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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL ESTUDOS PRELIMINARES DE MISTURA ASFÁLTICA DO TIPO CBUQ ESTOCÁVEL PRA USO EM PAVIMENTAÇÃO NO ESTADO DE GOIÁS ALÉXIA GRASSURI BARRETO DE OLIVEIRA GOIÂNIA 2017

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS

    ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

    CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

    ESTUDOS PRELIMINARES DE MISTURA ASFLTICA DO TIPO CBUQ ESTOCVEL PRA

    USO EM PAVIMENTAO NO ESTADO DE GOIS

    ALXIA GRASSURI BARRETO DE OLIVEIRA

    GOINIA

    2017

  • ALXIA GRASSURI BARRETO DE OLIVEIRA

    ESTUDOS PRELIMINARES DE MISTURA ASFLTICA DO TIPO CBUQ ESTOCVEL PRA

    USO EM PAVIMENTAO NO ESTADO DE GOIS

    Trabalho de concluso de curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Gois como parte dos requisitos para obteno do ttulo de Engenheiro Civil.

    Orientador: Prof. Dr. Joo Paulo Souza Silva

    GOINIA 2017

  • A. G. B. de Oliveira Resumo

    RESUMO

    A predominncia do transporte rodovirio na matriz de transportes brasileira, a m qualidade

    da infraestrutura rodoviria brasileira constatada nos ltimos anos e os impactos

    socioambientais da mistura asfltica mais usada no Brasil, o Concreto Betuminoso Usinado a

    Quente - CBUQ, evidenciam a necessidade do estudo de novo materiais de construo para

    fins de pavimentao. Este trabalho de graduao prope, portanto, o estudo de uma mistura

    asfltica do tipo CBUQ estocvel, uma novo tipo de revestimento asfltico ainda pouco

    estudado que se prope a ser aplicado frio graas adio de um composto retardador de

    pega a sua mistura. A mistura estudada foi denominada Amostra A e obteve os seguintes

    resultados: teor de ligante igual a 6,60%; faixa granulomtrica enquadrada na faixa C do

    Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte - DNIT; pH bsico; densidade da

    mistura igual a 2,531 g/cm. Para os ensaios mecnicos, estabeleceu-se trs grupos de

    estudo, sendo eles: moldados a 60C; moldados a frio com tempo de cura de 7 dias, e;

    moldados a frio sem tempo de cura. Os resultados dos ensaios mecnicos mostraram que o

    grupo moldado 60C apresenta parmetros superiores aos demais, sendo o pior deles o

    grupo sem tempo de cura. Apesar da constatao da superioridade de alguns grupos com

    relao a outros, nenhum dos grupos atenderam aos parmetros estabelecidos pela norma

    DNIT 031/2006, referente ao concreto asfltico convencional.

    Palavras-chave: Concreto asfltico estocvel. Propriedades mecnicas. Propriedades

    Fsicas.

  • A. G. B. de Oliveira Lista de Figuras

    LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1 Mistura asfltica densa do tipo CBUQ..................................................................15

    Figura 2.2 (a) Corpo de prova de CPA produzido em laboratrio; (b) Diferena entre faixa

    de trfego com e sem CPA, na Estrada do Coco, Bahia (OLIVEIRA, 2003).............................16

    Figura 2.3 Esqueleto mineral do SMA (MOURO, 2003).....................................................16

    Figura 2.4 Mistura asfltica do tipo AAUQ............................................................................17

    Figura 2.5 Lama Asfltica sendo aplicada em Porto Nacional TO (ALMEIDA,

    2014).......................................................................................................................................19

    Figura 2.6 - Aplicao do MRAF (ALMEIDA, 2014).................................................................20

    Figura 2.7 Aplicao do CAE em Minas Gerais (SETCEMG, 2016)......................................23

    Figura 2.8 Ensaio de estabilidade e fluncia Marshall (BERNUCCI et al., 2006)..................26

    Figura 2.9 - Equipamento do ensaio de Resistncia Trao por compresso diametral: (a)

    Viso geral do equipamento; (b) Ruptura de um corpo de prova.............................................27

    Figura 2.10 Ensaio de vida de fadiga em andamento (SILVA, 2011)....................................28

    Figura 3.1 Local e recipiente de armazenamento da Amostra A.........................................29

    Figura 3.2 Amostra A sendo desagregada em seu local de armazenamento.....................30

    Figura 3.3 Agregados obtidos por meio da extrao de ligante.............................................30

    Figura 3.4 Primeira etapa do quarteamento..........................................................................31

    Figura 3.5 Segunda etapa do quarteamento.........................................................................32

    Figura 3.6 Equipamento manual Rotarex.............................................................................33

    Figura 3.7 - Pesagem de uma das amostra usada no ensaio de extrao de ligante para

    verificao da constncia peso...............................................................................................33

    Figura 3.8 - Peneiramento de uma das amostras usadas no ensaio de anlise

    granulomtrica........................................................................................................................35

  • Figura 3.9 Planilha usada para calcular os percentuais granulomtricos. Fonte: LabGeo -

    UFG........................................................................................................................................35

    Figura 3.10 - Leitura do pH......................................................................................................36

    Figura 3.11 Aparelhagem usada no Rice Test......................................................................37

    Figura 3.12 (a) Molde preparado para receber a amostra; (b) Molde com a amostra; (c)

    Amostra pronta para compactar..............................................................................................39

    Figura 3.13 Compactao Marshall com equipamento manual............................................39

    Figura 3.14 Extrao do corpo de prova...............................................................................40

    Figura 3.15 (a) Corpo de prova sendo envolvido em fita adesiva; (b) Corpo de prova

    totalmente envolvido em fita adesiva.......................................................................................42

