Avsluttende refleksjoner

4.2.1. Ensaio de determinação do módulo de rigidez

Os ensaios para a determinação do módulo de rigidez foram realizados para quatro amostras de cada tipo de revestimento, resultando num total de 16 vigas ensaiadas. Como resultado destes ensaios, estão representados nas Figuras 4.15 e 4.16 os valores do módulo de rigidez e do ângulo de fase a 20 ºC para cada tipo de mistura revestida em estudo, e para várias frequências.

Figura 4.15 – Variação do módulo de rigidez das várias misturas revestidas com a frequência.

Figura 4.16 – Variação do ângulo de fase das várias misturas revestidas com a frequência. Estes resultados conduziram à Tabela 4.4, onde estão representados os valores do módulo de rigidez e ângulo de fase para uma temperatura de 20 ºC e uma frequência de 8 Hz. Estes parâmetros constituem os valores de referência indicados na norma EN 13108-20 para a determinação do módulo de rigidez característico de uma mistura.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0.1 1 10 Mó du lo d e R ig id ez ( MP a) Frequência (Hz) L1 L2 L3 L4 0 10 20 30 40 50 0.1 1 10 Â ng ulo d e Fas e (º ) Frequência (Hz) L1 L2 L3 L4

Tabela 4.4 – Módulo de rigidez e ângulo de fase à frequência de 8 Hz.

Laje Módulo de rigidez (MPa) Ângulo de fase (º)

L1 5205 18,1

L2 5341 19,3

L3 6438 16,4

L4 2649 26,3

A análise da Tabela 4.4 e das Figuras 4.15 e 4.16 permite verificar que as misturas revestidas por resina epóxi (L3) possuem o maior módulo de rigidez. Associado a este valor elevado de módulo também está a presença de um ângulo de fase baixo, que se traduz numa maior resistência à deformação permanente e numa menor flexibilidade deste revestimento, o que é característico de um material mais rígido.

Relativamente às duas soluções dotadas de revestimento à base de resina de poliuretano é possível verificar que apresentaram uma evolução semelhante do módulo de rigidez e do ângulo de fase, ao longo das várias frequências. A utilização de uma resina um pouco mais flexível resultou num módulo de rigidez ligeiramente inferior em relação à laje L3 (epóxi), e num ângulo de fase mais alto, o que sugere um maior flexibilidade desta última solução.

O revestimento betuminoso surge como o material menos rígido, possuindo um valor de módulo bastante mais baixo em comparação aos restantes revestimentos. Além disso, apresenta o ângulo de fase mais elevado dos resultados obtidos. Estes valores sugerem que o revestimento betuminoso não contribuiu de forma alguma para o aumento da rigidez e para as propriedades mecânicas da base, devido à reduzida ligação proporcionada pela emulsão betuminosa.

4.2.2. Ensaio de avaliação da resistência à fadiga

No dimensionamento de um pavimento é fundamental garantir que, face ao seu tempo de vida útil, o número de ciclos atingido não provoque um fendilhamento acentuado dos materiais. Assim, e de forma a não prejudicar o desempenho dos pavimentos, a resistência à fadiga torna-se uma caraterística fundamental no estudo dos seus materiais constituintes.

A avaliação da resistência à fadiga é realizada através da determinação da lei de fadiga, que relaciona o número de ciclos (N) até ser atingida a rotura e o valor da extensão aplicada (Ԑ0).

Neste estudo, o ensaio à fadiga recaiu na compreensão da influência sobre resistência à fadiga da utilização de ligantes mais ou menos rígidos nos revestimentos. Assim, fez-se a análise do

da influência dos revestimentos na mistura betuminosa. Os vários ensaios conduziram aos resultados da Figura 4.17, onde são apresentadas as leis de fadigas para cada tipo de solução de revestimento estudada.

Figura 4.17 – Leis de fadiga das misturas revestidas em estudo.

A interpretação das leis de fadigas obtidas permite afirmar que a os materiais com resina de poliuretano (L1 e L2) apresentam maior resistência à fadiga do que os materiais constituídos por resina epóxi (L3), tal como previsto anteriormente na análise dos módulos de rigidez. A presença de um ligante mais rígido no revestimento com resina epóxi proporcionou que a laje L3 revelasse o pior comportamento à fadiga, comparativamente aos restantes materiais.

