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  • DETERMINAO DA RESISTNCIA FADIGA DE MISTURAS ASFLTICAS COM DIFERENTES TIPOS DE LIGANTES ASFLTICOS E AGREGADOS

    Leonardo Santana Cavalcanti

    Asflticos Consultoria Ltda. Valria Cristina de Faria

    CCR NovaDutra Sandra Oda

    Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Departamento de Engenharia de Transportes

    Rodrigo Maluf Barella Asflticos Consultoria Ltda.

    RESUMO Os parmetros usualmente obtidos nos mtodos convencionais de dosagem das misturas asflticas nem sempre possibilitam que seja feita uma escolha otimizada com relao ao tipo de mistura mais adequado a um determinado projeto, em vista da falta de uma correspondncia direta entre esses parmetros e os defeitos que a camada de revestimento apresentar no campo, particularmente, a resistncia fadiga. O objetivo desse trabalho obter os parmetros que permitam a previso da vida de fadiga de revestimentos asflticos utilizando o mtodo de ensaio de fadiga de ruptura com velocidade controlada e fadiga de viga de quatro pontos. Nesse trabalho foram avaliados quatro tipos de ligantes asflticos (CAP 30/45, CAP modificado com borracha, CAP modificado com polmero 60/85 e CAP HiMA (Highly Modified Asphalt, com 7,5% de SBS)) e agregados de duas pedreiras utilizados pela CCR Nova Dutra em suas obras de pavimentao. Alm disso, sero avaliados trs tipos de misturas densas com faixas granulomtricas muito utilizadas pela CCR Nova Dutra: duas faixas de concreto asfltico SUPERPAVE (CA 9,5 mm e 12,5 mm) e uma faixa DERSA - Faixa III. Os resultados obtidos no ensaio de fadiga de ruptura com velocidade controlada mostram que as misturas com o CAP HiMA (Highly Modified Asphalt, com 7,5% de SBS) apresentaram maior vida de fadiga quando comparadas com os outros ligantes e que ficou evidente a influncia do tipo de ligante na resistncia fadiga. No entanto no houve uma relao com os resultados de fadiga de 4 pontos, cujos resultados mostraram que alm do tipo ligante, o teor tambm influencia na vida de fadiga. Palavras-chave: Fadiga; misturas asflticas; asfalto modificado. 1. INTRODUO A concessionria que mantm a rodovia Presidente Dutra (BR116) tem adotado vrias tecnologias em suas obras de reconstruo e manuteno. O uso de tcnicas aplicadas na Europa e Estados Unidos tem sido parte de benchmarking para pavimentao no Brasil, visando maior desempenho, conforto e segurana, aliado ao menor custo de manuteno das rodovias. Entretanto, devido s particularidades de clima e materiais encontrados no Brasil, algumas tecnologias podem apresentar resultados aqum do esperado. Sabe-se que as condies climticas, controle de qualidade de execuo e o comportamento dos diferentes materiais podem interferir no tempo de vida til de uma via e que, portanto, o desempenho de determinado material no uma constante. Diante do exposto e com intuito de se executar servios de melhor qualidade, a CCR NovaDutra vem obtendo parmetros atravs de pesquisas com instituies renomadas como a UFRJ e USP, alm de ensaios realizados no seu prprio Centro de Pesquisas Rodovirias (CPR NovaDutra). Estes dados permitem a previso de desempenho de revestimentos asflticos, de modo a possibilitar uma escolha apropriada com base em simulaes tcnicas e da anlise econmica em laboratrio da mistura mais adequada a uma determinada obra.