    Figura 3.16 Pesagem do corpo de prova envolto em fita adesiva.........................................42

    Figura 3.17 Aplicao de parafina no corpo de prova envolto em fita adesiva.......................42

    Figura 3.18 Pesagem do corpo de prova submerso em gua...............................................43

    Figura 3.19 Corpo de prova posicionado na prensa para realizao do ensaio de resistncia

    trao por compresso diametral.........................................................................................45

    Figura 3.20 (a) Viso externa do equipamento usado para o banho-maria; (b) Corpo de prova

    colocado dentro do banho-maria.............................................................................................46

    Figura 3.21 Corpo de prova sendo posicionado no molde de compresso...........................46

    Figura 3.22 Ensaio de estabilidade e fluncia em andamento..............................................47

    Figura 3.23 Corpo de prova sendo posicionado no quadro suporte......................................48

    Figura 3.24 Preparao para o posicionamento do pisto de carga......................................48

    Figura 4.1 - Curva granulomtrica da amostra 1......................................................................51

    Figura 4.2 - Volume de vazios (%) segundo o grupo................................................................54

    Figura 4.3 - Relao Betume/Vazios (%) da Amostra A........................................................56

  • Figura 4.4 - Resistncia trao por compresso diametral segundo o grupo

    pertencente.............................................................................................................................57

    Figura 4.5 - Resistncia trao por compresso diametral: comparao com as amostra de

    Santana (2016).......................................................................................................................58

    Figura 4.6 - Resistncia trao por compresso diametral: comparao com valor mnimo

    para uma CPA.........................................................................................................................58

    Figura 4.7 - Estabilidade Marshall por Grupo...........................................................................60

    Figura 4.8 - Estabilidade Marshall: comparao com as amostra de Santana (2016)..............60

    Figura 4.9 - (a) Corpo de prova rompido na prensa; (b) Corpo de prova rompido no quadro

    suporte; (c) Viso geral do corpo de prova rompido.................................................................61

  • A. G. B. de Oliveira Lista de Tabelas

    LISTA DE TABELAS

    Tabela 4.1 - Resultado do Teor de Ligante da Amostra A........................................................50

    Tabela 4.2 - Percentuais passantes das amostra 1, 2 e 3 e limites da Faixa C.........................51

    Tabela 4.3 - pH das amostra 1,2 e 3........................................................................................52

    Tabela 4.4 - Densidade da mistura asfltica............................................................................52

    Tabela 4.5 - Densidade aparente dos corpos de prova............................................................53

    Tabela 4.6 - Volume de Vazios................................................................................................54

    Tabela 4.7 - Volume de Vazios com Betume (%).....................................................................55

    Tabela 4.8 - Volume de vazios nos agregados minerais (%)....................................................55

    Tabela 4.9 - Relao betume/vazios (%) da Amostra A........................................................56

    Tabela 4.10 - Resistncia trao por compresso diametral................................................57

    Tabela 4.11 - Estabilidade e fluncia dos corpos de prova......................................................59

  • A. G. B. de Oliveira Lista de Abreviaturas e Siglas

    LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

    AAUQ - Areia asfalto usinada a quente

    AGETOP - Agncia Goiana de Transportes e Obras

    CAE - Concreto Asfltico Estocvel

    CBUQ - Concreto Betuminoso Usinado a Quente

    CPA - Camada porosa de atrito

    DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

    LA - Lama asfltica

    MRAF - Microrreventimento asfltico

    PMF - Pr-misturado a frio

    SETCEMG - Sindicato das Empresas de Transportes de Cargas do Estado de Minas

    Gerais

    SMA - Stone Matrix Asphalt

    SNV - Sistema Nacional de Viao

  • SUMRIO

    1 INTRODUO ............................................................................................................. 12

    1.1 APRESENTAO DO PROBLEMA ..................................................................... 12

    1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 13

    1.3 OBJETIVOS .......................................................................................................... 13

    1.3.1 Geral .............................................................................................................. 13

    1.3.2 Especficos ................................................................................................... 13

    2 REVISO BIBLIOGRFICA ........................................................................................ 14

    2.1 REVESTIMENTOS ASFLTICOS ........................................................................ 14

    2.1.1 Revestimentos Asflticos Usinados a Quente ........................................... 14

    2.1.1.1 Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) ................................... 14

    2.1.1.2 Camada Porosa de Atrito (CPA) .............................................................. 15

    2.1.1.3 Stone Matrix Asphalt (SMA) ..................................................................... 16

    2.1.1.4 Areia Asfalto Usinada a Quente (AAUQ) ................................................. 17

    2.1.2 Revestimentos Asflticos Usinados a Frio ................................................. 18

    2.1.2.1 Pr-misturados a Frio (PMF) ................................................................... 18

    2.1.2.2 Lama Asfltica (LA) ................................................................................. 19

    2.1.2.3 Microrrevestimento Asfltico (MRAF) ...................................................... 20

    2.1.3 Revestimentos Asflticos Mornos .............................................................. 20

    2.1.3.1 Revestimentos Asflticos Mornos com Espuma do Asfalto ...................... 21

    2.1.3.2 Revestimentos Asflticos Mornos com Aditivos Orgnicos ...................... 21

    2.1.3.3 Revestimentos Asflticos Mornos com Aditivos Surfactantes .................. 21

    2.1.4 Concreto Betuminoso Usinado a Quente Estocvel .............................. 22

    2.2 DOSAGEM DE MISTURAS ASFLTICAS ........................................................... 23

    2.2.1 Dosagem Marshall ........................................................................................ 24

    2.2.2 Dosagem Superpave .................................................................................... 25

    2.3 AVALIAO MECNICA DE MISTURAS ASFLTICAS EM LABORATRIO ... 25

    2.3.1 Ensaio Marshall ............................................................................................ 26

  • 2.3.1.1 Estabilidade e Fluncia ............................................................................ 26

