Fadiga dos Revestimentos

Dando continuidade à Biblioteca do Asfalto, é retomado o assunto da fadiga dos revestimentos. Desta feita, segue um texto, preparado pela Eng.ª Liseane P. T. da Luz Fontes – doutoranda do Programa de Pósgraduação em Engenharia Civil da UFSC, pelo Prof. Glicério Trichês – Professor do PPGEC/UFSC – e pelos Professores Paulo A. A. Pereira e Jorge Carvalho Pais – UMINHO.
A Universidade Federal de Santa Catarina e a Universidade do Minho (Portugal) estão conduzindo uma pesquisa em laboratório para a avaliação da resistência à fadiga de misturas asfálticas confeccionadas com asfalto convencional e com asfalto modificado com borracha de pneu moído (Asfalto Borracha).
Nesta pesquisa estão sendo estudadas três faixas granulométricas e quatro tipos de ligantes sendo que no caso do Asfalto Borracha está sendo avaliado a influência do processo de sua industrialização: continuous blend e terminal blend.
Para a determinação da resistência à fadiga das misturas asfálticas estudadas, foi utilizado, em laboratório, o ensaio de flexão alternada em quatro pontos, com carregamento em deformação controlada. Este tipo de ensaio simula o aparecimento do trincamento por fadiga devido à deformação de tração que se desenvolve na face inferior das camadas asfálticas.
No ensaio à deformação controlada, o critério de fadiga não está condicionado à ruptura completa do corpo-de-prova. Neste ensaio,o critério de ruptura mais utilizado mundialmente corresponde ao decréscimo de 50% da rigidez inicial do corpo-de-prova.
Os corpos-de-prova utilizados têm dimensões de 50 x 60 x 380mm e são serrados a partir de placas compactadas com equipamento que simula a ação dos rolos compactadores em campo. A figura 1 ilustra o formato do corpo-deprova (vigota) utilizado.

Figura 1 – Corpo-de-prova utilizado no ensaio

Neste ensaio, uma carga de intensidade F0 é aplicada nos terços médios do corpo-deprova, simplesmente apoiado nas extremidades, de modo a induzir em sua face inferior uma deformação especifica de tração inicial pré-definida (mantida constante durante o ensaio), como apresenta a figura 2.


O dispositivo de flexão em quatro pontos, mostrado na figura 3, tem como particularidade a existência de livre rotação e translação nos quatro pontos de carga. A estrutura de carga é composta por um atuador vertical ligado a uma servo-válvula, na extremidade do qual se encontra uma célula de carga. O equipamento está inserido em uma câmara climática que permite o controle da temperatura entre -20°C a +70°C e com precisão de +-0,5°C.
Os ensaios realizados nesta pesquisa foram conduzidos à deformação controlada, temperatura constante (20°C) e com a aplicação de um carregamento repetido cíclico sinusoidal (freqüência de 10Hz). Para cada mistura pesquisada foram ensaiados nove corpos-deprova e em três níveis de deformação específica de tração inicial: 200, 400 e 800×10-6 mm/mm (microdeformação).


Com base no número de ciclos que origina a ruptura do corpo-deprova (50% da rigidez inicial) e na deformação específica de tração inicial aplicada, obtém-se uma série de pontos. O modelo que melhor se ajusta a estes pontos corresponde à lei de fadiga da mistura asfáltica.
A figura 4 apresenta duas curvas de fadiga para duas diferentes misturas pesquisadas: A (mistura convencional) e B (mistura com asfalto modificado com borracha, terminal blend). Cada ponto do gráfico corresponde à média dos três ensaios realizados com a mesma deformação específica de tração inicial. Pode-se observar na figura que a mistura B possui um desempenho muito superior à mistura A no critério resistência à fadiga.

Exemplificando, para uma dada deformação de tração inicial de 100×10-6mm/mm, a mistura B suportaria cem vezes mais solicitações do carregamento do que a mistura A.
Ensaios de fadiga conduzidos por diversos autores (Sousa et al., 2000; Visser & Verhaeghe, 2000; Galego et al., 2000; Raad et al., 2001; Shatnawy & Holleran, 2003; Dantas Neto, 2004) e realizados sob condições de carregamento controlado ou deformação controlada, mostraram que as misturas com Asfalto Borracha tiveram um comportamento à fadiga significativamente superior ao das misturas confeccionadas com o asfalto convencional. Segundo estes autores, este comportamento é atribuído à maior flexibilidade proporcionada pela incorporação da borracha granulada ao ligante asfáltico empregado na confecção das misturas asfálticas.
Os resultados obtidos até aqui na pesquisa conduzida em parceria pela UFSC e UMINHO concordam com os resultados obtidos por estes autores. Além de ensaios de fadiga, estão sendo realizados ensaios de deformação permanente e propagação de trincas. A conclusão
da pesquisa, com a respectiva defesa da tese, está prevista para fevereiro de 2008.

Leia a matéria completa no informativo Fatos&Asfaltos nº12

Eng.ª Liseane P. T. da Luz Fontes – Doutoranda da UFSC – UMINHO.
Dr. Glicério Trichês – Professor do PPGEC – UFSC.
Prof. Paulo A.A. Pereira e Prof. Jorge Carvalho Pais – Professores da UMINHO.
Os autores agradecem a GRECA ASFALTOS pelo financiamento parcial da pesquisa. Ao Programa ALBAN (União Européia) e ao CNPq pela bolsa de doutorado do primeiro autor.

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