Ilonir Antonio Tonial
Resumo
O objetivo desta tese é o estudo do efeito do envelhecimento do revestimento asfáltico na sua vida de fadiga sob a ação das cargas dinâmicas do tráfego. Chega-se a um procedimento que traz um aperfeiçoamento ao projeto estrutural dos pavimentos asfálticos. Utilizam-se dados de campo dos trechos experimentais da pesquisa iniciada em 1991, conjuntamente pela PETROBRAS e COPPE/UFRJ em parceria com as Prefeituras do Rio de Janeiro (RJ), São Mateus do Sul (PR), Juiz de Fora (MG), e órgão estaduais – DERSA (SP), DERT (CE) e UFC (CE). Utilizam-se dados de pesquisas supervisionadas por Witczak e seus ex-alunos de doutorados da Universidade de Maryland: Fonseca e Mirza em que se definem correlações entre os módulos dinâmicos de laboratório e as propriedades da mistura (ligante e agregados), e as variações do módulo dinâmico com a profundidade no revestimento. Fazem-se comparações entre os módulos determinados de corpos-de-prova extraídos dos trechos experimentais e os previstos pela equação de Fonseca (1995). A análise mecanística foi realizada para misturas preparadas com CAP-55 e CAP-7 para diferentes perfis de pavimentos: revestimento de 4-6-8 e 10cm, bases granulares de brita e de laterita de 30cm e subleitos de quatro tipos. Utilizou-se o programa computacional de elementos finitos FEPAVE. Ficou demonstrado a possibilidade de inferir o módulo resiliente do revestimento variáveis com o envelhecimento do ligante a diferentes temperaturas e profundidades no revestimento. O estudo permite entender o desempenho estrutural de misturas preparadas com ligantes de elevada e de baixa consistência trazendo explicações a observações de campo de difícil interpretação.
Abstract
The thesis subject is the study of surface course bituminous pavements aging effect in fatigue life under dynamic traffic loads. A procedure was developed for the bituminous pavement structural design improvement. It was made from field specimen data collected from pavement trials studies that beginned at 1991 by PETROBRAS Research Center and Pavement Mechanics Laboratory of Rio de Janeiro Federal University with partners from Agencies and Departments of Transportation. Witczak and his doctor - pupils of Maryland University – Fonseca and Mirza had developed correlations between laboratory dynamic modulus and hot mixes properties, and also dynamic modulus variations with surface pavement depth that were employed in this study. Comparisons between resilient modulus determined in specimens collected from trials and the estimated modulus predicted by Fonseca equation were done. The mechanistic analysis was performed for mixes derived from different binders - AC 55 and AC 7 for several pavement profiles: surface course pavement with different thickness 4, 6, 8 and 10 cm, laterita and stone granular bases of 30cm thickness and four different subgrades. The software FEPAVE for multi-layer systems was employed. It was demonstrated the possibility to infer variable surface pavement resilient modulus with binder aging at different temperatures and depths of the surface pavement. The study permits the understanding of structural performance of hot mixes prepared with hard and soft binders bringing explanations to field observations of difficult interpretation.
