218,99 26,85 53,53 42,31 35,70

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)95,71 105,77 50,98 35,36 46,06 61,22 10,96 21,71 17,47 17,37

31

Pombal

EGL 9,5mm

CAP 30/45


182

Tabela A2.32: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 32, com CAP-Borracha, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 222-257 222-246 222-249 222-252 222-253 222-256 222-254 222-255 222-250 222-251

Vv(%) 3,4 4,7 3,9 4 3,2 4,6 3,8 3,5 3,9 3,4

Número de Ciclos 2.614.800 4.796.380 1.067.630 153.860 153.720 21.490 14.270 32.810 454.320 40.060


Tensão Final (kPa) 1.492 1.193 1.308 1.626 1.727 22 1.624 2.151 954 1.729

Deformação na

tração inicial ()350 350 350 452 451 599 600 600 350 450

Deformação na

traçãofinal ()349 350 350 450 450 598 600 600 350 450


(°)15,7 23,8 22,5 17,5 19,5 18,7 22 20,1 37,5 17,5


(°)23,8 36,2 28,9 23,7 32,5 20,7 17,5 21,4 37,4 20,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)8.582 6.830 7.497 7.235 7.680 7.289 5.483 7.213 5.462 7.739

Rigidez na flexão

final (MPa)4.271 3.412 3.731 3.617 3.835 3.639 2.708 3.587 2.721 3.840

Módulo de


(MPa)

9.121 7.259 7.967 7.690 8.162 7.747 5.828 7.666 5.805 8.225

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.540 3.627 3.965 3.844 4.076 3.867 2.879 3.812 2.892 4.082

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,25 1,81 1,97 3,23 3,37 5,76 4,32 5,69 1,44 3,40

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,18 0,95 1,03 1,63 1,74 2,96 2,25 2,89 0,78 1,75



(MPa)

4.291 3.415 3.748 3.618 3.840 3.645 2.742 3.607 2.731 3.869

Módulo normalizado

(Pa/Pa)26029,01 47924,07 10625,83 1538,15 1535,18 214,54 140,98 326,28 4527,29 397,61

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

3919,87 5414,57 1379,40 319,66 316,48 80,11 49,95 119,32 435,34 94,04

32

Pombal

EGL 9,5mm

CAP-Borracha


183

Tabela A2.33: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 33, com CAP-HiMA, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 422-257 422-258 422-260 422-262 422-264 422-266 422-267 422,268 422-259 422-261 422-265

Vv(%) 4,7 3,4 3,4 4,7 3,6 4,6 3,4 3,1 4,6 4,3 3,6

Número de Ciclos 165.530 149.390 312.240 85.310 55.570 4.070 7.280 6.970 6.760 6.890 3.650


Tensão Final (kPa) 1.741 1.942 1.800 2.491 2.457 2.615 2.526 2.670 1.373 2.174 2.720

Deformação na

tração inicial ()351 350 349 449 451 599 605 603 350 451 601

Deformação na

traçãofinal ()350 348 350 450 451 600 600 599 350 450 600


(°)13,1 16,6 15,8 16,5 15,3 17,9 20,1 19,3 15,5 16 18


(°)19,5 25,8 27,3 24,7 20,4 21,6 22,3 21,3 8 26,1 23,5

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.960 11.184 10.292 11.123 10.923 8.789 8.467 9.075 7.875 9.692 9.158

Rigidez na flexão

final (MPa)4.976 5.580 5.143 5.538 5.449 4.356 4.213 4.456 3.926 4.832 4.535

Módulo de


(MPa)

10.586 11.887 10.938 11.822 11.609 9.341 8.999 9.645 8.369 10.301 9.733

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.289 5.931 5.466 5.886 5.791 4.630 4.478 4.736 4.173 5.136 4.820

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,64 2,94 2,69 4,83 4,76 6,86 6,76 7,21 2,11 4,26 7,21

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,37 1,53 1,39 2,51 2,48 3,61 3,49 3,71 1,14 2,20 3,77



(MPa)

4.980 5.592 5.146 5.562 5.462 4.394 4.234 4.538 3.937 4.846 4.579

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1654,05 1490,70 3120,64 849,46 554,40 40,35 72,44 68,45 67,41 680,69 36,15

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

291,61 315,76 565,46 272,74 177,25 19,65 32,46 36,18 9,32 192,99 18,88

33

Pombal

EGL 9,5mm

CAP-HiMA


184

Tabela A2.34: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 34, com CAP-Polímero, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 322-269 322-270 322-272 322-274 322-276 322-277 322-279 322-280 322-273 322-275

Vv(%) 5 3,7 4,7 3,9 5 5 4,4 4,4 4 4,8

Número de Ciclos 160.030 177.570 113.400 48.900 28.320 6.190 9.740 7.550 6.010 6.650


