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.