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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2019.tde-23072021-151646
Document
Auteur
Nom complet
André Kazuo Kuchiishi
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2019
Directeur
Jury
Savasini, Kamilla Vasconcelos (Président)
Dave, Eshan
Nascimento, Luis Alberto Herrmann do
Titre en anglais
Mechanical behavior of cold recycled asphalt mixtures.
Mots-clés en anglais
Cold recycled asphalt mixtures
Matric suction
Non-linear elasticity
Stiffness
Viscoelasticity
Resumé en anglais
The Brazilian reduced paved road density, the increasingly demand for highways, and the lack of investment in preventive maintenance practices accelerate the occurrence of pavement distresses. This imparts for poor riding quality highways, resulting in higher fuel consumption, greater emission of pollutant gases, and increasing operational costs. In this scenario, cold recycling practices may be a cost-effective and environmental friendly alternative for pavement rehabilitation. The cold recycled asphalt mixtures (CRAMs) produced by cold recycling techniques, are comprised by reclaimed asphalt pavement (RAP), bitumen stabilized agents (asphalt emulsion or foamed asphalt), and active fillers (cement or hydrated lime). Despite the economical and sustainable benefits, the CRAMs exhibit a complex mechanical behavior since numerous variables can influence its stiffness. Therefore, the purpose of this study is to evaluate the CRAM' stiffness dependency regarding temperature, load frequency, stress-state and moisture content variation. Four types of CRAMs were collected from the field during experimental test section construction and were evaluated by means of laboratory tests. For temperature evaluation, the CRAMs linear viscoelastic properties were investigated by means of dynamic modulus and the results were used as input data for computational simulation. It was observed that the CRAMs viscoelastic properties influence the pavement mechanical response. For moisture evaluation, triaxial resilient modulus tests were conducted at different curing conditions. In conjunction with the filter paper test and X-ray micro computed tomography, a correspondence was observed between matric suction and resilient modulus. Besides, the CRAMs stress-state dependency was evaluated by means of pavement simulation and compared with in situ measurements. It was observed that the non-linear elastic behavior of CRAMs substantially influences the pavement mechanical behavior.
Titre en portugais
Comportamento mecânico de misturas asfálticas recicladas a frio.
Mots-clés en portugais
Elasticidade
Elasticidade não-linear
Mistura reciclada a frio
Pavimentação asfáltica
Pavimentos rígidos
Rigidez
Sucção mátrica
Viscoelasticidade
Resumé en portugais
A baixa proporção de vias pavimentadas no Brasil, a alta demanda pelo transporte rodoviário e a falta de investimentos em manutenções preventivas aceleram o surgimento de patologias no pavimento. Tais patologias comprometem a qualidade das rodovias, aumentando o consumo de combustível, a emissão de gases poluentes e os custos operacionais. Logo, as técnicas de reciclagem a frio podem ser vistas como uma alternativa vantajosa em termos de sustentabilidade e custo-benefício para a reabilitação de pavimentos. As misturas recicladas a frio (CRAMs, do inglês cold recycled asphalt mixtures), são compostas por material fresado (RAP, do inglês reclaimed asphalt pavement) estabilizado com emulsão asfáltica ou espuma de asfalto e fíler ativo (cimento ou cal hidratada). Apesar das vantagens econômicas e ambientais das CRAM, seu comportamento mecânico é complexo, pois diversas variáveis afetam sua rigidez. O objetivo deste estudo é avaliar a influência da temperatura, da frequência de carregamento, do estado de tensão e da umidade na rigidez das CRAMs. Quatro tipos de CRAMs foram coletados do campo durante a construção de um trecho experimental e ensaiadas em laboratório. Para análise do efeito da temperatura, o ensaio de módulo dinâmico foi realizado para obtenção das propriedades viscoelásticas das CRAMs e os resultados obtidos foram utilizados como dados de entrada para simulação computacional. Observou-se que a comportamento viscoelástico das CRAMs influencia a resposta mecânica do pavimento. Para avaliar o efeito da umidade e do estado de tensão, o ensaio de módulo de resiliência triaxial foi realizado em diferentes condições de cura. Juntamente com os ensaios de papel filtro e microtomografia por raio X observou-se que a sucção mátrica está relacionadacom o módulo de resiliência desses materiais. Além disso, o efeito da dependência do estado de tensão das CRAMs foi avaliado por meio de simulação computacional e comparadas com medições in situ. Constatou-se que a elasticidade não-linear influencia significativamente o comportamento mecânico do pavimento.
 
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Date de Publication
2021-07-23
 
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