  • O presente artigo parte de um estudo do comportamento fadiga de misturas asflticas mais frequentemente aplicadas pela concessionria, assim como algumas que foram aplicadas em trechos experimentais e que ainda esto sendo monitoradas. A pesquisa est sendo realizada no Centro de Pesquisa da CCR por meio de dois mtodos de previso de fadiga: fadiga de ruptura com velocidade controlada e o consagrado ensaio de fadiga de 4 pontos, muito utilizado na rea de engenharia de materiais. 2. ENSAIOS DE FADIGA DE MISTURAS ASFLTICAS 2.1. Fadiga de Velocidade Controlada A prensa de compresso diametral o equipamento utilizado para realizao do ensaio de fadiga de velocidade controlada com algumas adaptaes para permitir a leitura da deformao e controle de velocidade de aplicao da fora, os quais so parmetros utilizados no clculo da estimativa de tempo de vida til relacionado fadiga. A ruptura de um slido se d pela exausto da energia de ligao interna do material, decorrente do trabalho efetuado pelas cargas externas. No caso do concreto asfltico, esta energia de ligao est associada diretamente coeso que o asfalto adiciona matriz de agregados (Rodrigues, 2000). Uma expresso geral da velocidade de perda de energia de ligao WR do material dada pela chamada equao cintica:

    =

    1

    (1)

    onde: WR0 = energia de ligao inicial, do material sem fadiga; t = tempo; = tenso aplicada; n = expoente da lei de fadiga (funo da temperatura); = viscosidade dissipativa da mistura (funo da temperatura e do tempo de aplicao de

    carga). A viscosidade dissipativa da mistura dada pela seguinte expresso:

    = ||

    (2) onde:

    E* = mdulo dinmico; = freqncia de aplicao de carga (rad/s); = ngulo de fase entre a tenso aplicada e a deformao elstica resultante (rad).

    O ngulo de fase pode ser calculado por:

    = + + || + ! "#$% + &'()(3) onde:

    b0 = -20.05586 b1 = 7.007547 10-2

    b2 = -2.899322 10-2 b3 = 3.605885

    b4 = -1.237843 10-3 VFA = relao betume-vazios = 100 VB/VAM

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

  • Considerando que para cada pulso de tenso haver uma parcela de perda da energia de ligao WR, tem-se que:

    * = 1

    ,(4) onde:

    = tenso de trao; tc = tempo de aplicao da tenso de trao;

    Aps Nf repeties de carga, a energia de ligao total WR0 estar completamente exaurida, levando formao de uma trinca de fadiga. Dessa forma:

    ./ = 0

    , 11

    2

    (5)

    Tal expresso conhecida como a lei de fadiga observada em ensaios de tenso controlada (Rodrigues, 2000).

    2.2. Fadiga de Viga de Quatro Pontos. O ensaio de fadiga de quatro pontos tem sido muito utilizado na engenharia de materiais para se estimar a vida de fadiga. A rea naval, aeroespacial, ortopedia e estruturas em geral tem lanado mo deste mecanismo de avaliao por se garantir que o material trabalhe apenas a flexo, sem influncia de esforos normais ou cortantes.

    Figura 1 - Aplicao do ensaio de fadiga de 4 pontos em diversas reas da engenharia (Google 2013). O 4BP, como tambm conhecido o ensaio de fadiga de viga de 4 pontos, realizado de modo a permitir que no centro da viga haja momento constante mximo ou mnimo (quando da inverso do sentido da fora) e cortante igual a zero, ou seja, condio de flexo pura. Desta forma se garante que as trincas no so devido ao cisalhamento, conforme mostrado na Figura 2:

  • Figura 2 - Diagramas de esforos da viga. A existncia de momento mximo e mnimo se d devido inverso do sentido da fora durante o ensaio, gerando trao das fibras inferiores da viga num determinado momento e durante igual tempo gerando trao das fibras superiores. Este tempo total equivale a um ciclo. As normas AASHTO T321-07 e ASTM D 7460-08 descrevem o ensaio de fadiga de 4 pontos de vigas de misturas asflticas, as quais definem o parmetro de rigidez flexo da viga como sendo a relao entre a tenso mxima de trao e a deformao mxima da viga, conforme Equao 6.

    4 = 56 6 (6) onde:

    S = Rigidez flexo da viga; t = Tenso aplicada; t = Deformao.

