Abstract Laterite gravels have been successfully adopted as pavement materials in the field. Despite that, they are often rejected in material selection processes because of its base on traditional gradation and consistency limits requirements. To allow a deeper evaluation of such material found abundantly in tropical countries, along to characterizing traditional parameters, repeated load triaxial tests were performed in a Laterite Gravel from Acre/Brazil to evaluate its elastic and plastic behavior through Resilient Modulus (RM) and Permanent Deformation (PD), respectively. In addition, a simulation was conducted in the MeDiNa software, based on the test results considering stress states that are usually applied in pavement layers. The material showed RM values higher than 500 MPa, which was considered high compared to materials such as Quartz and Granite. It was also observed low permanent deformation (below 1 mm for higher tensions applied) and accommodation of displacement (shakedown) for most specimens. The simulation results showed low rutting prediction for the Laterite Gravel applied in highway pavement layers. Thus, the results indicated that the lateritic gravel can be adopted in the composition of base or subbase layers of flexible pavements, even though some limits of the parameters specified by traditional specifications were violated, as expected. In addition, we also highlight the need for adoption of new material selection strategies that are based on key mechanical characteristics to avoid discarding potentially well performing materials.

RESUMO A deformação permanente nos revestimentos asfálticos constitui-se em um dos principais defeitos encontrados em pavimentos rodoviários e urbanos. Nesse contexto, estudos têm sido realizados sobre a contribuição da granulometria para minimizar esse tipo de problema. O trabalho em pauta avaliou a influência da estrutura mineral no desempenho mecânico, quanto: Índice de Densificação na Compactação, Índice de Densificação pelo Tráfego, Resistência à Tração por Compressão Diametral, Ensaio Uniaxial de Carga Repetida – Flow Number e Dano por Umidade Induzida. Pesquisaram-se duas misturas asfálticas. A primeira, composição referência, M0, habitualmente aplicada nos pavimentos manauaras e projetada segundo a metodologia Marshall. A segunda, a formulação proposta no presente estudo, M1, utilizou critérios mais atuais de dosagem, tais como: metodologia Superpave, Métodos Bailey e Faixa de Agregados Dominantes, fundamentada num forte esqueleto pétreo de graduação graúda, excluindo a areia natural presente na M0. Os resultados mostraram que a mistura asfáltica M1, relativa à composição asfáltica M0, alcançou melhor desempenho para vias com alto volume de tráfego e em condições severas, pois apresentaram deformações permanentes menores em relação a Mistura M0 comumente usadas nos pavimentos Urbanos.

ABSTRACT Asphalt mixtures rutting is one of the main distresses that can happen at road and urban pavements. In this context, researches have been carried out on the aggregate gradation contribution to reduce this type of problem. This paper evaluated the influence of the mineral structure on the mechanical performance, regarding: Compaction Densification Index, Traffic Densification Index, Diametral Compression Tensile Strength, Uniaxial Repeated Load Test, Flow Number; and Moisture Induced Damage. Two asphalt mixtures were investigated. The first, reference composition M0, usually applied to Manaus pavements and designed according to the Marshall methodology. The second (M1), which is the formulation proposed in the present study, used the most current dosage criteria, such as: Superpave methodology, Bailey Method and Dominant Aggregate Size Range model, based on a strong stone skeleton of coarse grade, excluding natural sand, present at M0. The results revealed that the asphalt mixture M1, relative to the asphalt composition M0, achieved better performance for roads with high traffic volume and under severe conditions, as they presented smaller permanent deformations in relation to M0 mixture commonly used in urban pavements.

RESUMEN No novo método brasileiro de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos, o MeDiNa, a caracterização da deformação permanente (DP) para a seleção dos solos e britas baseia-se em ensaios de 150.000 ciclos de carregamento para cada um dos nove corpos de prova indicados na norma do DNIT. Apesar de fornecer informações sobre o comportamento dos materiais em um amplo conjunto de condições de ensaio, o programa experimental relacionado a estas caracterizações de DP é demorado e acredita-se que pode ser otimizado. Este artigo avalia a influência do número de ciclos de aplicação de carga na caracterização dos materiais. Para tal, foram analisados sete materiais na umidade ótima, e um deles compactado também em condição acima da umidade ótima, totalizando oito conjuntos de dados. Análises estatísticas de regressão foram realizadas para identificar os parâmetros de um modelo de previsão para diferentes números de ciclos e os resultados de DP previstos para os diferentes materiais foram comparados. A partir destes resultados, foram realizadas simulações no programa MeDiNa para prever o desempenho dos materiais. Foram avaliados quatro diferentes valores de N, considerando 150.000 ciclos como a referência: descartando os 500 primeiros ciclos, mas considerando a DP acumulada neste intervalo; descartando os 500 primeiros ciclos e a DP acumulada neste intervalo; N final de 80.000; e N final de 100.000. Para os materiais analisados, não foram observadas diferenças significativas na previsão de DP, mesmo considerando ensaios com 50.000 ou 70.000 ciclos a menos do que os 150.000 ciclos exigidos em norma. Isso indica que, ainda que seja recomendada a caracterização seguindo procedimentos normatizados, o programa experimental da norma de DP vigente pode possivelmente ser significativamente otimizado a partir da redução do número de ciclos aplicados aos materiais nos ensaios de laboratório. Esta possibilidade deve ser analisada para cada material.

ABSTRACT In the new Brazilian mechanistic-empirical design method of asphalt pavements, MeDiNa, the characterization of permanent deformation (PD) for the selection of soils and gravel is based on tests performed with at least 150,000 loading cycles for each of the nine specimens indicated in the DNIT standard. Despite providing information about the material behavior under a wide range of testing conditions, the experimental program related to these PD characterizations is time consuming and it is believed that it can be optimized. This paper evaluates the influence of the number of loading cycle applications on the characterization of the materials. For this purpose, seven materials were analyzed at their optimum moisture content (OMC) and one of them was also compacted in a condition above the OMC, in a total of eight data sets. Statistical regression analyzes were performed to identify the parameters of the predictive model for different numbers of cycles and the PD predictions for the different materials were compared. From these results, simulations were performed in the MeDiNa software to predict the performance of the materials. Four different N values were evaluated, considering 150,000 cycles as reference: discarding the 500 first cycles, but considering the PD accumulated in that interval; discarding the 500 first cycles and considering the PD accumulated in that interval; final N of 80,000; and final N of 100,000. For the analyzed materials, no significant differences were observed in the PD prediction, even considering tests with 50,000 or 70,000 cycles less than the 150,000 cycles required in the standard. This indicates that, although characterization is recommended following standardized procedures, the experimental program of the current PD standard can possibly be significantly optimized by reducing the number of cycles applied to materials in laboratory tests. This possibility must be analyzed for each material.