    2.3.1.2 Resistncia Trao por Compresso Diametral .................................... 26

    2.3.2 Superpave ..................................................................................................... 27

    2.3.2.1 Vida de Fadiga ........................................................................................ 27

    2.3.2.2 Mdulo de Resilincia .............................................................................. 28

    3 MATERIAIS E MTODOS ........................................................................................... 29

    3.1 MATERIAIS ........................................................................................................... 29

    3.1.1 Mistura Asfltica ........................................................................................... 29

    3.1.2 Agregado Mineral ......................................................................................... 30

    3.2 MTODOS ............................................................................................................ 31

    3.2.1 Separao das Amostras ............................................................................. 31

    3.2.2 Ensaios Fsicos ............................................................................................ 32

    3.2.2.1 Extrao do Ligante - Mtodo Rotarex .................................................... 32

    3.2.2.2 Anlise Granulomtrica ........................................................................... 34

    3.2.2.3 Potencial hidrogeninico (pH) da massa asfltica .................................... 36

    3.2.2.4 Densidade da Mistura (Rice Test) ............................................................ 37

    3.2.3 Moldagem dos Corpos de Prova ................................................................. 38

    3.2.4 Parmetros Volumtricos dos Corpos de Prova ........................................ 41

    3.2.4.1.1 Densidade Aparente dos Corpos de Prova ........................................... 41

    3.2.4.1.2 Volume de Vazios (Vv) (%) ................................................................... 43

    3.2.4.1.3 Volume de Vazios com Betume (VCB) ................................................. 43

    3.2.4.1.4 Volume de Vazios nos Agregados Minerais (VAM) .............................. 44

    3.2.4.1.5 Relao Betume/Vazios (RBV) ............................................................. 44

    3.2.5 Ensaios Mecnicos ....................................................................................... 44

    3.2.5.1 Resistncia Trao por Compresso Diametral .................................... 44

    3.2.5.2 Estabilidade e Fluncia Marshall ............................................................. 46

    3.2.5.3 Mdulo de Resilincia .............................................................................. 47

    4 RESULTADOS E DISCUSSES ................................................................................. 50

    4.1 Teor de Ligante - Mtodo Rotarex ...................................................................... 50

  • 4.2 Anlise Granulomtrica ....................................................................................... 50

    4.3 Potencial Hidrogeninico (pH) da Massa Asfltica ........................................... 52

    4.4 Densidade da Mistura (Rice Test) ....................................................................... 52

    4.5 Parmetros Volumtricos ................................................................................... 53

    4.5.1 Densidade Aparente dos Corpos de Prova ................................................. 53

    4.5.2 Volume de Vazios ......................................................................................... 53

    4.5.3 Volume de Vazios com Betume ................................................................... 55

    4.5.4 Volume de Vazios nos Agregados Minerais ............................................... 55

    4.5.5 Relao Betume/Vazios................................................................................ 56

    4.6 Resistncia Trao por Compresso Diametral ............................................. 56

    4.7 Estabilidade e Fluncia ....................................................................................... 59

    4.8 Mdulo de Resilincia ......................................................................................... 61

    5 CONSIDERAES FINAIS ......................................................................................... 63

    5.1 CONCLUSES ..................................................................................................... 63

    5.2 SUGESTES PARA PESQUISAS FUTURAS ...................................................... 64

    REFERNCIAS ................................................................................................................... 65

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel _ 12

    A. G. B. de Oliveira

    1 INTRODUO

    A seguir sero apresentados o problema envolvido nesta pesquisa, assim como sua

    justificativa e objetivos.

    1.1 APRESENTAO DO PROBLEMA

    Devido a grandes investimentos na malha rodoviria na dcada de 30 e, posteriormente,

    chegada da indstria automobilstica nos anos 50 e 60, o transporte do Brasil tornou-se

    predominantemente rodovirio, correspondendo a cerca de 61,1% da matriz de transporte de

    cargas e 95,0 % da matriz de transporte de passageiros (CNT, 2016).

    Em contrapartida, segundo dados do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

    (DNIT) por meio do Sistema Nacional de Viao (SNV), em 2014, o Brasil contava com

    aproximadamente 1,7 milhes de quilmetros de rodovias (incluindo municipais, estaduais e

    federais), dos quais apenas 12,1% encontravam-se pavimentadas (DNIT, 2014).Dessa forma,

    o panorama apresentado mostra a expressiva participao da malha rodoviria no cenrio do

    transporte brasileiro em oposio s ms condies apresentadas de tal malha.

    Nesse contexto, o surgimento de novas tecnologias em materiais para pavimentao pode

    contribuir para que o processo de otimizao das rodovias brasileiras se d de maneira mais

    rpida, visto o quo atrasado o Brasil se encontra em comparao com outros pases.

    Segundo Relatrio Global de Competitividade (The Global Competitiveness Report),

    publicado pelo Frum Econmico Mundial (World Economic Forum) o Brasil ocupa a 111

    posio entre 138 pases analisados no quesito Qualidade da Infraestrutura Rodoviria (WEF,

    2016).

    Dentre as inovaes nos materiais de pavimentao j presentes no mercado, encontra-se o

    Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) Estocvel, tambm conhecido como

    Concreto Asfltico Estocvel (CAE). Tal material originrio do CBUQ convencional

    adicionado de um composto qumico retardador de pega que pode gerar diversas facilidades

    com relao ao CBUQ Convencional, tais como: armazenamento, reduo da emisso de

    poluentes, melhoria do ambiente de trabalho, dentre outros. Essas vantagens foram

    relacionadas por Prowell e Hurley (2007) quando se referiram s misturas asflticas mornas

    e, entendo que assim como tais misturas o CAE pode reduzir o uso de altas temperaturas em

    seu processo de aplicao e/ou produo, podem tambm ser aplicveis ao CAE.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel _ 13

    A. G. B. de Oliveira

    Por se tratar de um material ainda novo no mercado, no existem muitos estudos a respeito

    do CAE. Recentemente, Santana (2016) estudou propriedades fsicas e mecnicas de duas

    amostras desse material e obteve resultados desfavorveis ao uso do CAE.

