Influência da temperatura e da consistência do ligante na fadiga e no módulo complexo de misturas asfálticas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.A pesquisa estuda a influência da temperatura e da consistência do ligante asfáltico nos ensaios de fadiga e de módulo complexo dos concretos asfálticos. Três misturas asfálticos são preparadas com três ligantes asfálticos com consistências distintas, classificados por penetração em cimento asfáltico de petróleo CAP 10/20 CAP 30/45, CAP 50/70. Os ensaios de módulo complexo foram realizados a flexão alternada em corpos de prova trapezoidais a diferentes frequências e temperaturas. Na representação do ensaio de módulo complexo no plano Cole-Cole são selecionadas três temperaturas para o ensaio de fadiga; uma zona nas temperaturas mais elevadas que a definida pelo valor máximo da componente imaginária do módulo complexo; uma segunda zona definida como temperatura intermediária, onde ocorre o valor máximo da componente imaginária, zona onde deve ocorrer a menor deformação para um milhão de ciclos no ensaio de fadiga, uma terceira zona que correspondente às baixas temperaturas, onde o comportamento mecânico é, predominantemente elástico. O estudo relaciona o módulo complexo com a deformação para um milhão de ciclos do ensaio de fadiga, propondo um modelo analítico desenvolvido a partir da densidade de energia dissipada, para estimar a deformação para um milhão de ciclos a diferentes temperaturas. Conhecidas a deformação para um milhão de ciclos numa temperatura específica e a densidade de energia dissipada do ensaio de módulo complexo, com boa aproximação, é possível realizar dimensionamento de estrutura de pavimento a outras temperaturas, com as misturas preparadas com os ligantes asfálticos do estudo.Abstract : The research studies the influence of temperature and consistency of asphalt binder in fatigue tests and complex modulus of asphaltic concrete. Three asphalt mixtures are prepared with three asphalt binders with different consistencies, ranked by penetrating asphalt cement CAP10/20, CAP30/45, CAP50/70. The complex modulus tests are performed alternating bending specimens trapezoidal at different frequencies and temperatures .In representation of the complex modulus test in Cole -Cole plan are selected three temperatures for the fatigue test, one zone at higher temperatures than the defined maximum value of the imaginary component of the complex modulus; a second zone defined as an intermediate temperature which occurs the maximum value of the imaginary component area which should occur at less deformation to a million cycles in the fatigue test, and a third zone corresponding to low temperatures, where the mechanical behavior are, predominantly, elastic. The study relates the complex modulus to the deformation for a million cycles of the fatigue test, offering an analytical model developed from the dissipated power density to estimate the deformation of a million cycles at different temperatures. Knowing the deformation of a million cycles at a specific temperature and the dissipated energy density of the complex modulus test, with good approximation, it is possible to define pavement structure at other temperatures, with the mixtures prepared with the asphalt binders of the study