Num patamar intermédio, encontra-se o desempenho dos materiais das lajes L2 e L4. Apesar da resistência à fadiga dos materiais da laje L2 ser inferior à laje L1, ambos têm um bom desempenho, que resulta em especial do ligante utilizado. As diferenças podem estar associadas à utilização de uma espessura mais elevada e de agregados diferentes nas vigas da laje L1. Quanto à utilização da emulsão betuminosa como ligante no revestimento da laje L4, o desempenho à fadiga foi inadequado, o que confirma o mau desempenho desta solução. Por outro lado, as leis de fadiga também permitem a obtenção de outros parâmetros, essenciais para complementar a análise da resistência à fadiga. A esses parâmetros corresponde o número de ciclos para os quais a mistura suporta uma extensão de tração de 100×10-6 _(N

100), bem como

a extensão de tração associada a uma resistência à fadiga caraterizada por 1×106_{ciclos (Ԑ}

6), que

são apresentados na Tabela 4.5.

y = 3767.6x-0.231 y = 3009x-0.216 y = 2266.2x-0.203 y = 3435x-0.235 100 1000

1.00E+03 1.00E+04 1.00E+05 1.00E+06 1.00E+07

E xten são ( m icr o) Nº Ciclos L1 L2 L3 L4

Tabela 4.5 – Parâmetros resultantes das leis de fadiga.

Laje N100 E6 (micro) Módulo de rigidez (MPa)

L1 6,26×106 _{153,5 5205} L2 4,92×106 _{146,1 5341} L3 3,83×106 _{133,5 6438} L4 3,04×106 _{131,1 2649}

De acordo com os parâmetros obtidos, a mistura da laje L1 (revestida com resina de poliuretano) apresenta uma maior vida à fadiga, visto que para uma extensão de tração de 100×10-6 _é

necessário um maior número de ciclos para se atingir a rotura. Face à mistura com revestimento betuminoso, esta representa o dobro da vida à fadiga deste último, que é caraterizado pela vida à fadiga mais reduzida.

No que diz respeito aos outros materiais, pode-se verificar que mistura da laje L2 apresenta uma vida à fadiga mais baixa comparativamente à laje L1 (que usa o mesmo ligante no revestimento). Confirma-se que a utilização de uma resina mais flexível (L1 e L2) permitiu obter uma maior vida à fadiga, visto que o número de ciclos necessários para atingir a extensão de tração definida é mais elevada em relação à utilização de uma resina epóxi mais rígida (L3). 4.2.3. Ensaio de cântabro para avaliação da perda de partículas

O resultado do ensaio de cântabro aos provetes foi analisado sob duas formas: a medição da perda de massa ocorrida após a realização do ensaio e a avaliação visual dos provetes.

Em relação à avaliação visual, o efeito do ensaio foi analisado através da comparação do aspeto dos provetes antes e após a sua realização. O objetivo desta análise consiste em compreender as alterações provocadas no revestimento quando submetido a ações de choque, através do desgaste ocorrido, e de que forma é comprometida a aderência entre este e o material betuminoso de suporte.

Nas Figuras 4.18 a 4.21 pode-se observar o aspeto visual dos revestimentos, antes e após serem sujeitos aos esforços de abrasão descritos. De uma forma geral, nos revestimentos à base de resina a aderência com a base praticamente não é comprometida, ao contrário do revestimento superficial betuminoso que sofre um desgaste acentuado. Quando comparados os diferentes revestimentos à base de resina, o desgaste mais acentuado ocorre nos provetes constituídos por resina epóxi, talvez como resultado de um comportamento mais rígido e frágil.

Figura 4.18 – Aspeto dos provetes do revestimento RR1 de resina de poliuretano (laje L1), antes e após o ensaio na máquina de Los Angeles.

Figura 4.19 – Aspeto dos provetes do revestimento RR2 de resina de poliuretano (laje L2), antes e após o ensaio na máquina de Los Angeles.

Figura 4.20 – Aspeto dos provetes do revestimento RR3 de resina epóxi (laje L3), antes e após o ensaio na máquina de Los Angeles.

Figura 4.21 – Aspeto dos provetes do revestimento betuminoso (laje L4), antes e após o ensaio na máquina de Los Angeles.

Complementar à análise visual, na Figura 4.22 estão apresentados os resultados obtidos na medição da perda de massa dos provetes, que fundamentam a análise anterior. Ao contrário da perceção visual, que permite concentrar a análise apenas nos revestimentos, a determinação da perda de massa apenas proporciona uma compreensão global do provete, como se este se comportasse como um único material.

Figura 4.22 – Perda de massa dos provetes, após ensaio na máquina de Los Angeles. Com base na observação dos provetes, é possível afirmar que uma fatia da perda de massa é correspondente à mistura betuminosa de base. Assim, em termos quantitativos, não é possível diferenciar com exatidão a massa perdida correspondente a cada tipo de revestimento aplicado. No entanto, em termos médios pode-se afirmar que os provetes da laje L3 e L4 (resina epóxi e betuminoso) sofreram um desgaste superior aos das lajes L1 e L2 (resina de poliuretano).