Tensão Final (kPa) 1.601 1.921 1.734 1.850 1.932 2.409 2.727 2.587 1.748 1.901

Deformação na

tração inicial ()351 350 350 451 450 600 600 599 451 450

Deformação na

traçãofinal ()349 350 350 449 450 600 600 599 450 450


(°)17,3 14,2 17 20,9 19,5 25,3 21,1 21,5 20,6 20


(°)29,7 25,1 26,7 28,8 22,7 17,3 18 18,1 26,2 22,6

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.180 11.001 9.933 8.262 8.589 8.180 9.148 8.694 7.811 8.496

Rigidez na flexão

final (MPa)4.581 5.488 4.961 4.117 4.291 4.019 4.548 4.319 3.883 4.228

Módulo de


(MPa)

9.757 11.692 10.557 8.781 9.129 8.694 9.722 9.240 8.301 9.029

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.869 5.833 5.272 4.375 4.561 4.271 4.833 4.590 4.127 4.494

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,43 2,92 2,64 3,71 3,78 6,42 7,20 6,83 3,48 3,78

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,24 1,53 1,34 1,89 1,97 3,34 3,74 3,55 1,73 1,94



(MPa)

4.590 5.501 4.966 4.131 4.295 4.090 4.574 4.347 3.905 4.248

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1597,22 1771,76 1132,67 487,27 282,98 60,82 96,84 75,02 59,76 66,19

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

252,99 368,43 198,28 116,76 72,93 28,33 49,72 35,57 14,61 18,13

34

Pombal

EGL 9,5mm

CAP-Polímero


185

Tabela A2.35: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 35, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa EGL 9,5mm e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim

CP 522-462 522-465 522-466 522-468 522-469 522-471 522-472

Vv(%) 5 3,4 5 4,3 4,5 3,4 4,8

Número de Ciclos 74.440 132.570 18.850 33.380 17.150 6.940 8.740

Tensão Inicial (kPa) 3.558 4.336 4.372 5.035 4.363 6.016 6.607

Tensão Final (kPa) 1.774 2.156 2.183 2.524 2.184 2.995 3.265

Deformação na

tração inicial ()350 352 449 448 448 600 602

Deformação na

traçãofinal ()350 350 450 450 450 599 600


(°)14,9 16,3 18,4 18,4 18,9 18,5 19,5


(°)21,1 17,1 22,1 21,6 19 19,4 21,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.173 12.324 9.733 11.240 9.731 10.026 10.984

Rigidez na flexão

final (MPa)5.070 6.157 4.851 5.611 4.850 4.996 5.437

Módulo de


(MPa)

10.812 13.098 10.344 11.946 10.343 10.655 11.674

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.389 6.544 5.155 5.964 5.155 5.310 5.779

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,68 3,30 4,27 4,89 4,26 7,85 8,65

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,41 1,70 2,27 2,59 2,26 4,06 4,42



(MPa)

5.086 6.162 4.866 5.620 4.866 5.013 5.492

Módulo normalizado

(Pa/Pa)742,04 1324,73 187,89 333,26 170,94 69,17 86,53

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

133,88 287,49 59,08 107,02 52,98 37,65 52,34

35

Pombal

EGL 9,5mm

CAP-Alto-Módulo


186

Tabela A2.36: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 36, com CAP-30/45, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não

CP 125-181 125-182 125-183 125-184 125-185 125-186 125-187 125-189 125-190 125-179 125-188

Vv(%) 4,6 6,1 5,9 4,4 4,4 5,2 5,7 4 5,8 4,8 5,5

Número de Ciclos 71.490 58.430 81.170 11.590 20.870 12.120 3.790 2.450 5.870 41.750 1.860


Tensão Final (kPa) 1.523 1.394 1.474 2.052 2.193 2.079 2.301 2.608 1.993 1.558 1.978

Deformação na

tração inicial ()300 300 300 448 450 450 602 600 602 302 600

Deformação na

traçãofinal ()300 300 300 450 449 449 600 601 600 301 600


(°)19,5 18,9 17,9 20,8 20,7 20,6 22,3 22,8 26,2 18,1 27,1


(°)22,3 23 25,1 23,3 26,1 24,3 21,8 27,8 25,2 21,2 21,3

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.170 9.309 9.872 9.181 9.792 9.279 7.744 8.810 6.705 10.390 6.740

Rigidez na flexão

final (MPa)5.076 4.651 4.917 4.562 4.879 4.626 3.834 4.343 3.324 5.178 3.297

Módulo de


(MPa)

10.809 9.893 10.492 9.757 10.407 9.862 8.230 9.363 7.126 11.043 7.163

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.395 4.944 5.225 4.848 5.185 4.917 4.075 4.616 3.533 5.503 3.504

