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AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E
REOLÓGICO DE MISTURAS ASFÁLTICAS MORNAS.
Yader GUERRERO, Dr. Engº Leto MOMM, Prof. Dr.
Breno BARRA, Prof. Dr
Universidade Federal de Santa Catarina
UFSC - Brasil
Definição
As misturas asfálticas mornas são misturas concebidas para assegurar a redução das altas temperaturas, a que, tradicionalmente, as misturas asfálticas são produzidas e compactadas, sem afetar significativamente suas propriedades.
Metodologia Utilizada
Temperaturas de trabalho
Misturas Asfálticas Mornas
Temperaturas Convencional Rediset Cecabase Zeólitas Agregado 165 145 Ligante 155 135 Usinagem 155 135 Compactação 145 125
Processos de usinagem
•TIPO I: Mistura convencional Mistura morna com Cecabase Mistura morna com Rediset
•TIPO II: Mistura morna com Zeólitas
4,50% 4,80% 5,10%CONVENCIONAL 0,95 0,96 0,99REDISET 1,05 1 1,02CECABASE 0,83 0,81 0,86ZEÓLITAS 0,76 0,8 0,88
r/RMISTURAS
%v similar após compactação
PCG(Prensa de Compactação por Cizalhamento Giratória)
Número de giros
%V
No. Giros Convencional CECABASE REDISET ZEÓLITA
Mín. 11Máx. --Mín. 4Máx. 9
10,3
2,72,32,83,4
10
80
%v LIMITE (NF EM 13108-1)
10,8 10,4 9,7
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 10 100 1000
Volu
me
de v
azío
s (%
)
Número de giros
CECABASEREDISETZEOLITASCONVENCIONALLimites normativos
No. Ciclos Convencional CECABASE REDISET ZEÓLITA100 2,3 1,4 3,5 2,2300 3,9 2,1 4,6 31000 3,8 3,1 6,4 4,23000 4,9 4,4 3,6 5,7
10000 6,5 6,5 11,9 830000 8,3 9,3 16 10,9
1
10
100
100 1000 10000 100000
Porc
enta
gem
de
afun
dam
ento
na
trilh
a de
roda
N. de ciclos
CONVENCIONALZEÓLITASCECABASEREDISET
1000
10000
100000
-10 0 10 20 30 40 50
IE*I
(MPa
)
Temperatura (ºC)
131030
Curvas isócronas do módulo da mistura asfáltica convencional
1000
10000
100000
110100
IE*I
(MPa
)
Ângulo de fase (j)
-10 010 1520 3040
Curva no espaço de Black da mistura asfáltica convencional
1000
10000
100000
1 10 100
IE*I
(MPa
)
Frequência (Hz)
-10 010 1520 3040
Curvas isotérmicas do módulo da mistura asfáltica convencional
1000
10000
100000
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
IE*I
(MPa
)
Frequência (Hz)
-10010T° Ref. 15°203040
Curva de equivalência frequência temperatura da mistura asfáltica convencional
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
0
500
1000
1500
2000
2500
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
E2 (M
Pa)
E1 (MPa)
-1001015203040Função Dumpin
Tang
(j)
Gráfico no plano Cole – Cole e função Dumping da mistura asfáltica convencional
0
500
1000
1500
2000
2500
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
E2 (M
Pa)
E1 (MPa)
-10
0
10
15
20
30
40
Huet-Sayegh
Eo 181,911Einf 15400,32Delta 1,603k 0,57h 0,17703Tau 0,85575A0 3,54867A1 -0,26298A2 0,00106
Representação do modelo Huet-Sayegh no plano Cole-Cole da mistura asfáltica convencional
1000
10000
100000
110100
IE*I
(MPa
)
Ângulo de fase (j)
-1001015203040Modelo Huet-Sayegh
Representação do modelo de Huet-Sayegh no espaço de Black da mistura asfáltica convencional