    A rigidez o parmetro utilizado para se definir a condio de fadiga da viga. A norma da AASHTO define o fim do ensaio quando a rigidez da viga alcana 50% da rigidez inicial, enquanto que a ASTM recomenda 40%. Esta reduo de rigidez se d devido s microfissuras que evoluem durante o processo de aplicao de ciclos de cargas (Adhikari e You, 2010). A frequncia estabelecida em normas para o ensaio de 5Hz a 10Hz e temperatura de 20C, entretanto os equipamentos permitem a variao destes dados, facilitando uma anlise mais aprofundada dos materiais e permitindo a avaliao em situaes bem diferentes de clima e trfego. H vrios modelos para se estimar a vida de fatiga de uma amostra de mistura asfltica. O mais simples baseado apenas na deformao ou na tenso, conforme Equaes 7 e 8:

    ./ = 8. 1:;

  • ./ = 8. 1;
  • 3.1. Caracterizao dos Ligantes A caracterizao dos ligantes foi realizada por meio dos ensaios convencionais conforme Resolues 019/2005, 031/2007 e 039/2008 da ANP, as quais especificam as caractersticas dos CAPs convencionais, asfalto polmero e asfalto borracha, respectivamente. Na Tabela 2 mostrado um quadro com resultado dos ensaios dos ligantes utilizados neste trabalho: Tabela 2 - Caracterizao de ligantes

    Caractersticas Unidades Resultados

    30/45 Borracha 60/85 HiMA

    Densidade g/dm3 1,013 1,031 1,006 1,011

    Viscosidade Brookfield a 135C, 20 rpm cP 505 - 1998 1685

    Viscosidade Brookfield a 150C cP 244 - 859 690

    Viscosidade Brookfield a 177C cP 85 1845* 268 229

    Penetrao (100g, 5s, 25C) (Pen) 0,1mm 33 41 51 40

    Ponto de Amolecimento (Pa) C 54 62 62 72

    ndice de Susceptibilidade Trmica (I) - -1,2 - - -

    Espuma a 177C - negativo - negativo negativo

    Recuperao Elstica por toro % - 68 60 63,5

    *Ensaio realizado a 175C.

    3.2. Caracterizao dos Agregados Os agregados foram caracterizados segundo a sua granulometria, densidade real, densidade aparente e abraso Los Angeles (brita 1 e pedrisco). Na tabela 3 so mostrados os resultados dos ensaios de agregados das pedreiras Jambeiro e Pombal. Tabela 3 - Caracterizao dos Agregados

    Peneira Abertura Pedreira Pombal Pedreira Jambeiro

    % passante % passante # mm Brita 1 Pedrisco P de pedra Brita 1 Pedrisco P de pedra 1" 25,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

    3/4" 19,0 98,3 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 1/2" 12,5 28,4 99,8 100,0 36,6 100,0 100,0 3/8 9,5 5,9 86,0 100,0 12,2 85,8 100,0

    N 8 2,36 1,1 11,9 99,1 1,5 3,2 97,2 N 10 2,00 1,0 5,6 82,1 1,0 2,2 69,3 N 16 1,18 1,0 4,9 56,6 0,9 2,0 36,4 N 30 0,60 0,8 3,9 35,6 0,7 1,7 21,4

    N 200 0,075 0,5 2,1 14,9 0,5 1,3 12,5

    Densidades Real 2,805 2,822 2,853 2,661 2,662 2,662

    Aparente 2,764 2,756 2,837 2,635 2,623 2,629 Abraso Los Angeles (%) 46,5 46,4 34,3

    3.3. Caractersticas das Misturas Asflticas Para a dosagem das misturas foi utilizada a metodologia Marshall buscando os vazios de 4% e compactao com 75golpes por face. Foram determinados os principais parmetros volumtricos: massa especfica aparente do corpo de prova (Gmb), volume de vazios da mistura (Vv), vazios do agregado mineral (VAM) e relao betume vazios (RBV), alm do parmetro mecnico de resistncia trao da mistura asfltica.

  • A Tabela 4 apresenta os limites inferior e superior das faixas adotadas, assim como os limites dos parmetros volumtricos. Tabela 4 - Limites das faixas adotadas.