    Dessa forma, esta pesquisa visa analisar comparativamente o CBUQ estocvel, CAE, com o

    CBUQ convencional, de acordo com os limites estabelecidos por norma ou recomendados na

    literatura, por meio de ensaios fsicos e mecnicos. Alm disso, alguns dos resultados obtidos

    tambm sero comparados aos obtidos por Santana (2016) a fim de observar se eles se

    relacionam.

    1.2 JUSTIFICATIVA

    A presente pesquisa faz parte do projeto denominado Estudo de mistura asfltica do tipo

    CBUQ Estocvel para uso em pavimentao no Estado de Gois, cujo o objetivo final

    subsidiar a construo de uma Especificao Tcnica referente ao CBUQ Estocvel para

    nortear os rgos rodovirios no mbito do Estado de Gois. Dessa forma, este estudo e os

    demais que podero surgir, trar importantes informaes acerca da utilizao do material

    para as condies locais.

    1.3 OBJETIVOS

    A seguir, sero descritos os objetivos geral e especficos desta pesquisa.

    1.3.1 Geral

    O presente projeto de pesquisa tem como objetivo avaliar em laboratrio uma mistura

    asflticas do tipo CAE, aqui chamada de Amostra A, produzida por empresa annima e

    cedidas pela AGETOP (Agncia Goiana de Transportes e Obras), analisando o material que

    a compe e seu desempenho quando submetida a ensaios laboratoriais especficos para

    misturas asflticas.

    1.3.2 Especficos

    Caracterizar a mistura do tipo CAE denominada Amostra A, produzida por empresa

    annima e fornecidas pela AGETOP, por meio de ensaios fsicos;

    Analisar a mecanicamente a Amostra A;

    Verificar a compatibilidade dos resultados obtidos com os valores permitidos pela

    norma que especifica o Concreto Asfltico (CA) - DNIT 031/2006 - ES.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 14

    A. G. B. de Oliveira

    2 REVISO BIBLIOGRFICA

    A fim de conhecer melhor outros tipos de revestimentos asflticos antes de lidar com um

    bastante novo e pouco conhecido, a seguir, sero revisados diversos tipos de revestimentos

    asflticos amplamente estudados em diversos pases. Alm disso, sero abordadas

    metodologias de dosagem e avaliao mecnica de misturas asflticas.

    2.1 REVESTIMENTOS ASFLTICOS

    Segundo Bernucci et al. (2008), pavimentos asflticos so aqueles em que o revestimento

    constitudo de agregados e ligantes asflticos. Por sua vez, o revestimento asfltico a

    camada superior cuja funo resistir e transmitir as aes do trfego s camadas inferiores.

    Outras funes do revestimento so impermeabilizar e melhorar o conforto e a segurana dos

    usurios da via.

    A seguir so apresentados diferentes tipos de revestimentos asflticos e suas diferentes

    caractersticas e campos de aplicao categorizados segundo suas temperaturas de

    usinagem e/ou aplicao.

    2.1.1 Revestimentos Asflticos Usinados a Quente

    Os revestimentos usinados a quente so produzidos aquecendo tanto o ligante asfltico,

    quanto os agregados minerais adicionados na mistura. Alm disso, o processo de usinagem

    feito, em geral, em temperaturas bastante elevadas, na ordem de 150C a 180C (ASPHALT

    INSTITUTE, 20071 apud MOTTA, 2011).

    Outra importante caracterstica dos revestimentos a quente que eles no podem ser

    aplicados em dias de chuva e nem mesmo em temperaturas inferiores a 10C. Tal restrio

    prevista nas normas de cada um dos revestimentos descritos a seguir.

    2.1.1.1 Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ)

    O concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), tambm chamado de concreto asfltico

    (CA), um dos tipos de misturas usinadas a quente mais utilizadas no Brasil (BERNUCCI et

    al., 2008) e pode ser definida como uma mistura composta de agregados bem-graduados,

    material de enchimento (filer) - se preciso, e cimento asfltico, espalhada e compactada a

    1 ASPHALT INSTITUTE. The Asphalt Handbook. MS-4. 7 edio. Asphalt Intitute, 2007.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 15

    A. G. B. de Oliveira

    quente (DNIT 031/2006 - ES). A Figura 2.1, exemplifica a distribuio granulomtrica na

    massa asfltica e como a mistura altamente densa.

    Figura 2.1 Mistura asfltica densa do tipo CBUQ. Fonte: a autora.

    .

    Ainda segundo o DNIT (2006), para que o ligante possa envolver os agregados, necessrio

    que ambos sejam aquecidos, chegando aos valores de viscosidade especificados em norma.

    Para tanto, as temperaturas variam entre 107C e 177C, em funo do tipo de ligante usado.

    Os usos do CBUQ variam de acordo com trs diferentes faixas granulomtricas dos

    agregados (A, B e C), podendo, ento, ser utilizado como camada de ligao ou camada de

    rolamento.

    O CBUQ , entretanto, muito sensvel variaes no teor de ligante, podendo ser deformado

    permanentemente ou ter sua macrotextura superficial fechada em funo de um pequeno

    acrscimo de ligante. No entanto, possvel reduzir tal sensibilidade e tornar o CBUQ mais

    durvel e resistente trocando o ligante convencional por ligante modificado por polmero

    (DNER-ES 385/99) ou por asfalto-borracha (DNIT 112/2009- ES) (BERNUCCI et al., 2008).

