Análise do comportamento mecânico de misturas asfálticas a quente compostas reforçadas com geotêxtil

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Rezende, Juliana de Paula
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Análise estrutural (Engenharia); Pavimentos de asfalto - Propriedades mecânicas; Geotêxteis; Infra-Estrutura de Transportes
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/26826

O Brasil possui um sistema rodoviário de transporte envelhecido, cuja crescente demanda de tráfego pesado tem conduzido à acelerada degradação dos pavimentos, os quais, na maioria dos casos, possuem camadas asfálticas compostas por misturas asfálticas convencionais. Diante disso, o objetivo desse estudo foi investigar misturas asfálticas com desempenho estrutural capaz de retardar o aparecimento das principais patologias verificadas nos revestimentos asfálticos brasileiros, visando maior durabilidade dos pavimentos. Primeiramente, o efeito da impregnação do geotêxtil foi avaliado no comportamento mecânico de misturas asfálticas a quente compostas reforçadas por esse geossintético. Estas misturas asfálticas foram dosadas pelo método Marshall, empregando-se o ligante asfáltico CAP 50/70 para a mistura asfáltica e a impregnação. As faixas granulométricas “B” e “C” da especificação ES 031 do DNIT foram destinadas a compor a camada de revestimento asfáltico, simultaneamente (capa asfáltica e binder, respectivamente). Assim sendo, os parâmetros mecânicos derivados dos ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral e Estabilidade Marshall foram analisados a fim de definir a condição de impregnação mais adequada para a mistura asfáltica composta reforçada. A configuração de impregnação em que o geotêxtil recebeu a pintura de ligação somente na face superior apresentou desempenho estrutural satisfatório, provavelmente devido à aderência mobilizada na interface reforço-camada superior do revestimento composto. A partir dessa configuração de impregnação, o desempenho estrutural da camada de revestimento asfáltico foi quantificado por meio de análises complementares do comportamento mecânico de misturas asfálticas a quente compostas reforçadas com geotêxtil impregnado. Os parâmetros mecânicos empregados para a referida análise foram derivados dos ensaios de Estabilidade Marshall, Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT), Módulo de Resiliência (MR), Vida de Fadiga (VF) e Creep Estático. Constatou-se, experimentalmente, a capacidade do reforço geossintético de incrementar as propriedades mecânicas pesquisadas. Para as propriedades decorrentes de solicitações estáticas, os resultados indicaram ganhos percentuais médios de 48% e 22% para a Estabilidade Marshall e a RT, respectivamente. A suscetibilidade à deformação permanente da mistura asfáltica compactada foi reduzida com a inserção do reforço. Para as propriedades dinâmicas, o MR foi incrementado de 56%, assim como a VF das misturas reforçadas. Por fim, a sensibilidade estrutural das misturas asfálticas reforçadas e não reforçadas com geotêxtil, considerando-se as propriedades mecânicas previamente determinadas, foi avaliada por meio de análises empírico- mecanísticas. Essas análises permitiram estimar o eventual efeito das propriedades mecânicas no desempenho estrutural do pavimento empregado. Para essa análise estrutural proposta, utilizou-se o software me-PADS (Mechanistic-Empirical Pavement Analysis and Design Software), adotando-se um modelo estrutural com quatro camadas: revestimento, base, reforço do subleito e subleito. Cada combinação estrutural foi solicitada por um eixo simples de rodas duplas (ESRD), variando-se o carregamento por eixo (80 kN, 98 kN e 118 kN) e também os níveis de pressão de enchimento dos pneus (563 kPa, 633 kPa e 703 kPa). Realizada a análise estrutural de todos os dados de interesse no software me-PADS, verificou-se que a inserção do elemento de reforço no revestimento asfáltico, ao proporcionar acréscimos de rigidez à camada asfáltica, trouxe, como consequência, menores magnitudes de deflexões verticais recuperáveis na superfície da camada, maior capacidade de suporte a cargas repetidas (maior Vida de Fadiga), porém propiciou altas tensões horizontais de tração concentradas em suas fibras inferiores. Os resultados evidenciam o potencial técnico da mistura asfáltica reforçada em suprir as necessidades estruturais da camada de revestimento asfáltico diante das solicitações impostas pelo tráfego e em prolongar o período de vida útil do pavimento asfáltico.