    PENEIRAS CA - FAIXA III

    DERSA CA- FAIXA EGL

    12,5mm CA- FAIXA EGL 9,5mm

    # mm Mn. Mx. Mn. Mx. Mn. Mx. 1" 25,0 100 100 100 100 100 100

    3/4" 19,0 100 100 100 100 100 100 1/2" 12,5 80 100 90 100 100 100 3/8" 9,5 70 90 80 95 90 100 N 4 4,75 50 70 40 60 40 65 N 10 2,00 33 48 25 40 25 45 N 40 0,42 15 25 10 20 13 24 N 80 0,18 8 17 5 15 8 17

    N 200 0,075 4 10 2 10 4 10 Parmetros Mnimo Mximo Mnimo Mximo Mnimo Mximo VCA 65 75 65 75 65 75 VAZIOS 3 5 3 5 3 5 VAM 14,0 14,0 15,0 Resistencia a trao 0,6 0,6 0,6 Filer / ligante 0,6 1,6 0,6 1,6 0,6 1,6 Danos por umidade induzida 75,00 75,00 75,00 Dimetro mximo 12,5 12,5 12,5

    Especificao DERSA ET - P00/027 REV A de 08/04/1997

    ENGELOG GER-A1-PV/ES-E-002 REV. 6 (CA) de 07/05/2009

    ENGELOG GER-A1-PV/ES-E-002 REV. 6 (CA)

    de 07/05/2009

    Figura 3 Curvas granulomtricas das faixas utilizadas. Foram elaborados projetos de 24 misturas, as quais esto identificadas na Tabela 5 de acordo com os materiais constituintes.

    0,0

    20,0

    40,0

    60,0

    80,0

    100,0

    120,0

    0,01 0,1 1 10 100

    % P

    assa

    nte

    Peneira mm

    EGL12,5 PBL

    EGL9,5 PBL

    III DERSA PBL

    EGL12,5 JBR

    EGL9,5 JBR

    III DERSA JBR

    PBL Pedreira Pombal JBR Pedreira Jambeiro

  • Tabela 5 - Identificao das misturas conforme os materiais constituintes. Mistura CAP Faixa Granulomtrica Pedreira de origem dos Agregados

    P1 30/45 EGL 12,5mm Pombal P2 Borracha EGL 12,5mm Pombal P3 60/85 EGL 12,5mm Pombal P4 HiMA EGL 12,5mm Pombal P5 30/45 EGL 9,5mm Pombal P6 Borracha EGL 9,5mm Pombal P7 60/85 EGL 9,5mm Pombal P8 HiMA EGL 9,5mm Pombal P9 30/45 III DERSA Pombal

    P10 Borracha III DERSA Pombal P11 60/85 III DERSA Pombal P12 HiMA III DERSA Pombal P13 30/45 EGL 12,5mm Jambeiro P14 Borracha EGL 12,5mm Jambeiro P15 60/85 EGL 12,5mm Jambeiro P16 HiMA EGL 12,5mm Jambeiro P17 30/45 EGL 9,5mm Jambeiro P18 Borracha EGL 9,5mm Jambeiro P19 60/85 EGL 9,5mm Jambeiro P20 HiMA EGL 9,5mm Jambeiro P21 30/45 III DERSA Jambeiro P22 Borracha III DERSA Jambeiro P23 60/85 III DERSA Jambeiro P24 HiMA III DERSA Jambeiro

    Os teores de ligante e os parmetros volumtricos e de resistncia trao foram determinados para todas as 24 misturas e constam nas Tabelas 6 e 7. Tabela 6 - Parmetros de dosagem das misturas com agregados oriundos da pedreira Pombal.

    Parmetros Misturas

    P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 Teor timo em peso de asfalto adicionado (AASHTO R-35)

    4,9% 5,4% 4,7% 4,6% 4,8% 5,6% 4,7% 4,8% 5,0% 5,7% 4,9% 5,0%

    Absoro de asfalto pelo agregado (AASHTO R-35) 4,6% 5,1% 4,4% 4,3% 4,5% 5,3% 4,4% 4,5% 4,8% 5,4% 4,7% 4,7%

    Densidade mxima da mistura (sem vazios)

    2,587 2,564 2,584 2,590 2,583 2,555 2,586 2,583 2,577 2,555 2,579 2,580

    Teor de vazios de ar (Va %) (AASHTO R-35)

    4,0 4,1 3,9 4,0 3,9 4 4,1 3,9 4,2 4,1 4,1 4,1

    Vazios do agregado mineral (VAM %) (AASHTO M-323)

