Modelagem da deformação permanente de misturas asfálticas a partir de princípios viscoplásticos

Abstract

A deformação permanente é um dos principais defeitos dos pavimentos asfálticos brasileiros, ocasionando uma degradação acelerada do pavimento, redução do conforto do usuário da rodovia e maiores riscos de acidentes. Estas deformações se caracterizam por uma parcela viscoelástica, ou seja, associada ao tempo de carregamento, e uma parcela plástica, que rege a capacidade de recuperação das deformações da mistura asfáltica, sendo tais efeitos mais proeminentes em altas temperaturas e baixas frequências de carregamento. Esta tese propõe avaliar as características viscoplásticas das misturas asfálticas utilizando o modelo viscoplástico do ShiftModel determinado no ensaio SSR (Stress Sweep Rutting) e o ensaio de flow number (FN) com os objetivos de avaliar: o comportamento da mistura asfáltica a partir da variação de parâmetros do ensaio conforme previsto pela proposta de norma brasileira e a AASHTO TP 134; o parâmetro RSI e o FN como identificador das variações no comportamento frente a deformação permanente de oito misturas asfálticas com diferentes ligantes asfálticos e faixas granulométricas; e por último, avaliar através de simulação no HDM-4, PavementME e FlexPAVE considerando dois trechos experimentais. Os resultados das 8 misturas asfálticas indicaram que a mistura com melhor desempenho no ensaio de flow number (FN) foi a com AMP 60/85. Já quando analisadas as mesmas misturas pelo RSI não foi possível constatar uma correlação entre FN e RSI, porém observou-se que a partir do RSI as misturas com AB8 obtiveram uma melhor resposta. Os resultados da análise paramétrica apontaram que o processo de serragem e alteração da tensão confinante possuem uma alta interferência no RSI, ao contrário da alteração de drenagem. As simulações demostraram a importância da calibração local para auxiliar em uma melhor previsão do afundamento em campo. A recalibração da função de transferência brasileira proposta por Barros (2022) foi executada adicionando os dois trechos experimentais desse estudo.

Permanent deformation is one of the main defects of Brazilian asphalt pavements, causing accelerated degradation of the pavement, reduced road user comfort and greater risk of accidents. These deformations are characterized by a viscoelastic portion, that is, associated with the loading time, and a plastic portion, which is related to the ability to recover from the deformations of the asphalt mixture, with such effects being more visible. at high temperatures and low frequencies. This thesis proposes to evaluate the viscoplastic characteristics of asphalt mixtures using the viscoplastic model ShiftModel determined in the SSR test (Stress Sweep Rutting) and the flow number test (FN) with the objectives of: evaluating the behavior of the asphalt mixture from the alteration of parameters of the tests by the Brazilian standard proposal and the AASHTO TP 134, through the RSI parameter identify variations in the behavior against permanent deformation of 8 asphalt mixtures with different asphalt binders and aggregate gradation, and finally, to validate the simulations in HDM-4, PavementME and FlexPAVE considering two experimental sections. The results of the 8 asphalt mixes indicated that the mix with the best performance in the flow number (FN) test was the one with AMP 60/85. When analyzing the same mixtures by the RSI, it was not possible to verify a correlation between FN and RSI, however it was observed that from the RSI the mixtures with AB8 obtained a better response. The results of the parametric analysis showed that the sawing process and alteration of the confining tension have a high interference in the RSI, unlike the alteration of drainage. The simulations demonstrated the importance of local calibration to assist in a better prediction of sinking in the field. The recalibration of the Brazilian transfer function proposed by Barros (2022) was performed by adding the two experimental sections of this study.