Outras aplicações da análise de imagens na caracterização de misturas asfálticas

Estudos vêm sendo conduzidos utilizando as mais diversas técnicas de obtenção de imagens para caracterizar misturas asfálticas e/ou analisar seu comportamento.

Alguns autores (ABDUL HASSAN, AIREY, HAININ, 2014; AMELIAN, ABTAHI, HEJAZI, 2014; HAMZAH et al., 2014; KHAN et al., 2013) utilizaram a técnica de obtenção e análise de imagens para caracterizar o dano por umidade e permeabilidade em misturas asfálticas.

Abdul Hassan, Airey e Hainin (2014) aplicaram a técnica de análise de imagens para caracterizar o dano, causado por umidade, na estrutura interna de misturas asfálticas tipo gap graded. Imagens bidimensionais foram capturadas por tomografia computadorizada de raios-X em fatias distantes entre si 4 mm e 8 mm. Os vazios de ar e as propriedades da fratura foram analisados após ensaios de compressão uniaxial e de resistência à tração indireta.

Amelian, Abtahi e Hejazi (2014) utilizaram a abordagem da análise de imagens para realizar a avaliação visual do material submetido a ensaio de fervura, normatizado pela ASTM D3625 -

Standard Practice for Effect of Water on Bituminous-Coated Aggregate Using Boiling Water. O ensaio foi realizado em misturas preparadas

com cinco diferentes tipos de agregados e dois aditivos anti-stripping10 Por meio da análise de imagens, distinguiu-se a película de ligante asfáltico descolada do agregado revestido.Além disso, foram realizados ensaio de tração indireta, ensaio para determinação do módulo de rigidez e teste de estabilidade Marshall em amostras condicionadas e não condicionadas a fim de comparar os métodos. A técnica da análise de imagens demonstrou ser um método eficiente e mais objetivo para estimar a desagregação da mistura asfáltica.

10 _{Stripping ocorre quando a ligação entre o ligante asfáltico e o agregado é}

rompida devido à intrusão de água na interface agregado-ligante (HAMZAH et al., 2014).

Hamzah et al. (2014) avaliaram a sensibilidade à umidade de misturas asfálticas mornas por meio da técnica de análise de imagens. Misturas preparadas com diferentes ligantes e condicionadas em diferentes percentuais de umidade foram analisadas após serem submetidas ao ensaio de tensão direta. Os autores concluíram que quando comparado ao método de visualização a olho nu, a técnica de análise de imagens torna mais precisa as medições qualitativas do dano (stripping ou falha adesiva) do material.

Khan et al. (2013) utilizaram a técnica não destrutiva de análise de imagens para estudar a permeabilidade interna de misturas asfálticas que resulta dos danos causados pela umidade. Misturas com agregados graníticos e calcários foram avaliadas por meio do teste de resistência à tração retida por umidade induzida juntamente com a análise de imagens. As amostras foram escaneadas com tomografia computadorizada de raios-X antes do teste, após a saturação inicial e após a conclusão do teste. A varredura dos corpos de prova foi realizada a fim de determinar o teor de vazios de ar e distribuição destes no corpo de prova antes da saturação. As propriedades reológicas do ligante também foram avaliadas. A partir do estudo, concluiu-se que as estruturas dos ligantes virgem e envelhecido são diferentes. Quanto aos valores de saturação obtidos pela análise de imagens, os valores encontrados são comparáveis com os determinados em laboratório pelo método de pesagem, revelando a confiabilidade da técnica de análise de imagens.

No que tange ao mecanismo de segregação em misturas asfálticas, Khosravi et al. (2013) devolveram um método de análise baseado na distribuição de vazios de ar. Para isso, um sistema de tomografia computadorizada de raios-X foi utilizado para captar a estrutura interna das amostras e técnicas de análise de imagens foram utilizadas para quantificar a distribuição de vazios de ar. O método de análise, baseado em uma ferramenta não destrutiva, mostrou ser preciso e confiável. No estudo, a granulometria da mistura refletiu diretamente na quantidade e tamanho dos vazios de ar na mistura.