    14,8 16,2 14,6 14,5 14,9 16,7 14,9 14,9 15,8 17,1 15,6 15,6

    Vazios cheios de asfalto (VCA %) (AASHTO M-323) 73,0 74,7 73,4 72,8 73,9 75,7 72,6 73,6 73,7 75,9 73,6 73,7

    Resistncia a trao por compresso diametral (mPa) DNIT ME138 - ASTM C 496

    2,4 1,6 1,7 2,1 2,4 1,7 1,9 2,3 2,0 1,6 2,0 2,3

    Relao filler / ligante (AASHTO M-323)

    1,5 1,3 1,6 1,6 1,7 1,5 1,8 1,7 1,8 1,6 1,9 1,9

    Porcentagem de asfalto em volume / volume total de massa (adicionado) 12,1 13,4 12,0 11,8 12,2 13,9 12,1 12,3 12,7 14,1 12,6 12,8

  • Tabela 7 - Parmetros de dosagem das misturas com agregados oriundos da pedreira Jambeiro

    Parmetros Misturas

    P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 Teor timo em peso de asfalto adicionado (AASHTO R-35)

    4,6% 5,6% 4,6% 4,7% 4,8% 5,6% 5,1% 5,0% 4,5% 5,3% 4,6% 4,6%

    Absoro de asfalto pelo agregado (AASHTO R-35) 4,3% 5,3% 4,3% 4,4% 4,5% 5,3% 4,8% 4,7% 4,3% 5,0% 4,3% 4,3%

    Densidade mxima da mistura (sem vazios - Rice)

    2,461 2,429 2,460 2,455 2,453 2,431 2,442 2,445 2,474 2,450 2,469 2,470

    Teor de vazios de ar (Va %) (AASHTO R-35)

    4,3 4,3 4,5 4,6 4,0 4,0 4,4 4,4 3,9 4,1 4,2 4,0

    Vazios do agregado mineral (VAM %) (AASHTO M-323) 14,3 16,4 14,6 14,9 14,6 16,1 15,6 15,3 13,9 15,6 14,4 14,2

    Vazios cheios de asfalto (VCA %) (AASHTO M-323)

    70,2 73,6 69,0 69,1 72,5 75,0 71,6 71,5 72,1 73,8 70,9 71,8

    Resistncia a trao por compresso diametral DNIT ME138 - ASTM C 496

    2,0 1,5 1,6 2,0 2,2 1,7 1,7 2,0 2,5 1,7 1,9 2,4

    Relao filler / ligante (AASHTO M-323) 1,7 1,3 1,7 1,6 1,7 1,5 1,6 1,6 2,0 1,7 2,0 2,0 Porcentagem de asfalto em volume / volume total de massa (adicionado)

    11,2 13,2 11,2 11,4 11,6 13,2 12,4 12,1 11,0 12,6 11,3 11,2

    3.4. Moldagem dos Corpos de Prova e Execuo dos Ensaios de Fadiga 3.4.1. Fadiga de Velocidade Controlada

    Este ensaio possui a grande vantagem de permitir a obteno de corpos de prova de forma simples e rpida, pois so utilizadas as dimenses dos corpos de prova Marshall, os quais podem ser obtidos por meio de todos os compactadores disponveis e tambm extrados do campo. Para este trabalho, os corpos de prova foram moldados com o uso do compactador Marshall. Alm da facilidade da moldagem, o ensaio de fadiga de velocidade controlada tambm executado de maneira bem mais rpida do que o ensaio de fadiga de quatro pontos. So moldados 3 corpos de prova de cada mistura, os quais so submetidos aplicao de cargas com trs velocidades diferentes. O ensaio realizado na prensa de compresso diametral, sob temperatura de 25C, onde so lidas as cargas de ruptura e deslocamento dos LVTDs fixados sobre o CP. Estes dados alimentam o software chamado Fadiga 2.0, que geram vrios dados, tais como o K1 e K2, utilizados no modelo de fadiga e que permitem o traado das curvas de fadiga. Cabe destacar que a evoluo do ensaio de fadiga de velocidade controlada ocorre como a do ensaio de resistncia trao, com diferentes velocidades de aplicao de carga, e no como os ensaios de fadiga de quatro pontos e de compresso diametral realizado pela COPPE/UFRJ, cujos corpos de prova so submetidos a pulsos de cargas. Outro dado de sada do programa o Nf, valor tal que varia de acordo com a deflexo esperada do pavimento e que considerado no programa como um dos dados de entrada. 3.4.2. Fadiga de quatro pontos