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,97 1,81 1,90 4,06 4,35 4,12 6,24 7,03 5,34 2,03 5,39

Energia dissipada

final (kJ/m3)1,03 0,94 0,98 2,12 2,24 2,13 3,11 3,60 2,71 1,05 2,75



(MPa)

5.085 4.654 4.936 4.590 4.896 4.640 3.872 4.405 3.353 5.195 3.370

Módulo normalizado

(Pa/Pa)713,70 583,93 808,53 115,18 207,97 120,85 37,53 24,16 58,20 416,11 18,20

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)90,23 66,39 94,88 30,96 56,59 31,81 14,09 11,03 18,94 59,41 6,56

36

Pombal

Gap Graded

CAP 30/45


187

Tabela A2.37: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 37, com CAP-Borracha, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos

cálculosSim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Não Não Não Não

CP 225-144 225-194 225-146 225-147 225-148 225-149 225-150 225-141 225-151 145-225 225-240

Vv(%) 5,5 5,4 5 4,2 4,3 4,6 5 6,8 6,8 4,1 4,2

Número de Ciclos 922.170 993.440 56.030 46.830 43.580 7.070 4.720 832.390 16.000 8.489.630 264.730


Tensão Final (kPa) 744 1.052 1.213 1.408 1.141 2.053 942 811 1.398 1.502 852

Deformação na

tração inicial ()300 293 452 450 449 601 600 300 601 301 300

Deformação na

traçãofinal ()300 300 450 450 450 600 599 299 600 300 298


(°)27,1 23,3 28,5 29,5 30,4 24,1 29,8 24,8 23,8 17,7 24,9


(°)35 30,1 33,5 31,8 38 25,7 35 35,9 28,5 27,2 34,1

Rigidez na flexão

inicial (MPa)4.965 7.012 5.394 6.263 5.078 6.896 3.191 5.457 4.661 8.622 5.746

Rigidez na flexão

final (MPa)2.480 3.503 2.697 3.131 2.535 3.420 1.574 2.712 2.328 5.005 2.859

Módulo de


(MPa)

5.277 7.452 5.733 6.657 5.397 7.329 3.392 5.807 4.954 9.164 6.115

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

2.636 3.723 2.866 3.328 2.695 3.635 1.673 2.886 2.474 8.320 3.042

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)0,98 1,33 2,45 2,81 2,28 5,57 2,56 1,10 3,71 1,69 1,14

Energia dissipada

final (kJ/m3)0,50 0,71 1,25 1,47 1,20 2,84 1,22 0,55 1,95 1,01 0,57



(MPa)

2.482 3.506 2.697 3.132 2.539 3.448 1.596 2.729 2.331 4.311 2.873

Módulo normalizado

(Pa/Pa)9212,81 9927,46 560,15 468,19 435,18 70,13 46,56 8273,99 159,81 98565,19 2633,97

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

478,28 887,35 74,43 77,54 61,06 24,06 7,26 485,64 33,30 8409,36 167,58

37

Pombal

Gap Graded

CAP-Borracha


188

Tabela A2.38: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 38, com CAP-HiMA, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 425-167 425-169 425-172 425-174 425-175 425-171 425-170 425-176 425-177 425-178

Vv(%) 4,1 5,7 3,8 5,5 5,8 6,1 4,3 5,7 4,1 4,7

Número de Ciclos 444.180 291.750 444.520 29.590 65.550 26.460 44.610 3.500 11.800 4.220


Tensão Final (kPa) 1.578 1.476 1.514 1.309 1.743 1.982 2.029 1.678 2.295 2.098

Deformação na

tração inicial ()301 299 301 450 450 451 451 599 602 601

Deformação na

traçãofinal ()300 299 300 451 450 451 450 601 600 601


(°)16,2 15 17,9 23,6 21,6 16,8 18,5 28,9 22,3 22,4


(°)22,3 27,5 22,1 26,2 29,3 27,1 30,8 28,6 31,8 26,8

Rigidez na flexão

inicial (MPa)10.535 9.917 10.109 5.847 7.755 8.805 9.045 5.637 7.652 7.040

Rigidez na flexão

final (MPa)5.266 4.938 5.046 2.904 3.874 4.396 4.504 2.792 3.824 3.493

Módulo de


(MPa)

11.196 10.540 10.744 6.214 8.242 9.358 9.613 5.992 8.133 7.482

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

5.597 5.248 5.362 3.087 4.118 4.673 4.787 2.967 4.064 3.712

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)2,06 1,90 1,97 2,61 3,41 3,87 4,01 4,46 6,10 5,60

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,07 0,99 1,03 1,38 1,77 2,01 2,05 2,31 3,14 2,90



(MPa)