    2.1.1.2 Camada Porosa de Atrito (CPA)

    A camada porosa de atrito (CPA) uma mistura asfltica com caractersticas que permitem

    importantes melhorias no trfego de veculos em dias chuvosos, entre elas: diminuio da

    lmina dgua na superfcie de rolamento; reduo das distncias de frenagem; reduo da

    reflexo da luz dos faris na pista e; diminuio do efeito spray de gua oriundo dos pneus

    dos veculos, possibilitando uma maior distncia de visibilidade (BERNUCCI et al., 2008).

    Essas caractersticas esto relacionadas a uma propriedade marcante do CPA: sua grande

    porcentagem de vazios, entre 18 e 25% (DNER-ES 386/99), tornando-o um revestimento

    asfltico drenante, como pode ser visto na Figura 2.2(b). Por esse motivo, para evitar danos

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 16

    A. G. B. de Oliveira

    estrutura do pavimento devido entrada de gua, a camada inferior CPA deve ser

    obrigatoriamente impermevel, como por exemplo um Tratamento Superficial ou mesmo a

    colocao de um CBUQ (BERNUCCI et al., 2008).

    Figura 2.2 (a) Corpo de prova de Camada Porosa de Atrito produzido em laboratrio; (b) Diferena entre faixa

    de trfego com e sem CPA, na Estrada do Coco, Bahia. Fonte: OLIVEIRA (2003). Adaptada pela autora.

    2.1.1.3 Stone Matrix Asphalt (SMA)

    Segundo Mouro (2003), o Stone Matrix Asphalt (SMA) uma mistura asfltica a quente de

    graduao descontnua e densa, com uma grande proporo de agregado grado, concebida

    para aumentar a interao entre materiais.

    Por possuir tal graduao descontnua, os agregados grados do SMA apresentam grande

    volume de vazios entre si, que, ento, so preenchidos por um mstique asfltico, formado

    por areia, fler, fibras e ligante asfltico. Dessa forma, diferentemente do CPA, o SMA tende a

    ser um revestimento impermevel, podendo, portanto, ser empregado como camada de

    rolamento ou de ligao (BERNUCCI et al., 2008). A Figura 2.3 exemplifica como o

    esqueleto mineral do SMA.

    Figura 2.3 Esqueleto mineral do SMA. Fonte: MOURO (2003). Adaptada pela autora.

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    A. G. B. de Oliveira

    Quanto as suas caractersticas de desempenho, assim como o CPA, o SMA apresenta boa

    resistncia a derrapagem, eficiente drenabilidade superficial, reduo do rudo ao rolamento,

    reduo da reflexo da luz dos faris e da aquaplanagem. Tais caratersticas esto

    relacionadas formao de uma macrotextura superficial bastante rugosa proveniente da

    grande proporo de agregados grados j citada (MOURO, 2003).

    2.1.1.4 Areia Asfalto Usinada a Quente (AAUQ)

    A areia asfalto usinada a quente (AAUQ) (Figura 2.4) uma mistura que, diferente das demais

    j mencionadas, no possui agregado grado em sua composio, mas apenas agregado

    mido, em geral areia. Alm desta, possui tambm ligante em maior quantidade que os

    CBUQs convencionais (entre 6,0 e 12,0%), uma vez que sua superfcie especfica tambm

    maior (BERNUCCI et al., 2008).

    Figura 2.4 Mistura asfltica do tipo AAUQ. Fonte: a autora.

    A AAUQ vem sendo utilizada em locais que no dispem de jazidas de agregado grado para

    pavimentao. No entanto, as misturas AAUQ so consideradas inferiores ao CBUQ,

    apresentando baixo desempenho trao e deformao permanente, alm de falta de

    aderncia pneu/pavimento em pista molhada. Alm disso, uma modalidade comumente

    empregada como revestimento, embora seja usada ainda em servios de regularizao ou

    nivelamento (ALDIGUERI, BERNUCCI, 2002).

    A sistemtica a ser empregada na fabricao das misturas do tipo AAUQs especificada pela

    norma DNIT 032/2005 - ES. Atravs da especificao DNER-ES 387/99, tambm possvel

    utilizar asfaltos modificados por polmeros nas AAUQs.

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    A. G. B. de Oliveira

    2.1.2 Revestimentos Asflticos Usinados a Frio

    Segundo Motta (2011), h uma predominncia dos revestimentos a quente em relao aos

    revestimentos a frio por se acreditar que estes no podem ser to resistentes quanto aqueles.

    Dessa forma, os revestimentos a frio so normalmente utilizados em vias de baixo trfego ou

    para tratamento da superfcie de rolamento (BERNUCCI et al., 2008).

    A seguir, so apresentados os revestimentos a frio normalizados pelo Departamento Nacional

    de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Vale ressaltar que, assim como os revestimentos a

    quente, os revestimentos a frio tambm so impedidos de serem realizados em dias de chuva,

    sendo tal restrio prevista em suas respectivas normas.

    2.1.2.1 Pr-misturados a Frio (PMF)

    Pr-misturado a frio (PMF) uma tcnica que pode ser utilizada para executar revestimento

    asfltico em ruas e estradas de baixo trfego (BERNUCCI et al., 2008). Alm disso, o PMF

    tambm pode ser empregado como camada intermediria de regularizao e reforo da

    estrutura do pavimento e em servios de conservao do tipo tapa-buracos (ABEDA, 2010).

    Como seu nome sugere, o PMF misturado temperatura ambiente. Tal mistura composta

    por agregados grados, midos e de enchimento, misturados com emulso asfltica de

    petrleo (EAP) (BERNUCCI et al., 2008).

