Caracterização do mastique betuminoso e da ligação agregado-mastique : contribuição para o estudo do comportamento das misturas betuminosas - Silva, Hugo Manuel Ribeiro Dias da (2006)
Nas últimas décadas, os pavimentos rodoviários flexíveis têm sido sujeitos à acção de um tráfego cada vez mais intenso e agressivo, o que tem originado, em vários casos, a sua degradação prematura. De modo a suportar essas elevadas solicitações, é necessário melhorar o comportamento estrutural e funcional dos pavimentos, o que pode ser conseguido, melhorando as propriedades da fundação, das camadas granuiares e das camadas betuminosas, ou aumentando a espessura das camadas granulares e betuminosas. Actualmente, uma parte significativa dos investimentos na rede rodoviária portuguesa é empregue na reabilitação de pavimentos, que é realizada, habitualmente, sem modificar a fundação e as camadas granulares. Assim, justifica-se este estudo, relacionado com o comportamento das misturas betuminosas, pela influência determinante no desempenho estrutural e funcional dos pavimentos novos e dos reforços de pavimentos. o principal objectivo deste trabalho foi o de contribuir para o estudo do comportamento das misturas betuminosas através da caracterização dos seus componentes, nomeadamente o mastique betuminoso e a ligação agregado-mastique. Além disso, procurou desenvolver-se um modelo microestrutural e heterogéneo de previsão do comportamento das misturas betuminosas baseado nas características dos seus componentes. Inicialmente, fez-se uma síntese dos conhecimentos sobre o comportamento das misturas betuminosas, do mastique betuminoso e da ligação agregado-mastique. Também se analisou a presença de água nas misturas betuminosas e o envelhecimento do betume devido à influência que estes têm na ligação agregado-mastique. O trabalho experimental consistiu no estudo da composição e do comportamento do mastique betuminoso, na implementação de ensaios para estudo da ligação agregado-mastique, na avaliação da influência do mastigue no comportamento das misturas betuminosas e na análise da fiabilidade dos ensaios desenvolvidos. Finalmente, com base nas características fundamentais do mastigue e da ligação agregado-mastique, desenvolveu-se um modelo microestrutural e heterogéneo para previsão do comportamento das misturas betuminosas. Com os resultados deste trabalho procurou analisar-se a composição do mastique betuminoso e avaliar-se a influência da composição das misturas betuminosas e das condições de ensaio no comportamento do mastique, da ligação agregado-mastique e das misturas betuminosas. Os resultados dos ensaios experimentais também foram utilizados para calibrar o modelo microestrutural e heterogéneo desenvolvido para previsão do comportamento das misturas betuminosas. Com este modelo pretendeu estudar-se a distribuição de tensões e extensões nas misturas betuminosas, assim como o seu fendilhamento. Nas condições de estudo foi possível concluir que o mastique tem uma maior influência no comportamento das misturas betuminosas do que a ligação agregado-mastique. A composição do mastique influenciou significativamente o comportamento das misturas betuminosas. A utilização dum betume mais duro e dum filer calcário melhorou o desempenho das misturas betuminosas, assim como o envelhecimento do betume antes da compactação das misturas. Os ensaios desenvolvidos neste trabalho conseguiram avaliar adequadamente as propriedades do mastique e das misturas betuminosas duma forma mais rápida e com menores custos. O modelo de previsão do comportamento das misturas betuminosas desenvolvido neste trabalho permitiu analisar os locais com tensões e extensões máximas onde ocorre preferencialmente a rotura das misturas betuminosas.