Avaliação do dano por fadiga de misturas asfálticas modificadas por adição de polímero a partir do modelo S-VECD. - QUEIROZ, Rita Flávia Régis. (2022)
Um dos principais mecanismos de degradação dos pavimentos asfálticos é o trincamento por fadiga, este defeito se caracteriza pela iniciação, expansão e conexão de microfissuras, com alto grau de localização e características não lineares. A formação e propagação de trincas no revestimento asfáltico, em geral, ocorre devido às cargas repetidas aplicadas pelos veículos gerando tensões de tração, associadas também ao envelhecimento e à temperatura. Em situações mais críticas esse processo leva à falha estrutural do revestimento asfáltico. Nos últimos anos, o uso de ensaios de fadiga à tração direta associados ao modelo viscoelástico de dano contínuo simplificado (S-VECD) têm se mostrado uma ferramenta eficaz para avaliação da fadiga em materiais asfálticos. Este modelo utiliza propriedades fundamentais do material para caracterizar o desempenho da mistura asfáltica a partir de um protocolo de ensaios laboratoriais eficiente e simplificado. Este estudo tem como objetivo avaliar o dano por fadiga de misturas asfálticas modificadas por adição de polímero a partir dos resultados do ensaio de fadiga à tração direta com aplicação do modelo S-VECD. Três misturas asfálticas foram produzidas com a mesma granulometria (tamanho nominal máximo de 19mm e projetadas pela metodologia SUPERPAVE), variando apenas o ligante. Foram selecionados três ligantes asfálticos para compor esta pesquisa: a) CAP 50/70 como ligante base para comparação; b) AMP 55/75, um produto comercial preparado com adição de SBS e c) CAP 50/70 modificado pela combinação de EMA-GMA+HDPE+PPA. Os ligantes foram avaliados quanto às propriedades físicas e reológicas (Grau de Performance – PG e MSCR), e à fadiga a partir do ensaio Linear Amplitude Sweep – LAS, com aplicação do modelo S-VECD. As misturas asfálticas foram avaliadas quanto à rigidez utilizando os ensaios de resistência à tração (RT) e módulo de resiliência (MR), à deformação permanente a partir do ensaio uniaxial de carga repetida (Flow Number), o comportamento LVE foi caracterizado com base no ensaio de módulo dinâmico e o desempenho à fadiga foi avaliado a partir do ensaio de tração direta uniaxial com aplicação o modelo de dano viscoelástico S-VECD. Os resultados do ensaio de LAS indicaram que o CAP 50/70 modificado apresentou o melhor desempenho à fadiga, sendo classificado de acordo com o FFL como excelente. As misturas com ligantes modificados apresentaram os maiores valores de RT e MR, indicando maior rigidez em relação à mistura com o ligante base. Em relação à deformação permanente, a partir do parâmetro Flow Number as misturas com ligantes modificados são classificadas pra tráfego pesado, estando coerente com o resultado de MSCR em que os ligantes AMP 55/75 e CAP 50/70 modificado são indicados para tráfego pesado com base no parâmetro Jnr. Quanto ao ao comportamento LVE, a mistura com CAP 50/70 modificado apresentou o comportamento esperado, com maiores valores de módulo dinâmico a altas temperaturas (baixas frequências reduzidas), e os menores valores de módulo nas menores temperaturas (altas frequências reduzidas). Além disso, para todo o espectro de frequências e temperaturas, a misturas com CAP 50/70 modificado apresentou os menores valores de ângulo de fase, indicando comportamento mais elástico e menos viscoso. A partir do ensaio de tração direta, com base no critério de falha Gr , a mistura asfáltica com CAP 50/70 modificado apresentou melhor desempenho à fadiga, com maior valor de FFM e seguindo a mesma tendência do FFL. Com base no critério de falha ܦ Dr , a partir da capacidade de dano ܵSapp, as misturas com CAP 50/70 modificado e AMP 55/75 foram classificadas com os melhores desempenhos em relação à fadiga. Portanto, o uso de ligantes modificados por adição de polímeros promoveu misturas asfálticas com melhores desempenhos ao dano por fadiga.