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ACKNOWLEDGEMENTSPrimeiramente gostaria de agradecer aos meus pais Ng Chi Wai e Jussara Ng pelo apoio durante a minha formação acadêmica e por estarem presente mesmo estando longe. Os senhores sempre deram o devido valor para a nossa educação não medindo esforços para que tivéssemos uma boa formação. Serei eternamente grata pela dedicação de vocês. Amo vocês.Ao meu orientador, professor Adalberto Leandro Faxina, pelo enorme aprendizado durante o doutorado e pela orientação durante o desenvolvimento deste trabalho. Também a sua esposa Marcia Guidini Faxina e seu filho Ettore Guidini Faxina, por me acolherem como parte da família no período em que moramos em Austin, TX e pelos bons momentos que passamos juntos.As agências de fomento CNPq pela bolsa de doutorado (870343/1997-1) e a CAPES pela bolsa de doutorado sanduíche no exterior (BEX: 6394-15-9).Aos professores Glauco Tulio Pessa Fabbri e Verônica Castelo Branco pelas contribuições feitas no meu exame de qualificação.To Dr. Amit Bhasin for the opportunity to work in your research group at the University of Texas at Austin, US. I learned much more than I expected during the period that I worked with you. Thank you so much for your patience and for the opportunity. O processo de trincamento por fadiga ocorre devido ao carregamento dinâmico repetido do tráfego de veículos pesados. Este fenômeno tem o início por meio de microtrincas e se propaga por meio de duas condições: (i) após a ruptura adesiva, quando a trinca ocorre na interface entre agregado e mástique, e/ou (ii) após a ruptura coesiva, quando o processo de trincamento ocorre no mástique. Com base nesta interpretação para o trincamento por fadiga em mistura asfáltica, pesquisadores vêm usando matrizes de agregado fino (MAFs) para estimar o comportamento da mistura asfáltica completa quanto ao dano por fadiga. Boa correlação é observada entre as propriedades da MAF e da mistura asfáltica completa (MAC) em estudos relacionados ao dano por umidade, fadiga e deformação permanente. Com relação a resistência de pavimentos flexíveis, é importante avaliar o efeito do uso de ligantes asfálticos modificados e do envelhecimento do ligante nas propriedades da mistura asfáltica, uma vez que ligantes modificados podem melhorar o comportamento da mistura asfáltica quanto ao dano por fadiga, e o envelhecimento do ligante asfáltico pode enrijecer o material tornando-o mais frágil, reduzindo a vida de fadiga das misturas asfálticas. Levando em consideração as evidências apresentadas, este estudo tem por objetivo avaliar o efeito de ligantes asfálticos modificados e o nível de envelhecimento na vida de fadiga das MAFs, mástiques e ligantes asfálticos. Estas três escalas da mistura asfáltica completa foram compostas por quatro ligantes asfálticos (CAP 50/70, CAP+PPA, CAP+SBS e CAP+borracha) envelhecidos a curto e a longo prazo. As propriedades das três escalas quanto ao dano por fadiga foram avaliadas por meio dos conceitos da teoria do dano contínuo em meio viscoelástico (VECD), uma vez que esta teoria é capaz de prever o com...

A viscoelastic continuum damage (VECD) model, which accounts for the effects of rate-dependent damage growth, has been successfully applied to quantify the reduction in the material integrity as a function of damage accumulation (characteristic curve) of asphalt mixtures. This paper presents an overview of the fundamentals of the VECD model and its simplifications (S-VECD) applied to the damage characterization of asphalt mixtures. It also presents a laboratory study carried out to evaluate the effects of the addition of reclaimed asphalt pavements (RAP) and a new binder (PG 64-22 or PG 58-16) on the fatigue performance of fine aggregate matrices (FAMs), in which the S-VECD theory was applied to analyze the results. The addition of RAP increased the stiffness and reduced the relaxation rate, resulting in FAMs that were stiffer and more susceptible to damage at high strain levels. The FAMs’ fatigue factors (FFFAM) indicated that the increase in RAP from 20% to 40% decreased the fatigue life of the mixtures. A strict control of the mixture variables is required, since the intrinsic heterogeneity of asphalt mixtures can lead to different characteristic curves for the same material.

Fine aggregate matrix (FAM) has been regarded as a key constituent of asphalt mixtures. Although several design methods have been recently proposed to prepare FAM specimens that represent the materials contained within the asphalt concretes, the volumetric characteristics of FAM may not be uniformly distributed within samples compacted using devices such as the Superpave gyratory compactor (SGC). This can mislead the mechanical analyses conducted with testing specimens that are typically extracted from different locations of the compacted samples, as they can present varying volumetric characteristics. This study employs the advanced micro-computed tomography (CT) scan technique to evaluate the air void distribution within FAM specimens extracted from different locations of SGC samples compacted with distinct air void contents. Rheological tests are performed in a dynamic shear rheometer to determine the dynamic shear modulus of the testing specimens. A statistical analysis is conducted to evaluate potential correlations between the volumetric and the rheological characteristics of the FAMs and to identify locations within the SGC samples from which small cylindrical specimens with similar characteristics can be extracted and used for testing. The adoption of advanced techniques such as the CT scan is essential for the advancement of the knowledge on the complex characteristics of asphalt mixtures, and may facilitate the fabrication of FAMs that are more representative of those that comprise asphalt concretes, as well as allow the use of similar replicates in mechanical tests.

Primeiramente a Deus, por ter me dado força, paciência e perseverança nos momentos mais difíceis dessa jornada. À minha família, NG Chi Wai, Jussara NG e Marcelo Ka Hou NG, por sempre estarem presente na minha vida, mesmo distantes. Por entenderem que à três anos atrás o melhor a se fazer era dar continuidade aos meus estudos para o meu amadurecimento profissional e pessoal, por apoiarem essa decisão mesmo sendo tão dolorosa, pois seria a primeira vez que um de nós nos distanciaríamos. Sem o apoio de vocês nada disso seria possível. À minha orientadora Prof. Dra. Ana Paula Furlan, por todo o apoio que recebi no desenvolvimento desse projeto, por estar sempre presente em todas as etapas da pesquisa, e aos seus ensinamentos. E por fim, mas não menos importante, à sua amizade, pois em muitos momentos foi compreensiva, paciente e amiga. As minhas amigas Talita Caetano e Lígia Gesteira, pela nossa amizade verdadeira, fazendo com que os primeiros anos em São Carlos fossem os mais divertidos, e que mesmo distantes temos o apoio uma da outra. Aos meus colegas e amigos do STT, em especial à Joicy Poloni, Cassiano Augusto