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Type: Dissertação
Title: Estudo da influência do tempo de cura no comportamento mecânico das misturas entre solos e altos teores de emulsão asfáltica
Title in English: Study of the influence of curing time on the mechanical behavior of mixtures between soils and tops asphalt emulsion content
Authors: Oliveira Brito, Nátalia Jéssica Canuto
Advisor: Dantas Neto, Silvrano Adonias
Keywords: Resistência a compressão simples;Tempo de cura;Solo-emulsão;Resistência ao cisalhamento;Cisalhamento dos solos - Resistência;Emulsão asfáltica
Issue Date: 2020
Citation: BRITO, Natália Jéssica Canuto Oliveira. Estudo da influência do tempo de cura no comportamento mecânico das misturas entre solos e altos teores de emulsão asfáltica. 2020.112f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil , Fortaelza-CE, 2020.
Abstract in Brazilian Portuguese: O uso de misturas asfálticas como agente estabilizador de solos é uma alternativa que pode ser utilizada em inúmeras obras de geotecnia. O objetivo desta pesquisa foi estudar os efeitos da cura e tempo de aeração de misturas entre solo e elevados teores de emulsão asfáltica sobre o comportamento mecânico destas. A metodologia adotada consistiu na coleta e caracterização de solo arenoso e da emulsão asfáltica, mistura e compactação dos materiais com teores diferentes de emulsão, exposição dos corpos de prova ao ar livre (para que a cura ocorresse), realização de ensaios de compressão simples do solo compactado e das misturas solo-emulsão para diferentes tempos de cura, bem como de ensaio de compressão triaxial, para os teores ótimos de emulsão asfáltica. Este foi feito com e sem saturação dos corpos de prova, com e sem tempo de aeração, e para diferentes tempos de cura das misturas (1, 7 e 28 dias). Os resultados mostraram que, para as misturas solo-emulsão ensaiadas, o aumento do tempo de cura causou a diminuição gradual da massa específica aparente dos corpos de prova, em decorrência da diminuição do teor de umidade devido à ruptura da emulsão. Nos ensaios de compressão simples, notou-se que as misturas solo-emulsão apresentaram resistências bastante superiores às do solo compactado. Ademais, quanto maior o tempo de cura das misturas, maior a resistência à compressão. Para os ensaios de compressão triaxial, foi possível observar que a adição dos teores mais altos de emulsão asfáltica ao solo arenoso aumentou o valor do intercepto coesivo, ao mesmo tempo em que diminuiu consideravelmente seu ângulo de atrito. Em condições saturadas, o tempo de cura não interferiu significativamente na resistência ao cisalhamento e na rigidez das misturas. No entanto, nos ensaios triaxiais realizados em amostras em condições não saturadas, o tempo de cura influenciou consideravelmente estes parâmetros, sendo neste caso diretamente proporcional às rigidezes e ao valor do intercepto coesivo. Os resultados referentes às misturas compactadas após 24 horas do momento da mistura do solo com a emulsão (M24) e logo após a combinação destes materiais (MI) apontaram que a mistura MI apresentava maiores valores de resistência ao cisalhamento e de rigidez que M24. No entanto, ambas apresentaram intercepto coesivo semelhante, apesar de M24 ter apresentado ângulo de atrito inferior. De maneira geral, observou-se a estabilização do solo arenoso estudado, devido à mudança no comportamento cisalhante das misturas. Concluiu-se também que a cura e o tempo de aeração imprimiram mudanças nas propriedades de resistência ao cisalhamento em condições não saturadas, com o aumento do tempo de cura. Desta forma, tais misturas devem ser consideradas como alternativas viáveis em obras geotécnicas onde há escassez de materiais, e principalmente, em obras que demandem materiais coesos e de baixa permeabilidade.
Abstract: The use of asphalt mixtures as a soil stabilizing agent is an alternative that can be used in numerous geotechnical works. The objective of this research was to study the effects of curing and aeration time of mixtures between soil and high levels of asphalt emulsion on their mechanical behavior. The methodology adopted consisted of collecting and characterizing sandy soil and asphalt emulsion, mixing and compacting materials with different levels of emulsion, exposing the test pieces to the open air (for curing to occur), performing simple compression tests of the compacted soil and soil-emulsion mixtures for different curing times, as well as a triaxial compression test, for optimum levels of asphalt emulsion. This was done with and without saturation of the specimens, with and without aeration time, and for different curing times of the mixtures (1, 7 and 28 days). The results showed that, for the tested soil-emulsion mixtures, the increase in the curing time caused a gradual decrease in the apparent specific mass of the specimens, due to the decrease in the moisture content due to the breakage of the emulsion. In the simple compression tests, it was noted that the soil-emulsion mixtures presented much higher resistances compacted soil. Furthermore, the longer the curing time of the mixtures, the greater the resistance to compression. For the triaxial compression tests, it was possible to observe that the addition of the highest levels of asphalt emulsion to the sandy soil increased the value of the cohesive intercept, at the same time that it significantly decreased its friction angle. Under saturated conditions, the curing time did not significantly affect the shear strength and the stiffness of the mixtures. However, in triaxial tests performed on samples in unsaturated conditions, the curing time influenced these parameters considerably, being in this case directly proportional to the stiffness and the value of the cohesive intercept. The results referring to compacted mixtures after 24 hours from the moment of mixing the soil with the emulsion (M24) and shortly after the combination of these materials (MI) showed that the MI mixture had higher values ​​of shear strength and stiffness than M24. However, both had a similar cohesive intercept, although M24 had a lower friction angle. In general, it was observed the stabilization of the studied sandy soil, due to the change in the shearing behavior of the mixtures. It was also concluded that the curing and the aeration time led to changes in the shear strength properties in unsaturated conditions, with an increase in the curing time. Thus, such mixtures must be considered as viable alternatives in geotechnical works where there are scarcity of materials, and mainly, in works that demand cohesive and low permeability materials.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56256
Appears in Collections:DEHA - Dissertações defendidas na UFC

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