Aplicação de fibras no reforço de misturas betuminosas

Abstract

As infraestruturas rodoviárias constituem um sistema de grande importância para o desenvolvimento de um país, pois abre oportunidades para deslocamentos e conexão entre cidades. Como tal, tem-se realizado estudos para melhorar o desempenho dos pavimentos afim de aumentar a vida a fadiga e apresentar menores deformações permanentes. Por esse fato, a utilização de fibras na modificação das misturas betuminosas e nos ligantes betuminosos é de grande importância para contribuir para uma maior diversidade nos materiais que podem ser utilizados para esse fim e gerar pesquisas para uso de fibras eficientes e sustentáveis. O presente estudo tem como objetivo avaliar o desempenho das misturas betuminosas e dos ligantes betuminosos com a adição de fibras sintéticas. Foram utilizadas fibras nos comprimentos de 20, 25, 38 e 50 mm e com 13% de fibras do tipo A. Nas misturas betuminosas foram realizados os ensaios de módulo de rigidez, fendilhamento à fadiga e deformação permanente. Com o betume modificado foram realizados os seguintes ensaios de reologia: Fluência e recuperação sob tensões múltiplas (MSCR), Varredura linear de amplitude (LAS) e Módulo de rigidez complexo (|G*|) com variação de 4 temperaturas. Os resultados demonstram a viabilidade técnica da incorporação das fibras com comprimento de 38 e 50 mm (F1338 e F1350) para o melhoramento do módulo de rigidez aumento a resistência a fadiga, prolongando a vida do pavimento. No ensaio de rodeira esses mesmos comprimentos tiveram bons resultados, mas acrescenta-se também o tamanho de 25 mm, tendo assim essas amostras com bom desempenho a deformação permanente. Os ensaios de reologia foram realizados com uma gama maior de provetes, por conta da variação da percentagem (12, 14, 17 e 20%) juntamente com a variação do comprimento. No ensaio MSCR o melhor desempenho foi obtido com 17% e 50 mm, melhorando o desempenho na deformação permanente, no ensaio LAS obteve-se o melhor resultado em 17% com 25 mm, melhorando o desempenho da rigidez. No ensaio do Módulo de rigidez complexo (|G*|) o melhor desempenho para altas temperaturas foi obtido em 20% com 20 mm e para baixas temperaturas em 12% com 25 mm, proporcionando bons resultados para a deformação permanente e fendilhamento a fadiga.

Road infrastructure follows a system of great importance for the development of a country, as it opens up opportunities for displacement and connection between cities. As such, studies have been carried out to improve the performance of pavements in order to increase fatigue life and present less permanent deformations. For this reason, the use of fibers in the modification of bituminous mixtures and bituminous binders is of great importance to contribute to a greater diversity in the materials that can be used for this purpose and to generate research into the use of efficient and sustainable fibers. This study aims to evaluate the performance of bituminous mixtures and bituminous binders with the addition of synthetic fibers. Fibers in lengths of 20, 25, 38 and 50 mm and with 13% of type A fibers were used. The bituminous mixtures were carried out in the tests of stiffness modulus, fatigue cracking and permanent deformation. With the modified bitumen, the following rheology tests were carried out: Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR), Linear amplitude sweep (LAS) and Complex modulus stiffness (|G *|) with 4 temperature variations. The results demonstrate the technical feasibility of incorporating fibers with lengths of 38 and 50 mm (F1338 and F1350) to improve the stiffness modulus and increase fatigue resistance, prolonging the life of the pavement. No rounding tests of these same lengths had good results, but the size of 25 mm is also added, thus having these members with good performance in permanent deformation. The rheology tests were carried out with a wider range of specimens, due to the percentage variation (12, 14, 17 and 20%) together with the length variation. In the MSCR test the best performance was complemented with 17% and 50 mm, improving the performance in permanent deformation, in the LAS test the best result was obtained in 17% with 25 mm, better stiffness performance. In the Complex modulus stiffness test (|G *|) the best performance for high temperatures was obtained at 20% with 20 mm and at low temperatures by 12% with 25 mm, providing good results for permanent deformation and fatigue cracking.