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Title in Portuguese: Estimativa de propriedades viscoelásticas lineares de misturas asfálticas completas a partir da caracterização da matriz de agregados finos
Author: Dias, Davidson Menezes
Advisor(s): Soares, Jorge Barbosa
Keywords: Viscoelasticidade linear
MAF
Modelos reológicos
2S2P1D
SHStS
Issue Date: 2016
Citation: DIAS, D. M. (2016)
Abstract in Portuguese: As Misturas Asfálticas Completas (MACs) se comportam de maneira viscoelástica linear quando submetidas a pequenas deformações e pequeno número de ciclos de aplicação de carga, tendo as características do ligante influência direta em suas propriedades de rigidez, ângulo de fase e na sua dependência tempo-temperatura. Com base nisso, foi desenvolvido o método SHStS, no qual é possível prever o comportamento viscoelástico linear da MAC a partir da caracterização viscoelástica linear do ligante que a compõe, de modo a obter economia de tempo e de material na obtenção dessa informação em laboratório. Este método pode ser traduzido basicamente em uma transformação gráfica na curva Cole-Cole do ligante, na qual são aplicados um fator de escala (homotético) e dois fatores de deslocamento. Adicionalmente, aplica-se um fator de deslocamento no tempo, o qual é evidenciado apenas nas curvas dependentes da frequência, como na curva mestra do módulo dinâmico. A transformação SHStS tem se mostrado satisfatória para prever o comportamento viscoelástico linear de MACs com variadas composições. No entanto, quando da adição de polímero elastômero, constatou-se que o ligante não fornece previsão adequada do comportamento da MAC. Tomando como exemplo esta situação, acredita-se que uma escala de ensaio com incorporação de agregados, como a MAF, possa fornecer uma melhor estimativa. Comumente, para aplicação do método SHStS têm sido adotados modelos reológicos a fim de se obter os parâmetros necessários para sua aplicação. Neste caso, utilizou-se o 2S2P1D, cuja eficácia para representar o comportamento viscoelástico linear de ligantes, mástiques e MACs tem sido comprovada em diversos estudos. Portanto, foi objeto deste trabalho também a avaliação da aplicabilidade do modelo 2S2P1D para MAFs, se mostrando satisfatório principalmente para modelagem do módulo dinâmico, em todo espectro de frequência e temperatura. Já a metodologia SHStS mostrou-se consistente com a hipótese de que o ligante é a origem da dependência tempo-temperatura de MACs e apresenta grande potencial para aplicação em laboratório.
Abstract: If bituminous mixes are subjected to small strains and low number of loading cycles, its behavior can be assumed to be in the linear viscoelastic domain. In such case the binder has an important influence in the stiffness and phase angle properties, and also in the timetemperature dependence. A new method called SHStS was developed to predict the linear viscoelastic behavior of asphalt mixes from the linear viscoelastic characterization of the associated binder, in order to save time and material in laboratory testing. This method can be translated in a graphical transformation when analyzing the binder curve in Cole-Cole space, in which a homothetic factor and two shift factors are applied. Additionally, a shift factor in time is applied, as evidenced in frequency dependent curves, such as the dynamic modulus master curve. The SHStS transformation has been acceptable to predict the linear viscoelastic behavior of mixtures for different compositions. However, it has been noticed that polymer modified binders do not comply with its associated mixes experimental data. In such situations, it is believed that a test material with aggregates incorporation, such as FAM, can provide better predictions. Generally, the application of SHStS requires the use of a rheological model, to obtain the necessary parameters to the transformation. In this case, the 2S2P1D model was used; whose efficacy to represent the linear viscoelastic behavior of binders, mastics and mixes has been attested in different studies. Therefore, one of the aims of this study was to evaluate the applicability of the 2S2P1D model in FAMs, which has been acceptable especially to the modeling of dynamic modulus, in a wide spectrum of frequency and temperature. The SHStS methodology, in turn, has been consistent with the hypothesis that the binder is the origin of the time-temperature dependency of asphalt mixtures, and it has shown great potential to application in laboratory.
Description: DIAS, Davidson Menezes. Estimativa de propriedades viscoelásticas lineares de misturas asfálticas completas a partir da caracterização da matriz de agregados finos. 2016. 77 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37647
metadata.dc.type: TCC
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