Study of the viability of the staple fibre use of coconut in asphalt mixtures SMA

The technology of asphalt materials and mixtures evolves very in these last three decades in the Europe and the North America. To the rolling layer, it comes growing the use in developed countries of more resistant and more durable asphalt mixtures, being that some of these solutions involve the job of discontinous graduation, as the SMA (Stone Matrix Asphalt). The main objective of this research presents the evaluation of the potential use of coconut fibers in the mixture SMA with different aggregate gradations using both the Marshall and Superpave (level 1) desing method. The differences between these two design methods are: (i) theoretical maximum specific gravity (Gmm) determination; (ii) compaction method and (iii) short-term aging of the mixtures. It was selected to this research dense mixtures with 4% air voids. The Gmm was determined indirectly from the mixture composition and the relative densities of the constituents of the mixes, and through the uses of a vacuum pump (Rice method). Short-term aging was considered just in the Superpave design, with 2 hours in the oven at the compaction temperature. The design results showed the same optimum asphalt content for Marshall and Superpave mixtures. The mechanical behavior of the mixtures was evaluated by: the indirect tensile strenght, resilient modulus, fatigue life (stress controlled) and resistance to moisture damage. The results show that the coconut fibers meet current requirements. This analysis of the viability of the use of the local fiber is important for the Northeast region, due to valuation of regional material e, also, for economically viable when being compared with the fiber of cellulose due its abundance in the region.A tecnologia de materiais asfálticos e de misturas evoluiu muito nas últimas três décadas na Europa e na América do Norte. Para a camada de rolamento, em países desenvolvidos vem crescendo a utilização de misturas asfálticas mais resistentes e mais duráveis, sendo que algumas destas soluções envolvem o emprego de graduação descontínua, tal como o SMA (Stone Matrix Asphalt – Matriz Pétrea Asfáltica). O objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade da incorporação de fibras de coco, devido à abundância deste material na região Nordeste, em misturas asfálticas do tipo SMA, como alternativa em substituição à incorporação das fibras de celulose, através das metodologias Marshall e Superpave. Os procedimentos de dosagem utilizados apresentam como maiores diferenças: (i) determinação da densidade máxima teórica; (ii) metodologia de compactação; e (iii) envelhecimento de curto prazo das misturas. As misturas selecionadas foram todas densas, tendo volume de vazios em torno de 4%, variando-se o teor e os tipos de fibras utilizadas nas misturas asfálticas. A determinação da densidade máxima teórica (DMT) foi realizada através da aplicação do vácuo, pelo método Rice. O envelhecimento de curto prazo foi considerado apenas na dosagem Superpave, onde foi adotado um tempo de 2h das misturas em estufa, na temperatura de compactação. Os resultados dos teores de projeto obtidos, com variação do tipo de fibra, seguindo as metodologias Marshall e Superpave, apresentaram-se semelhantes. A caracterização mecânica das misturas foi realizada através dos ensaios de resistência à tração estática por compressão diamentral (RT), módulo de resiliência (MR), vida de fadiga por compressão diametral a tensão controlada e resistência à tração retida por umidade induzida (RRT). Os resultados encontrados mostram que a fibra de coco atende às exigências. A análise da viabilidade do uso da fibra local é importante para a região Nordeste, devido à valorização do material regional e também por ser economicamente viável quando comparado à fibra de celulose, devido a sua abundância na região