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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Ultrassonografia e esclerometria aplicadas a uma mistura de concreto asfáltico
Title Alternative: Ultrasonography and sclerometry applied to a hot mix asphalt
Author: Pinto, Isaac Eduardo, 1968-
Advisor: Soriano, Julio, 1967-
Abstract: Resumo: O procedimento mais difundido e utilizado no Brasil para dosagem de uma mistura do tipo concreto asfáltico é o método Marshall. Atualmente, os procedimentos para determinação do teor ótimo de asfalto obtido pela dosagem Marshall vem sofrendo algumas alterações com relação à adoção dos parâmetros de estabilidade e fluência como pré-requisitos, sendo a adoção do volume de vazios um parâmetro volumétrico que tem sido bastante utilizado na escolha do teor de projeto. A falta de ligante asfáltico numa mistura acarreta fadiga precoce e, por outro lado, o excesso faz diminuir sua resistência. Na avaliação da qualidade e rigidez do concreto asfáltico como camada de revestimento, o módulo de resiliência é considerado o principal parâmetro obtido por ensaios de corpos de prova moldados em laboratório ou retirados da pista de rolamento. Atualmente, o comportamento das misturas asfálticas avaliadas por técnicas de ensaios não destrutivos (END) é pouco conhecido, principalmente, quando se trata dessas tecnologias aplicadas às análises em laboratório. Neste contexto, o objetivo desta tese foi analisar o comportamento do teor de asfalto, do volume de vazios e do módulo de resiliência nos resultados dos END de ultrassom e de esclerometria, aplicados a uma mistura de concreto asfáltico. Para tanto, foi elaborada uma mistura com 4 teores (4,0%, 4,8%, 5,6% e 6,6%) de cimento asfáltico de petróleo (CAP) e moldados 100 corpos de prova, os quais foram submetidos aos ensaios de ultrassom com transdutores de face exponencial na frequência de 45 kHz e de face plana com frequências de 80 kHz, 500 kHz e 1000 kHz, bem como ao ensaio de esclerometria com impactos aplicados na direção diametral por um equipamento de baixa energia (0,735 N.m). Os módulos de resiliência foram obtidos por ensaio de cargas repetidas. Os resultados mostraram para os transdutores com frequências de 500 kHz e 45 kHz, em ambas as direções (longitudinal e transversal), um comportamento semelhante nas correlações das velocidades de propagação do pulso ultrassônico (VPU) com o teor de asfalto e com o volume de vazios, apresentando funções com concavidades voltadas para baixo. Na frequência de 500 kHz foi registrada a maior VPU no ponto ótimo de asfalto. A esclerometria apresentou um comportamento similar, com inflexão da curva entre os teores de 4,8% e 5,6% CAP. Os módulos de elasticidade longitudinais (EL) registraram para as frequências de 1000 kHz e 500 kHz, na direção longitudinal, comportamento semelhante, apresentando valores crescentes até teores entre 4,0% e 4,8% de CAP, seguido do decréscimo e maior EL no ponto ótimo de asfalto. As boas correlações de CAP com o módulo de elasticidade e esclerometria, do módulo de resiliência com a VPU e com o módulo de elasticidade, e do volume de vazios com a velocidade da onda, mostram que os ensaios de ultrassonografia e de esclerometria têm potencial para avaliação desses parâmetros da mistura asfáltica

Abstract: The most common and most popular procedure used in Brazil to dosage of asphalt concrete mix is the Marshall method. Currently the procedures for determining the optimum asphalt binder content obtained by the Marshall mix design have undergone some changes in relation to the adoption of stability and flowing parameters as prerequisites. Thus, the adoption of void content is a volumetric parameter that has been widely used in the choice of a design content. The lack of an asphalt binder in a mix causes premature fatigue and, on the other hand, its excess reduces its strength. In the assessment of quality and stiffness of the Hot Mix Asphalt (HMA) as a surface course, the resilient modulus is considered the main parameter, obtained by testing specimens molded in the laboratory or collected from the roads. Nowadays the behavior of asphalt mixtures evaluated by nondestructive testing (NDT) is little known, especially dealing with these technologies to analyses in laboratories. Therefore, the aim of this work was to analyze the behavior of asphalt content, of void content and of the resilient modulus in the results NDT by ultrasonic and sclerometric tests applied to a HMA mix. For this purpose, a mix was prepared with for different contents (4.0%, 4.8%, 5.6% and 6.6%) of petroleum asphalt cement (PAC) and 100 specimens were submitted to ultrasonic tests with exponential probe transducers at 45 kHz frequency, and with flat transducers at 80 kHz, 500 kHz and 1000 kHz frequencies, as well as to a sclerometric test with impacts applied in the diametral direction by low energy equipment (0.735 Nm). Resilient moduli were obtained by repeated load testing. The results for the 500 kHz and 45 kHz frequency transducers showed in longitudinal and diametral directions, a similar behavior in the correlations of ultrasonic pulse velocity (UPV) with the asphalt content and in the void content, displaying a concave downward function. At 500 kHz frequency the highest UPV was registered at the optimum asphalt point (4.8%). Sclerometry presented a similar behavior, with a curve inflection between 4.8% and 5.6% PAC. The longitudinal elastic moduli (EL) registered a similar behavior for 1000 kHz and 500 kHz frequencies in the longitudinal direction, showing increasing values up to 4.0% and 4.8% PAC, followed by a decrease and a higher EL at the optimum point of asphalt. The good correlations of PAC with the modulus of elasticity and sclerometry, of the resilient modulus with UPV and the modulus of elasticity, and of the void content with the wave velocity, show that the ultrasonic and sclerometric tests have the potential to evaluate these parameters in HMA
Subject: Testes não destrutivos
Ultrassom
Pavimentos flexiveis
Concreto asfaltico
Resiliência
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: PINTO, Isaac Eduardo. Ultrassonografia e esclerometria aplicadas a uma mistura de concreto asfáltico. 2018. 1 recurso online (104 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331288>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEAGRI - Tese e Dissertação

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