Modelo de Huet-Sayegh com os resultados experimentais no plano Cole-Cole para as misturas
analisadas
Temperatura crítica
y = 1,45E+19 x^-6,078R² = 0,8608
100000
1000000
10000000
10 100 1000
N° de Ciclos
Deformação (10-6)
Curva de Fadiga - MA convencional
(N6)
Tempertura = 10 C e Frequência = 25 Hz
ε6 (10-6) =146,35
Delta Epsilon 6 (10-6) = 5,716
e6 = 146,35
Teor de Vazios = 2,87%Desvio Padrão dos Resíduos = 0,1025
Variável Zeólitas Convencional Cecabase RedisetA: 7,19E+17 1,45E+19 5,36E+19 2,48E+13B: -5,508 -6,078 -6,37 -3,485E6: 142,15 146,35 142,98 132,32ΔE6 6,861 5,716 6,095 9,459
Desv. Pad. Res.: 0,0783 0,1025 0,1089 0,0314r2: 0,7972 0,8608 0,8607 0,6948
Y=A*Def^B
Resumo dos parâmetros das curvas de fadiga das misturas estudadas
100000,00
1000000,00
10000000,00
100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
N° de Ciclos
Deformação (10-6)
Zeólitas
Convencional
Cecabase
Rediset
Tempertura = 10 C e Frequência = 25 HzCurvas de fadiga das misturas estudadas
Deformação calculada
Deformação calculada
Deformação calculada
Deformação calculada
Coordenadas ( 0, 0 )
Coordenadas ( 0, 18,75 )
Coordenadas ( 0, 0 )
Coordenadas ( 0, 18,75 )
Convencional 153,37 80,92 68,41 266,64 229,9Cecabase 150,02 82,87 68,51 284,21 242,55Rediset 133,97 82,64 67,97 287,12 244,61Zeólitas 149,53 82,82 68,29 282,22 241,04
ξxx a 7cm (1e-6) ξzz a 32cm
Deformação Admissivel
Deformação Admissivel
515
MISTURA
Tráfego TC3E=7cm
Tráfego LEVE
Tráfego TC5
E=9cm
Deformação admissível
Deformação Calculada
Coordenadas (0,0)
Deformação Calculada
Coordenadas (0,18.75)
Deformação admissível
Deformação Calculada
Coordenadas (0,0)
Deformação Calculada
Coordenadas (0,18.75)
Convencional 125,81 81,32 70,25 389,67 343,47Cecabase 124,18 89,39 75,94 428,66 373,95Rediset 94,84 90,72 76,75 435,3 379,09Zeólitas 120,17 88,32 75,2 424,72 370,79
MISTURA
ξxx a 7cm (1e-6) ξzz a 30cm (1e-6)
394,58
Deformação admissível
Deformação Calculada
Coordenadas (0,0)
Deformação Calculada
Coordenadas (0,18.75)
Deformação admissível
Deformação Calculada
Coordenadas (0,0)
Deformação Calculada
Coordenadas (0,18.75)
Cecabase 124,18 89,26 75,79 235,57 204,93Rediset 94,84 90,32 76,03 239,67 208,08Zeólitas 120,17 88,14 75,12 233,07 187,23
MISTURA
ξxx a 7cm (1e-6) ξzz a 30cm (1e-6)
394,58
E=10cm
Tráfego SEVERO
Conclusões• Análises racionais sobre formulação e
desempenho de estruturas de pavimentos devem compreender uma metodologia com estreita e comprovada relação campo/laboratório.
• Antes de implantar qualquer tecnologia no campo, esta deve ser analisada tendo em conta as implicações no comportamento mecânico e reológico desta ante as solicitações do tráfego.
• As análises das misturas asfálticas devem incluir detalhadamente cada um dos níveis de formulação, estudando o comportamento ante diferentes tipos de condicionamentos.
• As tecnologias das misturas mornas estudadas se apresentam viáveis para o seu uso no campo, tendo em conta as restrições estabelecidas no projeto e no desempenho mecânico e reológico das misturas.
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