Este trabalho avaliou o efeito de propriedades de forma de agregados no comportamento mecânico de misturas asfálticas. No estudo, agregados representativos de obras de pavimentação de dois estados brasileiros, ou seja, brita do Rio de Janeiro e seixo rolado do Pará, foram usados na composição de seis misturas asfálticas. As misturas foram dosadas seguindo recomendações da metodologia Superpave e contiveram diferentes proporções de pedra britada e seixo rolado. Estas proporções foram: 100% de brita, 75% de brita e 25% de seixo, 50% de brita e 50% de seixo, 25% de brita e 75% de seixo, e 100% de seixo. Adicionalmente, uma mistura contendo brita com característica mais lamelar, que é a mais usada em obras de pavimentação do Rio de Janeiro, também foi avaliada.
Seguindo a etapa de dosagem Superpave, o comportamento mecânico das seis misturas foi caracterizado através de testes de módulo de resiliência, módulo dinâmico, resistência ao acúmulo de deformações permanentes pelo ensaio de flow number, resistência à tração, fadiga e energia de fratura. Este último tem sido indicado na literatura como uma alternativa eficiente aos testes tradicionais de fadiga, que podem demorar semanas para serem realizados.
Além da investigação sobre o efeito de propriedades de forma de agregados no comportamento mecânico de misturas asfálticas, a pesquisa também avaliou diversos procedimentos disponíveis para a caracterização destas propriedades em laboratório. Para tal, testes com agregados foram realizados seguindo procedimentos recomendados pela metodologia
Superpave para a caracterização das chamadas propriedades de consenso, que são consideradas
imprescindíveis para a geração de misturas asfálticas resistentes ao carregamento. Além disso, ensaios também foram realizados no moderno sistema AIMS 2 de caracterização por imagem de propriedades de forma e textura superficial. As propriedades de forma e textura dos agregados foram avaliadas antes e depois do desgaste das partículas de agregados em ensaios de abrasão Los Angeles. Adicionalmente, a capacidade de retenção da textura superficial dos agregados foi avaliada em testes que combinaram uma máquina de polimento acelerado e o equipamento de pêndulo britânico.
Análises relacionadas a custo, tempo de ensaio, simplicidade dos procedimentos e sensibilidade das escalas também foram conduzidas para identificar vantagens e desvantagens operacionais dos diferentes testes de agregados avaliados.
Por fim, misturas asfálticas de agregados finos foram dosadas na pesquisa de acordo com características de dosagem de três concretos asfálticos para avaliar os efeitos de propriedades de agregados miúdos no comportamento mecânico das misturas. Foram realizados testes para a
116
determinação do módulo de cisalhamento dinâmico e da resistência ao dano por acúmulo de deformações permanentes das diferentes misturas por meio de ensaios de multiple stress creep (MSCR), semelhantes aos que são especificados na versão mais moderna da metodologia
Superpave para a classificação de ligantes asfálticos.
As principais conclusões obtidas a partir das análises dos resultados apresentados no trabalho foram:
Os procedimentos experimentais correntes de caracterização de propriedades de forma de partículas de agregados apresentam, em geral, problemas como o uso de medidas indiretas, subjetivas e, por vezes, não tão bem correlacionadas com o desempenho de misturas asfálticas.
Os resultados apresentados neste trabalho indicaram que sistemas mais modernos de caracterização por imagem das propriedades de forma de agregados, tais como o sistema
AIMS 2, podem gerar medidas diretas e com valores independentes das habilidades do
operador. Além disso, diversas propriedades podem ser caracterizadas simultaneamente, diferente do que ocorre nos testes tradicionais. Um estudo de correlação entre propriedades de agregados e desempenho mecânico de misturas asfálticas também mostrou correlações em geral mais fortes do desempenho das misturas com as propriedades de agregados medidas no sistema AIMS 2 do que com propriedades obtidas a partir de procedimentos tradicionais.
As propriedades dos agregados graúdos foram bem melhor correlacionadas com a resistência das misturas asfálticas ao dano do que as propriedades dos agregados miúdos. O teste de abrasão Los Angeles pode não ser adequado para a avaliação de alterações de
características de forma de agregados porque o impacto da carga abrasiva sobre as partículas pode resultar na sua quebra. Isto pode afetar significativamente as propriedades de forma avaliadas. Como exemplo, neste trabalho, partículas arredondadas de seixo rolado tiveram valores de angularidade aumentados depois do processo de abrasão, o que não era esperado. Este resultado foi obtido porque partículas de seixo fraturadas após o ensaio de abrasão possuíram mais quinas nas regiões fraturadas do que as partículas originais. Os resultados obtidos para o ensaio de coeficiente de polimento acelerado (CPA)
mostraram que o seixo rolado utilizado na pesquisa apresentou resistência ao desgaste superior ao limite mínimo eespecificado, o que indica que o uso deste tipo de seixo na camada de rolamento de misturas asfálticas pode não prejudicar significativamente a segurança que o pavimento oferece contra derrapagens.
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As características de textura superficial de partículas de agregados devem ser consideradas em especificações de agregados. Resultados apresentados neste trabalho evidenciaram a forte correlação existente entre propriedades de textura de agregados e a resistência das misturas asfálticas aos danos por acúmulo de deformações permanentes e fratura.
A forma dos agregados miúdos não afetou significativamente a rigidez das misturas de agregados finos (MAFs) avaliadas no trabalho. No entanto, testes MSCR conduzidos nas três MAFs avaliadas mostraram que o pó de pedra, que foi o agregado usado neste estudo na parte fina dos concretos asfálticos contendo pedra britada, aumentou a resistência das MAFs ao acúmulo de deformações não recuperáveis. Os resultados também mostraram que combinações de pó de pedra e areia, que neste trabalho foi o agregado miúdo usado em misturas asfálticas contendo seixo rolado, podem gerar MAFs com resistência ao acúmulo de deformações permanentes maior do que misturas contendo somente areia. Considerando níveis de tráfego de até 10 milhões de ESALs, misturas contendo seixo
rolado podem potencialmente ser usadas em obras de pavimentação, ainda que as partículas destes agregados sejam mais arredondadas do que as de britas. Combinações do seixo rolado e da brita de característica mais cúbica avaliados nesta pesquisa resultaram em misturas com desempenho similar ou superior ao de misturas asfálticas contendo somente agregado britado lamelar, que é usado com frequência no campo. Isto pode resultar em economia significativa no custo de transporte de agregados britados para locais em que seixo rolado é mais disponível.
Como sugestões para trabalhos futuros, recomenda-se:
Selecionar as granulometrias das misturas considerando o método Bailey para garantir a otimização do intertravamento entre as partículas de agregados. Com isso, cada mistura provavelmente terá uma granulometria ótima própria e diferente das granulometrias das outras misturas.
Caracterizar o comportamento de misturas contendo outros seixos rolados e seixos britados provenientes de diferentes fontes.
Investigar a possível quebra de agregados de seixo rolado durante o processo de compactação de amostras.
Avaliar a resistência das misturas, especialmente das contendo seixo, ao dano por umidade induzida.
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Definir procedimentos experimentais e limites adequados para a caracterização da resistência de misturas asfálticas de agregados finos ao dano por acúmulo de deformações permanentes.
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