Influência da energia e da temperatura de compactação nos parâmetros volumétricos e nas propriedades mecânicas dos concretos asfálticos

Abstract

A obtenção de bons resultados na execução de revestimentos asfálticos exige um eficiente e rigoroso controle tecnológico do grau e da temperatura de compactação da mistura. Infelizmente, são frequentes a não observância dos limites de temperatura previstos nas especificações e a compactação inadequada da mistura na pista. É comum observar em campo, também, a tentativa de “compensar” a baixa temperatura de compactação através do aumento da energia (maior número de rolagens do rolo compactador). Esta dissertação de mestrado apresenta os resultados de um estudo experimental sobre o efeito da variação da energia e da temperatura de compactação nos parâmetros volumétricos e nas propriedades mecânicas dos concretos asfálticos. Foram moldados corpos-de-prova de concreto asfáltico com diferentes combinações de energia e temperatura de compactação e analisados seus efeitos nos parâmetros volumétricos (densidade aparente, vazios e grau de compactação) e em suas propriedades mecânicas (resistência à tração, módulo de resiliência e resistência à fadiga). As misturas projetadas, segundo o método Marshall, obedeceram às faixas B e C do DNIT, sendo considerada a combinação de 60 golpes por face e temperatura de 140ºC como a de referência ou de projeto. Utilizou-se o CAP-20 da Reduc-RJ e agregados típicos da região sudeste do país. Na moldagem dos corpos-de-prova variou-se tanto o número de golpes por face (30, 60 e 90) quanto as temperaturas de compactação (90ºC, 140ºC e 160ºC). Os resultados obtidos em laboratório possibilitaram avaliar a influência da energia e da temperatura de compactação no comportamento mecânico dos concretos asfálticos. Finalmente, com o auxílio do programa ELSYM5, é apresentada uma aplicação dos resultados na análise de diversos perfis de pavimentos típicos, verificando-se como cada combinação de moldagem se comportou quanto à deflexão e a vida de fadiga. __________________________________________________________________________________________

ABSTRACT: The obtaining of goods results in asphalt paving services demands an efficient and rigorous technological control of the mix compaction degree and temperature. Unfortunately, it is not frequently the observance of the temperature limits prescribed in the specifications and the inadequate mix compaction in the place. It’s common to observe the attempt to compensate the low compaction temperature through an increase of the compaction energy. This Master degree thesis presents the results of an experimental study about the effect of the variation of the compaction energy and temperature in the volumetric parameters and mechanical properties of asphalt concretes. There were molded sample tests of asphalt concrete at different combinations of compaction energy and temperature. It was analyzed the effects in the volumetric parameters (apparent density, air voids and compaction degree) and in the mechanical properties (tensile strength, resilient modulus and fatigue life). The mixes were designed by the Marshall method and obeyed the B and C DNIT’s graduation limits. It was considered the 60 blows per face and 140ºC combination as reference or project. It was used CAP-20 from Reduc-RJ and typical aggregates from Brazil’s southeast area. In the molding process it was varied not only the number of blows per face (30, 60 and 90), but also the compaction temperatures (90ºC, 140ºC and 160ºC). This study shows the influence of compaction energy and temperature in the mechanical behavior of asphalt concretes. Finally, with the aid of the program ELSYM5, it was accomplished an application of the results that consists of verifying, for several typical pavements profiles, as each molding combination has been behaved for the deflection and fatigue life.