Caraterização geomecânica de misturas betuminosas por meio de ensaios mecanicistas

Abstract

Atualmente o sistema rodoviário constitui um sector de importância vital para o desenvolvimento social e económico das sociedades. As misturas betuminosas consistem num dos materiais mais utilizados para a construção de infraestruturas rodoviárias. Um nível de qualidade elevado é fundamental para garantir o desempenho estrutural e durabilidade das mesmas, assim como para garantir o conforto e segurança dos utilizadores. As propriedades mecânicas da mistura evoluem de forma significativa desde o instante de aplicação até ao percurso que constitui o seu ciclo de vida, sendo severamente influenciadas pelo meio exterior onde se inserem, particularmente pela temperatura a que se encontram expostas e pela deformação resultante das cargas que lhe são aplicadas pelo tráfego rodoviário. O aumento da carga transportada desde a década de noventa provocou níveis de degradação dos pavimentos rodoviários indesejados e, em consequência, algumas vezes levou ao incumprimento dos patamares de exigência estrutural e funcional. No presente trabalho apresentam-se estudos do comportamento mecânico de misturas betuminosas por recurso a ensaios mecanicistas (ensaio de pista e ensaio triaxial), para quantificação de parâmetros de deformabilidade que definem o comportamento das referidas misturas. O estudo realizou-se sobre duas misturas, uma convencional (AC 14 Surf), e uma segunda com incorporação de betume borracha (AR 12 Surf). O estudo laboratorial focou-se em parâmetros que controlam a ocorrência de deformações irreversíveis nos pavimentos: velocidade de carregamento (0,3 Hz, 1 Hz e 5 Hz) e temperatura (30 ºC e 50 ºC). Atendendo à ocorrência simultânea destes parâmetros, quantificou-se possíveis relações entre os mesmos, permitindo analisar a sua influência na deformação permanente dos provetes em estudo.

Currently the road system is a sector of vital importance to the social and economic development of societies. The asphalt mixtures are one of the materials most commonly used for construction of road infrastructures. A high level of quality is critical to assure the structural performance and durability of these mixtures, as well as to ensure the necessary comfort and safety of users. The mechanical properties of the mixtures evolve significantly since the time of application in the road and throughout its life cycle, being severely influenced by the external environment in which they operate, particularly the temperature to which they are exposed and the deformation caused by the loads applied by the road traffic. The increase of the loads transported since the 1990s caused unwanted levels of degradation of road pavements and, as a result, sometimes led to the failure of minimum levels of structural and functional requirements. This work presents the study of the mechanical behavior of asphalt mixtures through the use of mechanistic test (wheel tracking test and triaxial test), in order to quantify the deformability parameters that define the performance of the mentioned mixtures. The study was carried out on two mixtures, a conventional (AC 14 Surf) and a mixture with asphalt rubber (AR 12 Surf). The laboratory study focused on parameters that control the occurrence of irreversible deformation in the pavement: load speed (0.3 Hz, 1 Hz and 5 Hz) and temperature (30 ºC and 50 ºC). Given that these parameters occur simultaneously, possible relationships between them were quantified, thus being possible the analysis of their influence on the permanent deformation of the specimens under study.