    Santana (19922, apud BERNUCCI et al., 2008), dividiu os PMFs em trs categorias segundo

    o seu volume de vazios (Vv), sendo elas: PMF aberto (22< Vv 34%); PMF semidenso (15<

    Vv 22%) e; PMF denso (9< Vv 15%). Tais categorias esto ordenadas de forma crescente

    no que se refere proporo de agregado mido e material de enchimento presentes em suas

    misturas.

    Alm disso, o volume de vazios se relaciona permeabilidade dos PMFs. Sendo assim,

    aqueles com Vv 12% apresentam alta permeabilidade e necessitam de uma

    capa selante para ser usado como revestimento. Finalmente, aqueles com Vv >20% podem

    ser usados como camada drenante (BERNUCCI et al., 2008).

    2 SANTANA, H. Manual de Pr-misturado Frio. Rio de Janeiro: IBP, 1992.

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    A. G. B. de Oliveira

    O PMF especificado pela norma DNIT 153/2010 - ES. Tambm h a possibilidade de utilizar

    PMFs com emulses modificadas por polmeros, especificados pela norma DNER - ES

    390/99.

    2.1.2.2 Lama Asfltica (LA)

    A lama asfltica (LA) um tipo de revestimento cujo principal uso a manuteno preventiva

    de pavimentos ainda em bom estado, servindo para reparar superfcies que necessitam

    apenas de selagem, impermeabilizao ou que tenham sua superfcie de rolamento

    desgastada (ABEDA, 2010).

    Por no conferir incremento capacidade estrutural do pavimento, qualquer irregularidade

    acentuada deve ser corrigida antes de sua aplicao (BERNUCCI et al., 2008). A LA

    apresenta um novo componente em sua mistura, pois alm de agregado mineral, fler e

    emulso asfltica, contm tambm gua, apresentando, portanto, consistncia fluida. A Figura

    2.5 mostra como aplicado o material na plataforma da via.

    Figura 2.5 Lama Asfltica sendo aplicada em Porto Nacional TO. Fonte: ALMEIDA (2014). Adaptada pela

    autora.

    A norma DNIT 150/2010 - ES estabelece a sistemtica empregada na execuo e no controle

    da qualidade desse servio, visando selar, impermeabilizar ou restaurar revestimentos

    asflticos.

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    A. G. B. de Oliveira

    2.1.2.3 Microrrevestimento Asfltico (MRAF)

    O microrreventimento asfltico (MRAF) um sistema derivado da lama asfltica, utilizando,

    porm, emulso asfltica modificada com polmero. Pode, ainda, conter aditivos qumicos e

    fibras para melhorar propriedades, tais como: velocidade de ruptura e flexibidade (ABEDA,

    2010).

    Alm disso, a especificao dos agregados do MRAF contribui para o um desempenho

    superior LA e contribui para a formao de uma superfcie rugosa, semelhante do CBUQ,

    responsvel pela melhoria da aderncia pneu-pavimento e da drenagem superficial (ABEDA,

    2010). A Figura 2.3 mostra como executado o servio de MRAF na cidade de Porto Nacional

    TO. A norma DNIT 035/2005 - ES fixa a sistemtica a ser usada na confeco e aplicao

    do MRAF com o objetivo de selar, impermeabilizar ou rejuvenescer pavimentos asflticos.

    Figura 2.6 Aplicao do MRAF. Fonte: ALMEIDA, 2014. Adaptada pela autora.

    2.1.3 Revestimentos Asflticos Mornos

    Os revestimentos a quente predominam em relao aos revestimentos a frio devido ao melhor

    desempenho estrutural que aqueles costumam apresentar em relao a estes. Entretanto, o

    processo de usinagem a quente impactante sob diversos aspectos, tais como: emisso de

    poluentes atmosfricos, condies de trabalho e consumo energtico (MOTTA, 2011).Nesse

    contexto, surgiram as misturas asflticas mornas (Warm-Mix Asphalt - WMA), a fim de diminuir

    o impacto causado pelas obras de pavimentao (PROWELL; HURLEY, 2007).

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    A. G. B. de Oliveira

    Segundo Prowell e Hurley (2007), as misturas asflticas a quente convencionais so

    normalmente produzidas em temperaturas entre 140C e 160C. J o WMA produzido em

    temperaturas entre 100C e 140C. Tal reduo de temperatura pode trazer vrios benefcios,

    sejam eles:

    Diminuio da emisso de poluentes;

    Melhoria do ambiente de trabalho na pavimentao;

    Reduo do consumo energtico e;

    Melhorias para o prprio pavimento, tais como: menor envelhecimento do asfalto e

    melhoria das condies de aplicao em climas frio ou locais distantes.

    Para que o asfalto envolva os agregados necessrio reduzir a viscosidade daquele. Tal

    reduo de viscosidade feita atravs do incremento de temperatura nas misturas asflticas

    a quente convencionais (BERNUCCI et al.,2008). J nas misturas mornas, alm do

    incremento de temperaturas, pode-se dispor tambm de aditivos orgnicos ou surfactantes,

    e/ou espuma do asfalto (MOTTA, 2011).

    2.1.3.1 Revestimentos Asflticos Mornos com Espuma do Asfalto

    A espuma do asfalto uma tcnica em que a gua introduzida durante a usinagem do

    asfalto. Tal introduo pode se dar de forma direta, pela adio de agregado mido molhado

    ou pela adio de material hidroflico. Dessa forma, ao se misturar com o asfalto aquecido, a

    gua se transforma em vapor, fazendo com que o ligante sofra uma significativa expanso e

    reduzindo, assim, a viscosidade da mistura (PROWELL; HURLEY, 2007).

