Avaliação do comportamento mecânico de misturas asfálticas do tipo Large Stone Asphalt Mixture (LSAM)

Abstract

O uso de misturas asfálticas data do fim do século XIX, e ao longo das décadas seguintes sofreu evoluções técnica e teórica apoiado pelo dinamismo econômico e social. Tradicionalmente no Brasil têm-se utilizado misturas asfálticas com tamanho máximo nominal (TMN) de 9,5 mm, 12,5 mm e 19,0 mm. Projetos com diâmetros superiores ou iguais a uma polegada (25,4 mm) são considerados no EUA como Large Stone Asphalt Mixture (LSAM). Há relatos que este tipo de mistura é adequado ao combate da deformação permanente em caso de vias que demandam de tráfego pesado e que apresentam falência estrutural com esta característica. Neste contexto a presente pesquisa, avalia-se o comportamento mecânico de misturas com TMN igual a 25,0 mm em comparação com misturas de 19,0 mm. Três dosagens foram propostas de maneira a verificar seus efeitos inerentes aos parâmetros volumétricos. Ensaios como fluência estática, fluência dinâmica, deformação permanente por formação de trilha de roda francesa, módulo dinâmico, e resistência ao trincamento por vigota de quatro pontos foram utilizados para caracterização quanto ao comportamento mecânico da mistura. Uma modelagem numérica foi conduzida com base em método dos elementos finitos para verificar os efeitos dos comportamentos elástico-linear e viscoelástico linear de ambas as misturas em estruturas típicas de pavimento, simuladas no contexto da realidade nacional. Os resultados apontam que o TMN possui efeitos quanto às características volumétricas e no campo das propriedades no regime da viscoelasticidade linear (módulo dinâmico, ângulo de fase e relaxação). As misturas avaliadas resistiram à deformação permanente quando ensaiadas sob fluência estática e dinâmica. Porém a mistura LSAM foi a única a resistir a esforços do afundamento de trilha de roda francesa. A mistura LSAM é suscetível ao trincamento por fadiga segundo a avaliação da mecânica da fratura e da teoria do dano contínuo. Entretanto, a mistura LSAM gerou menor deformação de tração horizontal, para as simulações numéricas com esforços dinâmicos. O modelo constitutivo viscoelástico linear do material, implica em menor magnitude de deformações de tração horizontal. O estudo reforça que as misturas do tipo LSAM são promissoras para o combate à deformação permanente, e objeto de pesquisa para futuros avanços associadas à mecânica dos pavimentos.