Ensaios de deformação permanente: efeito do número de ciclos na interpretação do comportamento de solos e britas

No novo método brasileiro de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos, o MeDiNa, a caracterização da deformação permanente (DP) para a seleção dos solos e britas baseia-se em ensaios de 150.000 ciclos de carregamento para cada um dos nove corpos de prova indicados na norma do DNIT. Apesar de fornecer informações sobre o comportamento dos materiais em um amplo conjunto de condições de ensaio, o programa experimental relacionado a estas caracterizações de DP é demorado e acredita-se que pode ser otimizado. Este artigo avalia a influência do número de ciclos de aplicação de carga na caracterização dos materiais. Para tal, foram analisados sete materiais na umidade ótima, e um deles compactado também em condição acima da umidade ótima, totalizando oito conjuntos de dados. Análises estatísticas de regressão foram realizadas para identificar os parâmetros de um modelo de previsão para diferentes números de ciclos e os resultados de DP previstos para os diferentes materiais foram comparados. A partir destes resultados, foram realizadas simulações no programa MeDiNa para prever o desempenho dos materiais. Foram avaliados quatro diferentes valores de N, considerando 150.000 ciclos como a referência: descartando os 500 primeiros ciclos, mas considerando a DP acumulada neste intervalo; descartando os 500 primeiros ciclos e a DP acumulada neste intervalo; N final de 80.000; e N final de 100.000. Para os materiais analisados, não foram observadas diferenças significativas na previsão de DP, mesmo considerando ensaios com 50.000 ou 70.000 ciclos a menos do que os 150.000 ciclos exigidos em norma. Isso indica que, ainda que seja recomendada a caracterização seguindo procedimentos normatizados, o programa experimental da norma de DP vigente pode possivelmente ser significativamente otimizado a partir da redução do número de ciclos aplicados aos materiais nos ensaios de laboratório. Esta possibilidade deve ser analisada para cada material.Palavras-chave: Pavimento asfáltico. Deformação permanente. Ensaios triaxiais. Ciclos de carregamento.

Avanços e aplicações da microtomografia computadorizada de raios X e do processamento digital de imagens na caracterização de materiais asfálticos

Este artigo apresenta os avanços recentes da aplicação da técnica de microtomografia computadorizada de raios X (micro-TC) na caracterização de materiais asfálticos. São discutidas as características de aquisição das imagens para realizar ensaios de micro-TC de concretos asfálticos e matrizes de agregados finos. Um procedimento desenvolvido para realizar o processamento digital das imagens dos materiais asfálticos também é apresentado. As principais conclusões deste artigo são: (1) resoluções espaciais entre 10 µm/pixel e 13 µm/pixel são adequadas para realizar a avaliação da volumetria dos materiais asfálticos; (2) em vez da limiarização, a arquitetura U-Net pode ser utilizada para otimizar o processamento digital de imagens; (3) um elemento de volume representativo considerando 33% do volume total das amostras pode ser adotado para avaliações da volumetria de materiais asfálticos; (4) a volumetria da matriz de agregados finos é dependente da volumetria da mistura asfáltica correspondente

Avaliação do resíduo de óleo vegetal como agente rejuvenescedor de ligantes a partir de análises reológicas e de morfologia de superfície

Este trabalho avalia o uso de um resíduo de óleo vegetal como agente rejuvenescedor de ligantes asfálticos. Para tal, características de um ligante nos estados virgem, envelhecido e rejuvenescido são avaliadas com base em resultados de viscosidade, módulo de cisalhamento dinâmico e ângulo de fase. Adicionalmente, ensaios de caracterização de morfologia superficial são realizados em um microscópio de força atômica para identificar alterações microscópicas nas diferentes fra-ções constituintes do ligante. Um procedimento de quantificação destes constituintes é apresentado e empregado no trabalho. Espera-se que os resultados do estudo sirvam para promover práticas de engenharia sustentáveis a partir do uso de resíduos que possibilitem o rejuvenescimento de ligantes asfálticos envelhecidos, além de incentivar o desenvolvimento de técnicas avançadas de caracterização dos comportamentos destes materiais em diferentes escalas e de identificação de correlações entre eles

Material-Specific Effects of Hydrated Lime on the Properties and Performance Behavior of Asphalt Mixtures and Asphaltic Pavements

This study evaluates hydrated lime-treated hot-mix asphalt (HMA) mixtures through various labor-atory tests, including the dynamic modulus test and performance tests to characterize permanent deformation and fatigue damage resistance both in displacement-controlled and force-controlled modes. Two different asphalt mixtures—the asphalt concrete mixture and the fine aggregate asphalt matrix mixture—which differ only in the amount of additional hydrated lime (0.5–3.0%), are tested. Test results demonstrate material-specific damage characteristics of hydrated lime and the existence of a more appropriate amount of hydrated lime to be added to the HMA mixtures than the current typical application rate such as the addition of 1.0% lime to dry or premoistened aggregates. In ad-dition, the newly released Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) is used for pre-dicting pavement performance related to hydrated lime content. The MEPDG analysis results show that damage prediction models implemented in the current MEPDG are limited to accurately pre-dicting material-specific damage characteristics. Mechanistic models that consider material-specific crack phenomenon and fracture behavior should be pursued

Effects of Aggregate Structure on Hot-Mix Asphalt Rutting Performance in Low Traffic Volume Local Pavements

The objective of this study is to evaluate the effect of mix gradations associated with the Superpave restricted zone on rutting potential specifically for low traffic volume roadways. Although the elim-ination of the restricted zone requirement in Superpave mix design is highly recommended, some questions still remain unanswered as the research conclusions supporting the elimination of the re-stricted zone were largely made for medium to high traffic volume roadways, where aggregates are highly crushed and of good quality. The applicability of such research conclusions based on high traffic volume mixes needs to be verified for low volume mixes because many states in the United States (US) use noncrushed local aggregates for low traffic volume pavements, which might be re-lated with aggregate gradation. This paper summarizes the research findings obtained from a sys-tematic approach consisting of (1) statistical analyses of preexisting data accumulated for quality assurance purposes, (2) experimental investigations based on the statistical analysis results, and (3) in-field investigation of the rutting performance of low traffic volume pavement. The comparison and analysis results indicate that similar to that for medium to high traffic volume pavements, the restricted zone is not a controlling factor affecting hot-mix asphalt rutting performance for low traffic volume local pavements. The fineness of aggregate gradation rather than the restricted zone seems to be a factor that affects rutting performance