CRACK Modeling Of Asphalt Mixtures Using Nonlinear Viscoelastic Cohesive Zone (nvcz) To Assess The Influence Of Different Filleres In The Material´s Fracture Resistance

Nome: Julia Amaral Rodrigues
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 22/08/2018
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Jamilla Emi Sudo Lutif Teixeira Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Flavio Vasconcelos de Souza Examinador Externo
Jamilla Emi Sudo Lutif Teixeira Orientador
Patrício José Moreira Pires Examinador Interno
Yong-Rak Kim Examinador Externo

Resumo: Modelos numéricos micromecânicos tornaram-se uma ferramenta importante para previsão do
comportamento de compósitos, dadas as suas inúmeras vantagens em comparação com
abordagens analíticas, semi-empíricas e/ou totalmente experimentais. Desta forma, este
estudo apresenta um modelo numérico computacional para prever o comportamento de
compósitos betuminosos considerando seu comportamento viscoelástico e resistência à fratura
com base em modelo de zona coesiva viscoelástica não linear (ZCNV). O modelo ZCNV é
capaz de prever todo o processo de fratura, desde a nucleação, iniciação e propagação da
trinca na microestrutura da mistura asfáltica. Para validar o modelo, duas misturas de MAF
(matriz asfáltica de finos) contendo diferentes fillers (cal hidratada e escória de aciaria) foram
avaliadas experimentalmente e os resultados experimentais comparados com os resultados
numéricos. As propriedades viscoelástricas lineares das MAF’s e os parâmetros de fratura
necessários para a modelagem numérica foram obtidos experimentalmente. As propriedades
viscoelásticas lineares foram obtidas através da realização de testes de varredura de
frequência e os parâmetros de fratura requeridos foram obtidos por um procedimento de
calibração numérica experimental usando testes de laboratório de flexão semicircular (SCB)
acoplados a simulações numéricas de elementos finitos. Para validar o modelo, foram
realizados ensaios laboratoriais de tração indireta (TI) e os resultados foram comparados com
resultados numéricos para o mesmo ensaio com as mesmas condições de contorno. Os
resultados da modelagem numérica foram compatíveis com os resultados dos testes
laboratoriais. Os resultados desta pesquisa implicam que o modelo ZCNV é eficiente para
avaliar a influência da adição de diferentes materiais em matrizes asfálticas com relação a
resistência à fratura sendo, portanto, uma importante ferramenta para auxiliar na análise da
influência de materiais no comportamento de misturas asfálticas, trazendo economias
significativas em custo e tempo.

Palavras-chave: Materiais betuminosos, Fratura, Viscoelasticidade, Zona Coesiva

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