    2.1.3.2 Revestimentos Asflticos Mornos com Aditivos Orgnicos

    Os aditivos orgnicos, ou ceras, interferem nas propriedades do ligante diminuindo sua

    viscosidade, possibilitando que a temperatura de mistura seja reduzida em 30C a 40C. Tal

    modificao na viscosidade do ligante ocorre quando estes aditivos so submetidos

    temperaturas acima do seu ponto de amolecimento, podendo ser inseridos previamente no

    ligante ou durante a usinagem (MOTTA, 2011).

    2.1.3.3 Revestimentos Asflticos Mornos com Aditivos Surfactantes

    Os aditivos surfactantes agem, geralmente, na interface agregado/ligante auxiliando no

    processo de recobrimento, modificando de forma significante a propriedade de lubricidade dos

    asfaltos, sem, contudo, alterar sua viscosidade (MOTTA, 2011).

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    A. G. B. de Oliveira

    Ainda segundo a autora, essa tecnologia capaz de reduzir a temperatura de mistura em

    30C a 40C e, ainda, pode-se combinar as tcnicas de adio de surfactantes com a de

    espuma do asfalto.

    2.1.4 Concreto Betuminoso Usinado a Quente Estocvel

    Recentemente, mais uma novidade no mbito dos revestimentos asflticos surgiu. J se

    encontra no mercado o chamado Concreto Betuminoso Usinado a Quente Estocvel,

    tambm chamado de CBUQ Estocvel, ou popularmente CAE, asfalto frio ou asfalto pronto.

    Contudo, os rgos rodovirios no possuem especificaes tcnicas de produo, uso ou

    mesmo fiscalizao do produto que j encontra-se disponvel no mercado.

    A partir de vasta pesquisa bibliogrfica, at o momento da publicao desta pesquisa, foi

    encontrado apenas um material cientfico a cerca deste assunto, elaborado por Santana

    (2016), cujo ttulo Anlise das propriedades fsicas e mecnicas de mistura asfltica usinada

    quente ensacada para aplicao a frio. Esse estudo realizou diversos ensaios semelhantes

    aos que foram realizados na presente pesquisa com materiais fornecidos por um determinado

    fabricante e obteve resultados inferiores aos limites mnimos estabelecidos pelo DNIT,

    constatando que o material estudado no tem a qualidade e vantagens oferecidas pelo

    fabricante, no atingindo os objetivos a que se prope.

    As tais vantagens relatadas pelo fabricante produtor dos materiais estudados por Santana

    (2016) so comuns entre os demais fabricantes, sendo elas:

    Trata-se de um material semelhante ao CBUQ convencional acrescido de um

    composto qumico retardador de pega;

    Promete desempenho igual ou superior ao do CBUQ convencional;

    No requer pintura de ligao;

    Se ensacado, pode ser estocado por um perodo que varia de 12 a 24 meses,

    dependendo do fabricante, e da quantidade de aditivo qumico;

    Se a granel, pode ser estocado por at 30 dias;

    Pode ser aplicado em qualquer condio climtica, incluindo dias e locais de baixas

    temperaturas e dias chuvosos;

    Possui alta trabalhabilidade e de fcil aplicao.

    Apesar de fazerem promessas semelhantes, os fabricantes no especificam o composto

    qumico retardador de pega que utilizam e nem a proporo de tal adio. Portanto, no se

    sabe se os materiais vendidos por diferentes empresas so semelhantes nesse aspecto.

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    A. G. B. de Oliveira

    Tambm no se sabe se no momento da usinagem do CAE so atingidas temperaturas

    semelhantes s do CBUQ convencional. Dessa forma, apesar de contribuir para a melhoria

    das condies de trabalho em campo, tendo em vista que aplicado e compactado a frio, no

    conhecido se o CAE pode trazer melhorias no sentido da reduo da emisso de poluentes

    como as misturas asflticas mornas prometem (PROWELL; HURLEY, 2007).

    Hoje j existem aplicaes do CAE em diversas regies do Brasil. No Estado de Gois, a

    Agencia Goiana de Transporte e Obras - AGETOP possui projetos em andamento, cuja

    mistura asfltica aplicada o CAE, que por sua vez foi licitado para atender s mesmas

    exigncias de um CBUQ convencional. Entretanto, como as pesquisas ou relatos tcnicos

    acerca da sua utilizao e desempenho so escassos, surge, ento, a oportunidade de

    estudar tal material e tcnicas de aplicao, como o caso da presente pesquisa.

    Na Figura 2.7 ilustrado o mtodo de aplicao do produto, de acordo com publicao do

    Sindicato das Empresas de Transportes de Cargas do Estado de Minas Gerais (SETCEMG).

    Nota-se que tal imagem mostra a aplicao do material em uma operao tapa buracos,

    entretanto, os fabricantes j almejam a aplicao de tal produto na construo de novos

    pavimentos.

    Figura 2.7 Aplicao do CAE em Minas Gerais. Fonte: SETCEMG (2016). Adaptada pela autora.

    2.2 DOSAGEM DE MISTURAS ASFLTICAS

    Segundo Bernucci et al. (2008), o mtodo de dosagem mais usado no mundo o mtodo

    Marshall, desenvolvido em 1940 pelo engenheiro Bruce Marshall. Esse mtodo faz uso da

    compactao por impacto e , at os dias atuais, o mais usado no Brasil.

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    A. G. B. de Oliveira

    Entretanto, o mtodo Marshall foi e tem sido criticado por diversos especialistas por no

    representar adequadamente a forma de compactao a que a mistura asfltica submetido

    em campo. Dessa forma, a fim de solucionar este e outros problemas, entre 1988 e 1993, o

    governo americano investiu cerca de US$ 150 milhes em uma pesquisa denominada

    Strategic Highway Research Program (SHRP), em que foi desenvolvida a metodologia

    Superpave (Superior Performance Asphalt Pavements), que, diferente do mtodo Marshall,

    se utiliza da compactao por amassamento (VASCONCELOS, 2004).

