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Type: Dissertação
Title: Análise do processo de autorregeneração de misturas asfálticas incorporadas com agentes rejuvenescedores encapsulados
Author: Neumann, Guilherme Pena
First Advisor: Marques, Geraldo Luciano de Oliveira
Referee Member: Pitanga, Heraldo Nunes
Referee Member: Carmo, Cássio Alberto Teoro do
Resumo: Diante das inúmeras patologias apresentadas nos pavimentos asfálticos, especificamente aquelas observadas na camada de revestimento, surge como alternativa para o fechamento das trincas originadas a partir da fissuração por fadiga, a incorporação de cápsulas contendo agentes rejuvenescedores nas misturas asfálticas. Este material é composto por um núcleo, geralmente oleoso, envolvido por uma membrana polimérica de alginato de sódio obtida a partir da reação de gelificação ionotrópica na presença de cloreto de cálcio. O processo de fechamento das trincas, denominado autorregeneração ou self-healing, ocorre a partir do momento em que a fissura presente no pavimento atinge a cápsula, possibilitando a liberação do óleo. O fenômeno restaura de forma parcial as propriedades mecânicas e promove a redução da viscosidade do ligante asfáltico, sendo que o mesmo é drenado através das trincas, iniciando assim, o processo de molhamento, para que por fim, a estrutura esteja contínua novamente. Diversos materiais e parâmetros têm sido estudados para avaliar a capacidade de autorregeneração. Dito isso, o objetivo deste estudo é avaliar a influência da adição de cápsulas nas misturas asfálticas, então foram estudados três tipos de misturas: a GI, de referência, a GII, contendo cápsulas de óleo de soja, e a GIII, contendo cápsulas de óleos residuais provenientes do processo de fritura na cozinha. Foram estudadas as propriedades mecânicas das misturas asfálticas, assim como o self-healing por meio de ensaios mecânicos de carregamento estático e dinâmico. Como forma de avaliar a influência da adição de cápsulas nas propriedades mecânicas das misturas asfálticas foram realizados quatro ensaios: Resistência à tração por compressão diametral, Módulo de resiliência, Vida de fadiga à tensão controlada e Deformação permanente no Creep estático. A avaliação da autorregeneração, ou seja, a recuperação da resistência mecânica da mistura, foi feita por meio da Autorregeneração com carregamento estático, Autorregeneração com carregamento dinâmico e Autorregeneração com carregamento estático via dois ciclos de carregamento/autorregeneração. Conforme análise estatística, a adição de cápsulas não afetou a resistência à tração e a deformação permanente, enquanto que reduziu o módulo de resiliência e a vida de fadiga. Em todos os ensaios de autorregeneração, de modo geral, tanto a mistura GII quanto a GIII apresentaram resultados satisfatórios quando comparadas à mistura de referência, sendo que a mistura com cápsulas de óleo de soja apresentou o melhor resultado. Nesse contexto, fica evidente que este método de autorregeneração é promissor para o incremento da vida útil dos revestimentos asfálticos.
Abstract: In view of the numerous distresses presented in asphalt pavements, specifically those observed in the coating layer, the incorporation of capsules containing rejuvenating agents in the asphalt mixtures appears as an alternative for the closure of cracks caused by fatigue. This material is composed of a nucleus, generally oily, surrounded by a polymeric membrane of sodium alginate obtained from the ionotropic gelling reaction in the presence of calcium chloride. The crack closure process, called self-healing, occurs from the moment the crack present in the pavement reaches the capsule, enabling the release of oil. The phenomenon partially restores the mechanical properties and promotes a reduction in the viscosity of the asphalt binder, which is drained through the cracks, thus initiating the wetting process, so that finally, the structure is continuous again. Several materials and parameters have been studied to assess the self-healing capacity. That said, the aim of this study is to evaluate the influence of the addition of capsules on asphalt mixtures, so three types of mixtures were studied: the GI, reference, the GII, containing soybean oil capsules, and the GIII, containing capsules of residual oils from the frying process in the kitchen. The mechanical properties of the asphalt mixtures were studied, as well as the self-healing through mechanical tests of static and dynamic loading. In order to evaluate the influence of the addition of capsules on the mechanical properties of asphalt mixtures, four tests were carried out: Indirect tensile strength, Resilient modulus, fatigue life and Permanent deformation in static Creep. The evaluation of self-healing, that is, the recovery of the mechanical strength of the mixture, was carried out by means of Self-healing with static loading, Self-healing with dynamic loading and Self-healing with static loading via two cycles of loading/ healing. According to statistical analysis, the addition of capsules did not affect the tensile strength and permanent deformation, while it reduced the resilient modulus and fatigue life. In all self-healing tests, in general, both the GII and GIII mixtures showed positive results when compared to the reference mixture, with the mixture with soybean oil capsules showing the best result. In this context, it is evident this self-healing method is promising for increasing the useful life of asphalt coatings.
Keywords: Misturas asfálticas
Trincas
Autorregeneração
Cápsulas de alginato
Asphalt mixtures
Cracks
Self-healing
Alginate capsules
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil (PEC)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13523
Issue Date: 20-Sep-2021
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil (Dissertações)



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