Desempenho mecânico de misturas asfálticas do tipo stone matrix asphalt com uso de fibras amazônicas e agregados de resíduos de construção e demolição

O desenvolvimento da infraestrutura rodoviária no Brasil, aliado aos investimentos na indústria automobilística na década de 60, impulsionou, anos mais tarde, a necessidade de implantar sistemas administrativos públicos e privados em tais rodovias, a fim de manter boas condições de tráfego e segurança. Por outro lado, o Município de Manaus compunha-se de um histórico de problemas geotécnicos, como os custosos processos de obtenção de material pétreo devido às espessas camadas de solos finos que recobrem os horizontes rochosos em conjunto com as dificuldades logísticas para seu transporte. Tais fatos, de âmbito nacional e regional, suscitaram o estudo de misturas asfálticas de melhor desempenho mecânico, segundo a literatura cientifica, relativa às misturas convencionalmente utilizadas, por exemplo, Concreto Asfáltico. Trata-se de misturas descontínuas com excelentes experiências, mormente nas estradas européias, denominadas de Stone Matrix Asphalt. O SMA se caracteriza pelo alto percentual de agregados graúdos, o que favorece o escorrimento do mástique asfáltico. Para reduzir tal efeito, adicionaram-se fibras amazônicas do curauá, que são largamente produzidas na região norte do Brasil e caracterizadas pela alta resistência mecânica, contudo com maior aplicação em compósitos automotivos. Em complemento, para viabilizar o uso deste tipo de revestimento betuminoso em virtude do elevado partícipe de materiais graúdos, analisou-se o desempenho de um agregado reciclado (Resíduos de Construção e Demolição RCD) comparativamente a um agregado granítico tradicional. Neste panorama, realizou-se caracterização física e mecânica dos materiais partícipes e da mistura SMA. Acerca dos agregados, o RCD alcançou 160% a mais de desgaste por abrasão Los Angeles, satisfatória adesividade e menores densidades aparentes e saturadas em confronto com a brita. Concernente à mistura mineral, enquadrou-se 75% de graúdos, 15% de miúdos e 10% de fíler nas especificações descritas pela National Asphalt Pavement Association (NAPA). Ao inferir um volume de vazios de 4%, atendendo aos requisitos dos vazios da fração graúda do agregado na mistura compactada maior que os vazios da fração graúda do agregado compactado, obtiveram-se iguais teores de projeto de CAP se realizado a dosagem do tipo Marshall, sendo 6,28% (SMA com brita), 6,82% (SMA com RCD), 6,50% (SMA com brita e urauá) e 6,88% (SMA com RCD e curauá). Referente ao escorrimento, as fibras do curauá reduziram tal efeito com apenas 0,3% de fibras em ambos compósitos asfálticos. Atinente a Resistência a Tração realizada a 25°C, 40°C e 60°C, os compósitos com RCD obtiveram melhores resultados, porém a inserção da fibra minorou os valores possivelmente pela perda da sua rigidez com o detrimento da sua água adsorvida. No entanto, no Módulo de Resiliência executado a 25°C e 40°C, em geral, as fibras contribuíram para o comportamento mecânico, sobretudo a mistura com brita e temperatura de 40°C. Relativo ao aumento da temperatura, ambos os ensaios mecânicos possuíram o decréscimo de seus resultados, mas com menores perdas para o agregado reciclado. Nesta perspectiva, assume-se um bom desempenho do agregado reciclado nas misturas SMA, com resultados positivos na adição das fibras do curauá particularmente quanto à resiliência do material.The development of road infrastructure in Brazil, coupled with investments in the automotive industry in the 60s, boosted, years later, the need to implement public and private administrative systems on these roads, in order to maintain good traffic conditions and safety. Moreover, Manaus county has a history of geotechnical problems, such as the costly process of obtaining stone material, due to the thick layers of fine soil overlying rocky horizons and the complicated logistics of its transportation. These facts, on both national and regional levels, have led to the study of asphalt mixtures with improved mechanical performance, according to the scientific literature on commonly used mixtures, for example, Asphalt Concrete. These are discontinuous mixtures with excellent experience, especially on European roads, called Stone Matrix Asphalt (SMA). SMA is characterized by a high percentage of coarse aggregate, which favors the draindown of mastic asphalt. To reduce this effect, fibers from the Amazonian curauá were added, which are largely produced in the northern region of Brazil and characterized by high mechanical resistance, although mainly applied in automotive composites. In addition, to enable the use of this type of bituminous coating due to the large proportion of coarse materials, we analyzed the performance of a recycled aggregate (Construction and Demolition Waste - CDW) compared to a traditional granite aggregate. In this scenario, there was physical and mechanical characterization of the component materials and of the SMA mixture. With respect to the aggregates, the CDW achieved 160% more Los Angeles abrasion, satisfactory adhesiveness and lower bulk and saturated densities when compared with brita. The mineral mixture, 75% coarse, 15% fine and 10% filler, fit the specifications described by the National Asphalt Pavement Association (NAPA). Inferring a void volume of 4%, meeting the requirements of the empty coarse fraction of the aggregate in the compacted mixture, larger than the empty coarse fraction of the compacted aggregate, similar levels were obtained for the CAP project if using Marshall type dosage, at 6.28% (for SMA with brita), 6.82% (for SMA with CDW), 6.50% (for SMA with brita and curauá) and 6.88% (for SMA with CDW and curauá). Draindown was effectively reduced by curauá fibers with only 0.3% fiber in both asphalt composites. With regard to traction resistance performed at 25 °C, 40°C and 60°C, the composite CDW obtained better results, but fiber insertion lowered the values, possibly by loss of rigidity due to the detriment of their adsorbed water. However, in the Resilience Modulus performed at 25°C and 40°C, in general, fibers contribute to the mechanical behavior, especially the mix with brita and the temperature at 40°C. Increased temperature caused decreased results in both mechanical tests, but the decrease was less in the recycled aggregate. In view of this, a good performance of the recycled aggregate is assumed in SMA blends, with positive results from the addition of curauá fibers particularly as to the resilience of the material