    A moldagem das vigotas utilizadas para o ensaio de fadiga de quatro pontos requer mais tempo e mais cuidado do que a de fadiga de velocidade controlada, alm da necessidade do uso de mais equipamentos. O PReSBOX IPC foi o compactador utilizado para a moldagem dos corpos de prova para este ensaio, o qual utiliza o princpio do amassamento e produz prismas de 45cm de comprimento, 15cm de largura e altura entre 14,5cm e 18,5cm. Estes prismas permitem a

  • extrao de 4 vigotas que so obtidas por serragem utilizando o equipamento Autosaw IPC, que possui gabaritos para otimizar o corte, garantindo preciso, repetibilidade das dimenses das vigotas e rapidez de execuo. O ensaio de fadiga de quatro pontos possui duas normas recentes criadas, AASHTO T321-07 e ASTM D 7460-08, sendo que esta ltima recomenda o equipamento adquirido pelo CPR NovaDutra para a realizao deste tipo de ensaio. A Figura 4 mostra todos os equipamentos utilizados para moldagem e execuo do ensaio de fadiga de quatro pontos.

    Figura 4 - Equipamentos do CPR NovaDutra utilizados na modagem de vigotas e execuo de ensaio de fadiga de quatro pontos. a) PResBOX; b) Autosaw e c) Equipamento de Fadiga

    Foram ensaiadas nove vigotas de cada mistura utilizando o princpio da deformao controlada, cujos valores adotados foram: 300, 450 e 600. Embora estas deformaes sejam bem maiores do que as apresentadas em campo, as normas sugerem os ensaios com deformaes entre 200 e 800. Um dos motivos pode ser o grande tempo de execuo do ensaio quando utilizadas deformaes muito pequenas, que dependendo da temperatura adotada e frequncia admitida, o ensaio de uma nica vigota pode durar meses. A temperatura e frequncia adotadas para o ensaio tambm foram as estabelecidas pelas normas: 20C -0,5 e frequncia de 10Hz, embora se saiba que para as condies brasileiras estas condies deveriam ser revistas. As normas permitem a variao da frequncia entre 5Hz e 10Hz e o equipamento permite essa variao de frequncia assim como dispe de uma cmara ambiental que permite a variao da temperatura entre -14C e 60C.

    O software utilizado para aquisio de dados foi o UTS015, que fornecido juntamente com o equipamento. Um dos dados fornecido a rigidez flexo da viga, que um dado importante, j que atravs dele que se determina a condio de fadiga da viga. Os dados de deflexo da viga, deformao, energia dissipada, carga aplicada e mdulo dinmico nas condies de frequncia e temperatura do ensaio, tambm so fornecidos a cada segundo. 4. RESULTADOS Com os dados gerados pelo programa Fadiga 2.0 foi possvel a construo das curvas de fadiga das misturas. A Figura 5 mostra as curvas de fadiga traadas considerando as mesmas deformaes adotadas no ensaio de fadiga de quatro pontos, ou seja, 300, 450 e 600. Desta forma foi possvel uma comparao com os resultados dos dois mtodos.

    a) b) c)

  • Figura 5 - Curvas de fadiga obtidas por meio do ensaio de velocidade controlada das misturas produzidas com agregados das pedreiras Pombal (esquerda) e Jambeiro (direita). As curvas de fadiga das misturas produzidas tanto com os agregados da Jambeiro quanto o da Pombal mostram que as que se destacaram positivamente foram as produzidas com o CAP HiMA (P8 e P20) e que os CAPs com piores desempenho foi o 60/85 (P7) no caso da Pombal e 30/45 (P19) no caso da Jambeiro. Observa-se tambm que misturas com agregados da Pombal obtiveram desempenho superior ao da Jambeiro, o que indica que os agregados tambm influenciam na vida de fadiga. As curvas de vida de fadiga obtidas pelo ensaio de quatro pontos foram traadas para apenas quatro misturas asflticas: P21, P22, P23 e P24. Estas curvas so mostradas na Figura 6 com seus respectivos modelos de fadiga.

