Adosindro J. Almeida, Msc. Eng° Leto Momm, Prof. Dr. ESTUDO DO COMPORTAMENTO NO DOMÍNIO FREQUENCIAL E VISCOELÁSTICO DE MITURAS DE CONCRETO ASFÁLTICO MODIFICADAS NO MÓDULO COMPLEXO Adosindro J. Almeida, Msc. Eng° Leto Momm, Prof. Dr. Carlos F. Q. Quintero, Msc. Eng° Breno Salgado Barra, Prof. Dr. Gustavo Garcia Otto, Msc. Eng ° Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) - Brasil

Introdução Módulo Complexo É a relação entre a tensão senoidal de pulsação () aplicada ao corpo de prova e a deformação senoidal que resulta no regime estável, devido às características viscoelásticas do material, expressa pela Equação.   É decomposto por dois elementos ou partes, imaginária e elástica.   E*(i) = E1 + iE2

Introdução Módulo Complexo Aplicação ao corpo viscoelástico, ele existe no domínio das baixas solicitações chamado domínio de comportamento linear. É um dos parâmetros fundamentais e necessário para dimensionamento do pavimento. 1- A noção do módulo complexo (E*) é introduzida para generalizar as leis da mecânica dos princípios reservados aos corpos viscoelásticos, ele existe no domínio das baixas solicitações (micro deformação - da ordem de 10-6 deformação) chamado domínio de comportamento linear onde o princípio de superposição de Boltzmann é valida (Rivière, 1996).

Introdução Objetivo do artigo Análise das misturas asfálticas modificadas com polímeros PR PLAST S e PR FLEX 20 e a verificação do comportamento reológico no plano COLE-COLE.

Formulação de Misturas Asfálticas BBM-3 (Béton Bitumineux Mince classe 3) com adição de PR FLEX 20. BBME-2 (Béton Bitumeneux Módule Élevé classe 2) com adição de PR PLAST S. GB-4 (Grave Bitume classe 4).

PR FLEX 20 = Elastômero + Plastômero Materiais Utilizados Material granular: brita granítica Ligante asfáltico: CAP - 50/70 Aditivos, as suas caracteristicas e dosagem: PR PLAST S = Plastômero 0.6% PR FLEX 20 = Elastômero + Plastômero 7.5%

Definição da Curva Granulométrica Equação de Talbot: MISTURA Béton Bitumineux Mince e Grave Bitume Béton Bitumineux à Módule Elevé Expoente n da curva granulométrica = 0,54 Expoente n da curva granulométrica = 0,58 Abertura (mm) Material Passante (%) 15.9 100.00 12.7 87.80 88.54 9.5 74.22 75.66 6.45 59.31 61.35 4.76 49.75 52.05 2.38 33.30 35.76 1.19 22.30 24.57 0.59 14.85 16.80 0.3 10.04 11.65 0.15 6.72 8.00 0.075 4.5 5.5

Curva Granulométrica

Ensaio de Módulo Complexo 1 - O ensaio de módulo complexo consiste em submeter o corpo de prova a uma solicitação senoidal a diferentes temperaturas. O espectro de temperaturas do ensaio é de -10°C, 0°C, 10°C, 15°C, 20°C, 30°C e 40°C. Para cada temperatura o módulo é medido a diferentes frequências de 1Hz, 3Hz, 10Hz e 30Hz.

Ensaio de Módulo Complexo 1 - O ensaio de módulo complexo consiste em submeter o corpo de prova a uma solicitação senoidal a diferentes temperaturas. O espectro de temperaturas do ensaio é de -10°C, 0°C, 10°C, 15°C, 20°C, 30°C e 40°C. Para cada temperatura o módulo é medido a diferentes frequências de 1Hz, 3Hz, 10Hz e 30Hz.

