Para determinação da vida de fadiga das misturas, as amostras foram submetidas a um nível de tensão que variou de 40 a 15% do valor da RT para as misturas escória 1 e convencional, e de 35% a 10% para a mistura escória 2. Esses resultados encontram-se de forma detalhada no Apêndice II.
A Tabela 4.15 exibe os resultados dos ensaios de vida de fadiga.
Tabela 4.15 - Número de aplicações e tensões obtidos nos ensaios de Vida de Fadiga.
Escória 2 Escória 1 Convencional
Nº de Aplicações (N) Diferença de Tensões (Mpa) Deformação Específica Resiliente (ε) Nº de Aplicações (N) Diferença de Tensões (Mpa) Deformação Específica Resiliente (ε) Nº de Aplicações (N) Diferença de Tensões (Mpa) Deformação Específica Resiliente (ε) 232 4,52 1,14E-04 552 3,7 9,22E-05 1205 3,7 8,96E-05 545 3,88 9,80E-05 1596 3,23 8,06E-05 2027 3,23 7,84E-05 880 3,23 8,17E-05 2093 2,77 6,91E-05 9932 2,77 6,72E-05 3170 2,58 6,54E-05 13734 2,31 5,76E-05 8752 2,31 5,60E-05 17180 1,94 4,90E-05 14908 1,85 4,61E-05 31076 1,85 4,48E-05 149217 1,29 3,27E-05 75204 1,39 3,46E-05 68188 1,39 3,36E-05
E o gráfico da Figura 4.24 ilustra as curvas de fadiga geradas para as três misturas ensaidas, em função da diferença de tensões.
Figura 4.24 – Gráfico da Vida de Fadiga das misturas ensaiadas, por diferença de tensões.
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A partir da Tabela 4.15, e do gráfico da Figura 4.24 observou-se que, para os baixos níveis de tensões (abaixo de 2,0 MPa), houve uma discreta diferença em que a mistura escória 2 tende a uma maior vida de fadiga do que as misturas escória 1 e convencional. A mistura escória 2, apresentou uma boa correlação do módulo de resiliência e a resistência à tração (MR/RT), o que, segundo Bernucci et al. (2008), indicaria que esta mistura teria maior vida de fadiga, sendo esse pressuposto comprovado no resultado do ensaio de vida de fadiga.
Para os altos níveis de diferenças de tensões (acima de 2,5 MPa), a mistura convencional passa a ter uma tendência a uma vida de fadiga maior em relação às demais. Ressaltando que, as ponderações sobre a vida de fadiga valem considerando a mesma estrutura das camadas inferiores.
Na Tabela 4.16, estão expressas as constantes (K1 e K2), o coeficiente de regressão linear (R2), bem como os modelos de fadiga obtidos para as curvas de fadiga, das misturas analisadas¸ destacando-se a relação entre a diferença de tensões aplicadas com a vida de fadiga.
Tabela 4.16 - Parâmetros das Curvas de Fadiga, analisados por diferença de tensões. Mistura Parâmetros Modelo de Fadiga K1 K2 R² E1 3,98E+05 -4,859 0,9541 N=3,98E+05(Δσ)-4,86 E2 5,07E+05 -5,178 0,9942 N=5,07E+05(Δσ)-5,18 C 3,26E+05 -4,108 0,9403 N=3,26E+05(Δσ)-4,11
O valor de K1 da mistura escória 2 apresentou o maior valor. Para as composições escória 1 e convencional, que foram submetidas aos mesmos níveis de tensões, foram apresentados valores de K1 bem próximos, o que indica que as vidas de fadiga dessas misturas são semelhantes.
A constante K2 que indica a inclinação da curva das misturas contendo escória de FeSiMn e da convencional exibiram valores próximos, demonstrando que as curvas de fadiga delas apresentam uma correspondência das declividades, que também foi verificada pela Figura
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4.24. A sensibilidade à fadiga é apontada por esta inclinação da reta no gráfico, isto é, quanto mais acentuada for a sua inclinação, maior é a sensibilidade à fadiga do material, e vice-versa. Na literatura, autores apontam valores deste coeficiente entre 1,58 até 7,1, conforme Monismith et al. (1990).
Considerando a análise em função das deformações específicas resilientes, o gráfico da Figura 4.25 ilustra as curvas de vida de fadiga geradas para as três misturas ensaidas.
Figura 4.25 - Gráfico da Vida de Fadiga das misturas ensaiadas, por deformação específica resiliente.
Observa-se pelo gráfico que as curvas, em relação a deformação específica resiliente, foram muito semelhantes, principalmente as das misturas de escória que ficaram quase sobrepostas.
Ainda, na Tabela 4.17, são expressas as mesmas constantes da análise anterior para as curvas de fadiga¸ no entanto, considera-se a relação entre as deformações específicas resilientes.
Nessa consideração, tem-se que a constante K1 e K2 apresentou o mesmo comportamento da análise feita por diferença de tensões, com os valores de K2 semelhantes e os de K1 variando entre as misturas.
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Tabela 4.17 - Parâmetros das Curvas de Fadiga, analisados por deformação específica resiliente.
Mistura Parâmetros Modelo de Fadiga
K1 K2 R²
E1 2,00E-17 -4,845 0,9536 N=2,00E-17(Δε)-4,85 E2 7,60E-19 -5,183 0,9943 N=7,60E-19(Δε)-5,18 C 4,00E-14 -4,095 0,9398 N=4,00E-14(Δε)-4,10
Estatisticamente, vale ressaltar que a qualidade do “ajuste” dos modelos de regressão linear empregados mostraram-se apropriados, em todos os casos, já que apresentaram valores de coeficiente de determinação (R2) superiores a 0,93%, sendo que quanto mais próximos a 1, menor é a dispersão dos pontos ensaiados em relação ao modelo, portanto, neste estudo, pelo menos 93% das variáveis dependentes, são explicadas pelos regressores presentes nos modelos.
É de suma importância enfatizar que as diferenças de tensões que ocorrem no pavimento dependem de sua estrutura como um todo e do valor de rigidez de cada camada, dessa forma, ao avaliar o desempenho à fadiga de misturas asfálticas, deve ser considerado para análise, todo o sistema de camadas constituintes do pavimento, e não apenas pela curva de fadiga gerada para a mistura asfáltica, como ressalta Medina e Motta (2005).
Muitos autores abordam que uma comparação direta entre curvas de fadiga não é praticável, devido aos módulos de resiliência das misturas serem diferentes, uma vez que é a sua viscoelasticidade que influencia na resistência ao fadigamento. Ressaltando que, a análise das curvas de fadiga não deve ser realizada de maneira simplória e direta sobre as curvas de diferença de tensões e deformação específica, conforme foi descrito nos parágrafos anteriores.
Isto posto, com a finalidade de melhor entender a vida de fadiga das misturas estudadas, realizou-se uma simulação de tempo de vida em um pavimento arbitrário contendo uma das misturas de escória comparadas a um pavimento tradicional de uma rodovia brasileira. Optou-se ainda, por fazer uma análise de tensões em duas estruturas hipotéticas que serão abordadas no Capítulo 5.
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