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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/56968| Type: | Tese |
| Title: | Adesividade Agregado-Ligante: efeito no comportamento de misturas asfálticas e na previsão de desempenho de pavimentos |
| Authors: | Lucas Júnior, Jorge Luiz Oliveira |
| Advisor: | Soares, Jorge Barbosa |
| Co-advisor: | Babadopulos, Lucas Feitosa de Albuquerque Lima |
| Keywords: | Adesividade;Agregado;Ligante;Misturas asfálticas;Previsão de desempenho do pavimento |
| Issue Date: | 2021 |
| Citation: | LUCAS JÚNIOR, Jorge Luiz Oliveira. Adesividade agregado-ligante: efeito no comportamento de misturas asfál-ticas e na previsão de desempenho de pavimento. 2021. 96 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes) – Universi-dade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes, Fortaleza, 2021. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Inúmeras pesquisas já identificaram que o ligante asfáltico puro pode não produzir a devida qualidade da mistura asfáltica quando esta contém agregados ácidos, devido à fraca adesividade agregado-ligante. Uma alternativa para melhorar essa propriedade é utilizar um aditivo melhorador de adesividade. Por isso, o objetivo geral desta tese de doutorado foi determinar os efeitos e as inter-relações da adesividade agregado-ligante nas misturas asfálticas utilizando diferentes técnicas experimentais e seu impacto na previsão de desempenho dos pavimentos por meio de métodos mecanístico-empíricos. Quatro escalas foram analisadas: ligante e agregado separados, adesividade agregado-ligante, mistura asfáltica e estrutura do pavimento. Além dos ensaios básicos, foram utilizados 1 método de avaliação das propriedades morfológicas dos agregados, 1 método inovador de avaliação de propriedades de misturas baseado em processamento digital de imagens, 2 tipos de ensaios em ligantes asfálticos, 3 diferentes ensaios de adesividade agregado-ligante, 4 diferentes ensaios em misturas asfálticas e, por fim, 2 programas computacionais de análise e dimensionamento de pavimentos asfálticos. Esta tese está organizada na forma de um compêndio de artigos. O artigo 1 aborda os efeitos das propriedades de forma dos agregados e da adesividade do ligante ao agregado nos resultados dos ensaios à compressão e à tração/compressão em misturas asfálticas a quente. O artigo 2 avalia o efeito do melhorador de adesividade na vida de fadiga de pavimentos. O artigo 3 se destina a determinar o efeito da temperatura, da espessura, da carga e da velocidade na previsão de área trincada de pavimentos asfálticos. O artigo 4 trata do efeito da reologia e da adesividade de ligantes asfálticos em diferentes substratos na resistência ao condicionamento por umidade. No artigo 1, a adesividade foi mais importante que a morfologia dos agregados para a fadiga medida à tração-compressão, enquanto que o tipo de agregado provou ser mais importante para os ensaios à compressão. No artigo 2, as misturas com melhorador à base de amina apresentaram maior vida de fadiga se comparadas às misturas com ligante puro. No artigo 3, cada variação de ±1cm de espessura do revestimento asfáltico produziu efeito na área trincada semelhante a variações de ±1,1ºC, ±5,6km/h ou ±16,6kN de carga por roda de eixo simples. No artigo 4, apesar de o aditivo ter melhorado as propriedades adesivas do ligante ao agregado, ele ocasionou uma redução média de 9,5% na rigidez do ligante na condição seca e 8,7% após condicionamento à umidade, além de uma menor resistência à deformação permanente a 82ºC. |
| Abstract: | Numerous researches have already identified that the neat asphalt binder may not produce the proper quality of the asphalt mixture when it contains acid aggregates, due to the poor aggregate-binder adhesiveness. An alternative to improve this property is to use an anti-stripping agent. Therefore, the objective of this work was to determine how the aggregate-binder adhesiveness affects the mechanical behavior of asphalt mixtures and consequently the prediction of pavement performance. Four scales were analyzed: separate binder and aggregate, aggregate-binder adhesiveness, asphalt mixture, and pavement structure. In addition to the basic tests themselves, 1 method for evaluating the morphological properties of the aggregates, 1 innovative method for evaluating the properties of mixtures based on digital image processing, 2 types of tests on asphalt binders, 3 different aggregate-binder adhesion tests, 4 different tests on asphalt mixtures, and 2 computer programs for analysis and design of asphalt pavements. This thesis is organized as a compendium of papers, including articles already published and others submitted to journals. Paper 1 addresses the effects of aggregate shape properties and the adhesion of the binder to the aggregate on the results of the compression and tension/compression tests in hot asphalt mixtures. Paper 2 assesses the effect of an amine-based anti-stripping agent on the fatigue life of pavements. Paper 3 presents the effect of temperature, thickness, load and speed in predicting cracked areas of asphalt pavements. Paper 4 deals with the effect of rheology and the adhesiveness of asphalt binders to different substrates on resistance to moisture conditioning. In paper 1, adhesiveness was indicated as more important than aggregate morphology for fatigue measured using tension-compression, while the type of aggregate proved to be more important for compression tests. In paper 2, mixtures with an amine-based anti-stripping agent showed a longer fatigue life when compared to mixtures with a neat binder. In paper 3, each variation of ± 1cm in the thickness of the asphalt surface course produced in the cracked area an effect similar to variations of ± 1.1ºC, ± 5.6km/h or ± 16.6kN of load per single wheel axle. In paper 4, although the additive improved the adhesive properties of the binder to the aggregate, it caused an average reduction of 9.5% in the binder stiffness in the dry condition, and 8.7% after moisture conditioning and less resistance to permanent deformation at 82ºC. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56968 |
| Appears in Collections: | DET - Teses defendidas na UFC |
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