Representação do Módulo Complexo da mistura BBME-2 no Plano COLE-COLE. RESULTADO DE ENSAIO 1- O plano COLE-COLE um gráfico que relaciona a parte real (E1) do módulo complexo em função da parte imaginária (E2) em coordenadas aritméticas, obtém-se uma curva única semelhante a um arco de círculo. A curva do plano COLE-COLE caracteríza o material asfáltico 2- No plano COLE-COLE possível evidenciar a evolução da parte real e imaginária das misturas asfálticas. Representação do Módulo Complexo da mistura BBME-2 no Plano COLE-COLE. Teor de Ligante 4,95 %

Representação do Módulo Complexo da mistura BBM-3 no Plano COLE-COLE. RESULTADO DE ENSAIO Representação do Módulo Complexo da mistura BBM-3 no Plano COLE-COLE. Teor de Ligante 4,70%

Representação do Módulo Complexo da mistura GB-4 no Plano COLE-COLE. RESULTADO DE ENSAIO Representação do Módulo Complexo da mistura GB-4 no Plano COLE-COLE. Teor de Ligante 4,45%

Análises dos Resultados no Plano Cole-Cole A mistura BBM-3 apresenta os valores mais afastados e baixo do módulo imaginário, ou seja, menor perda de energia pelo atrito interno do material, em relação as misturas BBME-2 e GB-4. As misturas BBME-2 e GB-4, assemelham-se quando ao comportamento no plano COLE-COLE.

Conclusões O ensaio de módulo complexo auxilia no entendimento das características do comportamento mêcanico das misturas de concreto asfáltico. O módulo complexo é um dos parâmetros fundamentais das misturas de concreto asfáltico, pois é um dos parâmetros necessários a dimensionamento de pavimento, a rigidez do material. Os valores do módulo complexo encontrados no ensaio de módulo complexo em 15°C e 10Hz para as misturas são de 8.853Mpa para mistura GB-4, 8.421Mpa para mistura asfáltica BBME-2 e de 7.512Mpa para a mistura BBM-3. Na representação do módulo complexo da curva do plano COLE-COLE evidencia a evolução da parte real e imaginária do módulo complexo das misturas de concreto asfáltico. Todas as misturas apresentam maior módulo imaginário na temperatura de 20°C, isto é, a temperatura mais crítica em que ocorreria a maior perda de energia. A mistura BBM-3 apresenta os valores mais afastados e baixo do módulo imaginário, ou seja, menor perda de energia pelo atrito interno do material, em relação as misturas BBME-2 e GB-4. As misturas BBME-2 e GB-4, assemelham-se quando ao comportamento no plano COLE-COLE. A temperatura crítica de 20°C seria o mais indicado para realização do ensaio de fadiga para as misturas asfálticas estudadas neste trabalho. O ensaio de Módulo Complexo auxilia no entendimento das características do comportamento mêcanico das misturas de concreto asfáltico – Regídez do material e da reologia da mesma. Na representação do módulo complexo da curva do plano COLE-COLE compreende-se melhor o comportamento viscoelástico das misturas de concreto asfáltico. 1- pois apresenta a evolução da parte real e imaginária do módulo complexo das misturas de concreto asfáltico.

Conclusões O ensaio de módulo complexo auxilia no entendimento das características do comportamento mêcanico das misturas de concreto asfáltico. O módulo complexo é um dos parâmetros fundamentais das misturas de concreto asfáltico, pois é um dos parâmetros necessários a dimensionamento de pavimento, a rigidez do material. Os valores do módulo complexo encontrados no ensaio de módulo complexo em 15°C e 10Hz para as misturas são de 8.853Mpa para mistura GB-4, 8.421Mpa para mistura asfáltica BBME-2 e de 7.512Mpa para a mistura BBM-3. Na representação do módulo complexo da curva do plano COLE-COLE evidencia a evolução da parte real e imaginária do módulo complexo das misturas de concreto asfáltico. Todas as misturas apresentam maior módulo imaginário na temperatura de 20°C, isto é, a temperatura mais crítica em que ocorreria a maior perda de energia. A mistura BBM-3 apresenta os valores mais afastados e baixo do módulo imaginário, ou seja, menor perda de energia pelo atrito interno do material, em relação as misturas BBME-2 e GB-4. As misturas BBME-2 e GB-4, assemelham-se quando ao comportamento no plano COLE-COLE. A temperatura crítica de 20°C seria o mais indicado para realização do ensaio de fadiga para as misturas asfálticas estudadas neste trabalho. A modificação das misturas melhora a viscoelasticidade da mistura. Todas as misturas neste trabalho apresentam maior módulo imaginário na temperatura de 20°C, isto é, a temperatura mais crítica em que ocorreria a maior perda de energia. A temperatura crítica de 20°C seria o mais indicado para realização do ensaio de fadiga para as misturas asfálticas estudadas neste trabalho.

Obrigado.