    Figura 6 - Curvas de fadiga e respectivos modelos gerados aps ensaios de fadiga de quatro pontos das misturas P21, P22, P23 e P24.

    As curvas de fadiga obtidas por meio do ensaio de quatro pontos mostraram que a mistura com o asfalto borracha (P22) apresentou comportamento bem superior s outras e que a mistura com CAP 30/45 (P21) obteve o pior desempenho. A mistura com o CAP 60/85 (P23) teve comportamento bem parecido com a produzida com o CAP 30/45 (P21). Quanto mistura produzida com o CAP HiMA se nota um comportamento curioso, j que para menores deformaes ele tendeu a se aproximar ao comportamento da mistura com borracha e que com maiores deformaes seu comportamento se aproximou aos dos outros ligantes.

    y = 1E+15x-4,088

    R = 0,8229

    y = 2E+20x-5,721

    R = 0,8443

    y = 7E+14x-4,06

    R = 0,9189

    y = 1E+22x-6,645

    R = 0,97431.000

    10.000

    100.000

    1.000.000

    10.000.000

    200Cic

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    N

    Deformao

    P21

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    P23

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    1000

    100000

    10000000

    1E+09

    200

    Cic

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    N

    Deformao

    P10

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    P5

    P6

    P7

    P81.000

    10.000

    100.000

    1.000.000

    10.000.000

    200Cic

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    N

    Deformao

    P22

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    P14

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  • A mistura P22 com asfalto borracha a de maior teor de ligante e, consequentemente, a de menor relao filler/asfalto, o que contribuiu para um comportamento bem superior aos das outras misturas. Por conta deste aspecto, foi notada uma certa segregao das misturas P21, P23 e P24 durante a moldagem das vigotas, fato no percebido na mistura P22. Na Figura 7 mostrado um grfico com a mdia dos valores de rigidez flexo das misturas P21, P22, P23 e P24. O que permite visualizar que as misturas com CAP30/45 (P21) a mais rgida e que a mistura com a borracha (P22) a mais flexvel, o que ajuda a explicar seu melhor comportamento fadiga.

    Figura 7 - Mdia da rigidez flexo a 20C e 10Hz. 5. CONSIDERAES FINAIS No se identificou uma relao direta entre os resultados do ensaio de fadiga de velocidade controlada e o ensaio de fadiga de quatro pontos. Os diferentes modos de compactao, temperatura, modo de aplicao da carga e a garantia de flexo pura no ensaio de fadiga de quatro pontos podem ser fatores que influenciaram nesta diferena. Os resultados dos ensaios de fadiga de quatro pontos mostraram que o tipo de ligante e o teor influenciam diretamente na vida de fadiga, pois ajuda a tornar a mistura mais flexvel. A rigidez a flexo da mistura com CAP 30/45, o qual obteve o pior desempenho a fadiga, mais que o dobro da rigidez da mistura com asfalto borracha, o que tambm indica que para alcanar a mesma deformao, cargas maiores foram aplicadas na mistura com CAP30/45. Para uma definio da melhor mistura a ser aplicada, ensaios de deformao permanente devem ser realizados, assim como ensaio de fadiga em diferentes temperatura e frequncias. As misturas com agregados da pedreira Pombal tiveram desempenho melhor que o da mistura com agregados da Jambeiro quando analisada a fadiga de velocidade controlada. Vrios fatores podem ter contribudo para este resultado, como a composio qumica do agregado, assim como a forma dos agregados que auxilia a um melhor intertravamento dos gros. Neste tipo de ensaio as misturas com asfalto HiMA obtiveram os melhores desempenhos independente da origem dos agregados.

    12654

    57299210 10478

    0

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  • REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ADHIKARI, S.; YOU, Z. Fatigue Evaluation of Asphalt Pavement using Beam Fatigue Apparatus, The

    Technology Interface Journal, Volume 10, N3, ISSN # 1523-9926, Spring 2010. MEDINA, J.; MOTTA, L.M.G. Mecnica dos Pavimentos. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ, 2005. PRONK, A. C. Collaborative study with 4BP device in Europe. Round Robin test with three reference beams.

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