Comportamento à fadiga de misturas asfálticas : ensaios laboratoriais e instrumentação in situ

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Colpo, Gracieli Bordin
• Orientador(a): Ceratti, Jorge Augusto Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Misturas asfálticas; Fadiga (Engenharia); Dano estrutural; Viscoelasticidade
• Palavras-chave em Inglês: In situ instrumentation; Fatigue; Damage; Performance; VECD
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212270

Os métodos de dimensionamento de pavimentos asfálticos mecanístico-empíricos surgiram como evolução dos métodos empíricos, e consideram, além de questões empíricas, ensaios de caracterização mecânica dos materiais, como módulo dinâmico, determinação do comportamento à fadiga e à deformação permanente. O trincamento por fadiga, principal mecanismo de degradação de pavimentos asfálticos, é considerado nas análises por meio de modelos obtidos com dados de ensaios de laboratório, em função do nível de tensão/deformação impostos ao material, e relacionados com o comportamento de campo empregando fatores laboratório-campo ou funções de transferência. As tensões e deformações desenvolvidas ao longo da estrutura do pavimento são analisadas em simulações computacionais, utilizando teorias de sistemas com múltiplas camadas e considerando as características de comportamento de cada material que compõe a estrutura. Outra maneira de obter as tensões e deformações desenvolvidas na estrutura é por instrumentação in situ, com sensores de pressão e deformação que realizam a leitura dos esforços nos pavimentos em serviço, sob condições ambientais e de carregamento reais, podendo também ser utilizadas para validação dos modelos computacionais. A degradação dos pavimentos em campo, em relação ao trincamento à fadiga, é geralmente analisada sob a ótica da percentagem de área trincada desenvolvida na superfície. No momento que o revestimento atinge um certo nível de área trincada superficial, é considerado como o fim da sua vida útil, devendo então ser restaurado ou reforçado. Esta pesquisa visa contribuir em termos de análise da evolução do dano na estrutura de pavimentos asfálticos, considerando a fadiga. Para isto, um trecho do pavimento da rodovia BR-116/RS, localizado entre as cidades de Guaíba e Porto Alegre, foi instrumentado para o monitoramento dos esforços na parte inferior do revestimento asfáltico. Também foram realizados ensaios de fadiga em laboratório, com diferentes configurações, e simulações, utilizando o programa FlexPAVETM, para prever o comportamento à fadiga da mistura asfáltica empregada no trecho, composta por agregado granítico e ligante asfáltico modificado por polímero (AMP 60/85), produzida sob diferentes condições, totalizando a avaliação de cinco diferentes métodos de produção. Por meio do desenvolvimento deste trabalho foi possível coletar uma gama de dados de deformação e pressão vertical que contribuem nas análises mecanística-empíricas do pavimento, bem como no entendimento da resposta estrutural do pavimento sob ação das cargas rodantes. E em conjunto com os resultados dos ensaios para avaliar o comportamento mecânico das misturas e das simulações realizadas, foi possível avaliar a condição de evolução do dano quanto à fadiga na estrutura do pavimento do trecho estudado. Os diferentes ensaios em laboratório para análise do comportamento à fadiga podem gerar resultados variáveis, portanto, ensaios que envolvam teorias mais avançadas, como o ViscoElastic Continuum Damage (VECD), devem ser utilizados. Em relação aos métodos de produção das misturas asfálticas, percebe-se que podem afetar o comportamento do material devido às diferentes condições de envelhecimento e às pequenas diferenças nas proporções dos materiais, sendo recomendado a utilização de amostras extraídas de campo, sempre que possível, para previsão e gerenciamento de manutenções na estrutura de pavimentos existentes.