A aplicação de análise de imagens não se restringe às misturas asfálticas densas. Martin, Putman e Kaye (2013) usaram a ferramenta para medir e avaliar a distribuição de volume de vazios em pavimentos porosos. Conclui-se que, em campo, a presença de vazios é maior na superfície, devido à textura superficial, e atinge um mínimo cerca de 2 a 3 cm de profundidade. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre as medidas de percentual de volume

de vazios obtidas a partir de análise de imagem e os métodos volumétricos laboratoriais preexistentes.

Liu et al. (2014) pesquisaram a homogeneidade de um pavimento asfáltico utilizando a tomografia computadorizada de raios-X. Para o estudo foram extraídos aleatoriamente nove corpos de prova de uma rodovia recém-pavimentada na província de Hunan, na China. Na avaliação foram incluídos, além da análise de imagens, índices físicos (massa específica aparente e percentual de volume de vazios) e parâmetros de desempenho (deformação permanente, vida de fadiga e módulo de rigidez). Dos nove corpos de prova avaliados, apenas dois apresentaram segregação moderada11_{. Devido ao número limitado de}

amostras, não foi possível estabelecer uma relação entre a segregação do corpo de prova e o desempenho à fadiga.

Estudos (AL-ROUSAN et al., 2007; BRUNO, PARLA, CELAURO, 2012) também foram conduzidos com ênfase na avaliação dos agregados da mistura asfáltica: quantificação da forma, textura e angularidade dos agregados e, até mesmo, a identificação da granulometria da mistura por meio da análise de imagens.

Al-Rousan et al. (2007) averiguaram propriedades dos agregados, como forma, textura e angularidade. De acordo com os autores, a maioria dos métodos de análise de imagens é limitada para diferenciar algumas características dos agregados. Contudo, alterações na resolução e no nível de ampliação das imagens tornaram possível medidas de textura e angularidade, por exemplo. Dentre as características dos agregados foram avaliadas: esfericidade, circularidade, índice de forma, lamelaridade, angularidade, textura, entre outros índices e relações. Concluiu-se que as técnicas de análise de imagens, aliadas à processos matemáticos e algoritmos, provaram ser capazes de quantificar as características morfológicas dos agregados.

A análise de imagens também foi utilizada como ferramenta para detecção da granulometria da mistura asfáltica por Bruno, Parla e Celauro (2012). A partir de 24 imagens planas, obtidas de seis superfícies de revestimento expostas, foram estimadas curvas granulométricas para o material in situ sem a necessidade de separar o ligante asfáltico do agregado. As diferenças encontradas entre a curva granulométrica de projeto (real) e a encontrada a partir da análise de

11 _{A segregação tridimensional foi avaliada por meio do método da}

imagens foram mínimas e satisfizeram o controle de aceitação. A técnica mostrou-se eficaz para realizar o controle de qualidade/aceitação da granulometria do agregado utilizada para produzir a mistura asfáltica em usina.

No Brasil, Bessa, Castelo Branco e Soares (2012) utilizaram o PDI para caracterizar os agregados e avaliar a estrutura interna de misturas asfálticas produzidas com agregados graníticos, escória de aciaria e resíduos de construção e demolição com diferentes granulometrias. As misturas foram analisadas quanto: às zonas de contato entre os agregados, à orientação das partículas e ao potencial de segregação. O processamento digital de imagens demonstrou ser um método mais rápido e fácil para a caracterização dos agregados além de se obter resultados mais precisos do que os testes laboratoriais.

Dado o exposto, conclui-se que o Processamento Digital de Imagens exerce um papel importante na caracterização e análise de misturas asfálticas. O método permite uma caracterização precisa, a partir de imagens reais, do esqueleto mineral e da distribuição dos vazios além de permitir a análise de métodos de compactação, de diferentes granulometrias, e até mesmo, de danos no material.