Influência do fíler no comportamento mecânico de mastiques betuminosos - Pereira, Laura Raquel Piloto (2017)
Num pavimento flexível, os agregados finos que compõem a mistura betuminosa têm um papel importante, preenchendo os vazios existentes entre os agregados, e em conjunto com o ligante betuminoso formam o mastique betuminoso, responsável por envolver os agregados grossos e preencher os vazios do esqueleto mineral. O mastique é considerado muitas vezes o verdadeiro ligante, participando ativamente no comportamento das misturas betuminosas. Tradicionalmente, a avaliação do comportamento mecânico dos pavimentos rodoviários flexíveis cinge-se ao estudo das misturas betuminosas a quente. O presente trabalho visa avaliar o comportamento mecânico dos pavimentos flexíveis a uma escala mais micro, avaliando, deste modo, o comportamento mecânico do mastique betuminoso, considerando diferentes fíleres e diferentes condições de ensaio. A quantidade de fíler a aplicar nos mastiques betuminosos foi definida de acordo com o poder absorvente e massa volúmica, de cada fíler. Numa primeira fase, estudou-se o comportamento mecânico dos mastiques betuminosos através do ensaio de penetração. Seguidamente, foram realizados ensaios com aplicação de carga monotónica crescente, sem repetição de carregamento, aplicando-se um aumento gradual e linear da deformação ao longo do tempo até terminar o ensaio. Em particular, o ensaio de compressão uniaxial com aplicação de carga monotónica crescente e o ensaio de ductilidade. Foram utilizados os resultados dos ensaios de caracterização física e de interação físico química de fíleres realizados no âmbito da dissertação de mestrado do Eng.º Vítor Antunes.Pretendendo-se avaliar a variabilidade dos parâmetros de caraterização mecânica dos mastiques betuminosos face aos parâmetros de caracterização física e de interação físicoquímica dos fíleres, que os constituem. Os resultados obtidos permitem constatar que o parâmetro que mais influencia o comportamento do mastique betuminoso aquando da comparação com os ensaios de compressão e de ductilidade é o índice de vazios de fíler seco compactado ou vazios de Rigden. Posteriormente, realizaram-se ensaios de flexão com aplicação de cargas cíclicas com controlo de extensão determinando-se as seguintes propriedades reológicas, módulo de rigidez complexo e ângulo de fase. Os resultados de caracterização reológica mostraram que a adição de fíler ao betume contribui para um endurecimento do mastique, através do aumento do módulo complexo e do decréscimo do ângulo de fase. Constatou-se também que, a influência da frequência de carregamento no módulo complexo é contraria à que se verifica no ângulo de fase. Em suma, nos ensaios realizados verificou-se que o comportamento do mastique melhora com a diminuição da temperatura, com a diminuição do teor em betume e com o aumento da frequência de aplicação de cargas. Sendo que, a adição do fíler altera o comportamento do betume, pois contribui para a diminuição da penetração a 25ºC, diminuição da suscetibilidade térmica, aumento da resistência a esforços de compressão e tração, aumento do modulo de rigidez e diminuição do angulo de fase, tornando o ligante mais elástico e rígido.