5.267 4.958 5.054 2.924 3.877 4.402 4.522 2.819 3.826 3.520

Módulo normalizado

(Pa/Pa)4440,97 2905,26 4437,36 293,94 654,97 264,25 444,34 34,66 117,92 41,87

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

542,40 339,99 542,42 48,76 134,05 64,30 120,73 9,63 42,39 14,74

38

Pombal

Gap Graded

CAP-HiMA


189

Tabela A2.39: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 39, com CAP-Polímero, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 325-162 325-163 325-167 325-159 325-161 325-156 325-157 325-160 325-158

Vv(%) 4,2 4,1 5,7 3,8 4,5 4,3 4,6 3,9 4,1

Número de Ciclos 273.600 153.670 190.680 51.560 52.030 10.990 5.770 17.530 3.850


Tensão Final (kPa) 1.259 1.307 1.102 1.963 1.966 2.260 2.334 1.932 2.014

Deformação na

tração inicial ()302 300 299 450 451 600 601 450 602

Deformação na

traçãofinal ()300 300 299 449 450 601 600 451 600


(°)17,7 20,5 23,1 2,9 19,5 23,5 23,2 19,7 28,1


(°)23,3 27 31,3 29,5 30,4 28,7 22,8 28,1 24,4

Rigidez na flexão

inicial (MPa)8.399 8.747 7.414 8.745 8.802 7.558 7.845 8.647 68

Rigidez na flexão

final (MPa)4.197 4.350 3.680 4.369 4.370 3.759 3.889 4.287 3.356

Módulo de


(MPa)

8.926 9.297 7.880 9.294 9.355 8.033 8.338 9.190 7.232

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

4.461 4.624 3.912 4.643 4.645 3.995 4.134 4.556 3.567

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)1,66 1,72 1,45 3,88 3,94 6,04 6,24 3,81 5,39

Energia dissipada

final (kJ/m3)

0,87 0,90 0,75 2,01 2,05 3,10 3,20 2,01 2,79



(MPa)

4.199 4.374 3.707 4.373 4.401 3.779 3.923 4.324 3.403

Módulo normalizado

(Pa/Pa)2734,68 1528,55 1893,06 515,17 516,65 109,32 57,21 173,80 37,98

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

278,76 171,41 169,52 118,31 128,33 40,57 22,48 45,84 13,21

39

Pombal

Gap Graded

CAP-Polímero


190

Tabela A2.40: Parâmetros obtidos no software UTS015, para a mistura asfáltica 40, com CAP-Alto-Módulo, granulometria Faixa Gap Graded e agregados da Pedreira Pombal (RJ)

Mistura

Agregados

Faixa Granulom.

Ligante Asfáltico

Utilizado nos


CP 525-391 525-393 525-396 525-397 525-395 525-399 525-400 525-401 525-392

Vv(%) 3,4 4,3 4,1 5,5 3,4 5,3 4 3,4 3,4

Número de Ciclos 140.710 160.530 55.910 55.600 76.990 2.950 4.750 2.430 81.100


Tensão Final (kPa) 3.022 1.059 2.216 2.170 2.426 2.208 2.561 2.436 1.428

Deformação na

tração inicial ()348 351 450 451 450 599 601 601 350

Deformação na

traçãofinal ()351 350 450 450 449 600 600 601 350


(°)16 20,9 19,3 17,3 16,5 19,2 20,8 20,9 18


(°)19 23,5 25 19,7 20,1 20,6 22,2 18,3 26,2

Rigidez na flexão

inicial (MPa)9.878 6.058 9.852 9.656 10.807 7.437 8.626 8.265 8.172

Rigidez na flexão

final (MPa)5.767 3.023 4.922 4.819 5.398 3.680 4.270 4.056 4.082

Módulo de


(MPa)

10.498 6.438 10.471 10.262 11.486 7.904 9.167 8.784 8.685

Módulo de

elasticidade final

(MPa)

6.129 3.212 5.232 5.122 5.738 3.911 4.538 4.311 4.338

Energia dissipada

inicial (kJ/m3)5,92 1,65 4,34 4,24 4,72 5,80 6,85 6,54 2,18

Energia dissipada

final (kJ/m3)

1,58 0,87 2,28 2,23 2,47 3,03 3,54 3,39 1,12



(MPa)

4.939 3.029 4.926 4.828 5.404 3.718 4.313 4.133 4.086

Módulo normalizado

(Pa/Pa)1642,98 1601,90 558,70 554,99 769,15 29,19 47,03 23,85 810,22

Energia dissipada

acumulada (MJ/m3)

260,89 196,57 163,34 153,72 232,22 12,20 22,34 11,44 120,23

40

Pombal

Gap Graded

CAP-Alto-Módulo

1. relatório número - antt · relatório final - determinação da resistência à fadiga de...

Documents