    A seguir so descritas as duas metodologias de dosagem em questo.

    2.2.1 Dosagem Marshall

    Segundo a norma DNER-ME 043/95, a dosagem pelo mtodo Marshall j parte de uma

    granulometria de agregados definida previamente No Brasil, deve-se consultar as

    Especificaes de Servio do DNIT e escolher uma faixa granulomtrica que atenda ao tipo

    de mistura asfltica a ser dosada.

    Tendo a granulometria dos agregados j definida, escolhe-se o tipo de ligante e parte-se para

    a escolha da temperatura de misturas e de compactao, segundo a curva viscosidade-

    temperatura do ligante escolhido. Tal temperatura deve ser escolhida de modo a proporcionar

    uma viscosidade dentro do intervalo previsto na norma DNER-ME 043/95.

    Segundo Bernucci et al. (2008), a dosagem de uma mistura asfltica consiste na escolha,

    atravs de procedimentos experimentais, de um teor dito timo de ligante. Para chegar a

    esse valor, preciso, antes, escolher teores dentro do intervalo permitido pelas normas de

    especificao de servio do DNIT para confeccionar os corpos de prova a serem ensaiados.

    Bernucci et al. (2008) sugere que, a partir da escolha de um teor T, sejam ensaiados os

    teores: T-1,0%; T-0,5%; T; T+0,5% e; T+1,0%.

    A norma DNER-ME 043/95 especifica a metodologia de ensaio a ser seguida para confeco

    dos corpos de prova e indica que para cada teor ensaiado sejam moldados 3 corpos de prova.

    Aps o resfriamento dos corpos de prova, pode-se proceder com medidas volumtricas a fim

    de obter os parmetros: volume de vazios; vazios com betume; vazios do agregado mineral

    e; relao betume/vazios (BERNUCCI et al., 2008).

    A determinao do teor timo de ligante pode ser feita de diversas formas. Soares et al.

    (1999), utilizaram os seguintes mtodos:

    Baseado somente no volume de vazios de 4%;

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 25

    A. G. B. de Oliveira

    Baseado num valor selecionado a partir dos teores obtidos para atender aos limites do

    DNER de volume de vazios - Vv - (3% a 5%) e relao betume-vazios - RBV - (75% a

    82%). A partir destes 4 limites, tm-se 4 teores de CAP. Tomando a mdia dos dois

    teores centrais, tem-se o teor timo.

    Finalizadas as medidas volumtricas, determina-se ento os parmetros mecnicos:

    estabilidade e fluncia, que sero abordados no Captulo 2.3.

    2.2.2 Dosagem Superpave

    Segundo Bernucci et al. (2008), a dosagem pela metodologia Superpave consiste,

    basicamente, em estimar um teor provvel de projeto por meio da definio do volume de

    vazios e do conhecimento da granulometria dos agregados disponveis.

    Alm do modo de compactao, outro aspecto que diferencia os mtodos Marshall e

    Superpave a escolha da granulometria dos agregados. Enquanto o mtodo Marshall atenta-

    se apenas para a escolha de uma granulometria que se encaixe na faixa granulomtrica

    prevista em norma segundo o tipo de mistura asfltica e seus requisitos de uso, o mtodo

    Superpave estabelece, alm do atendimento faixa granulomtrica, uma zona de restrio

    (onde a curva granulomtrica no deve passar) e pontos de controle (onde a curva

    granulomtrica deve passar). Essa forma de definio da granulometria do mtodo Superpave

    visa proporcionar uma graduao densa que resulte em uma estabilidade superior devido ao

    contato entre as partculas (BERNUCCI et al., 2008).

    Dessa forma, considerando os requisitos expostos, so escolhidas trs composies

    granulomtricas. A partir da, calculam-se as caractersticas volumtricas que as misturas

    provavelmente vo apresentar. Tais caractersticas so calculadas a partir dos valores da

    densidade mxima terica e aparente de cada grupo de agregados, considerando o grau de

    absoro destes (VASCONCELOS, 2004).

    Aps esse procedimento, so moldados corpos de prova com as trs granulometrias e a partir

    dos resultados das densidades aparente obtidas, escolhe-se a granulometria que melhor

    atender aos requisitos volumtricos da mistura pretendida. Somente a partir da, so

    procedidos os ensaios com outros teores de ligante, sendo eles: T-0,5%, T, T+0,5% e T+1,0%,

    moldando trs corpos de prova para cada teor (VASCONCELOS, 2004).

    2.3 AVALIAO MECNICA DE MISTURAS ASFLTICAS EM LABORATRIO

    A seguir, sero expostos alguns ensaios que se destinam avaliar mecanicamente misturas

    asflticas.

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    A. G. B. de Oliveira

    2.3.1 Ensaio Marshall

    O ensaio Marshall, especificado pela norma DNER-ME 043/95, fixa o modo pelo qual se obtm

    a estabilidade e a fluncia de misturas betuminosas usinadas a quente utilizando a

    aparelhagem Marshall.

    A seguir, so descritos os conceitos de estabilidade e fluncia.

    2.3.1.1 Estabilidade e Fluncia

    A norma DNER-ME 043/95 fixa o seguinte conceito de estabilidade: Resistncia mxima

    compresso radial, apresentada pelo corpo-de-prova, quando moldado e ensaiado de acordo

    com o processo estabelecido neste mtodo....

    A mesma norma define fluncia como: Deformao total apresentada pelo corpo-de-prova,

    desde a aplicao da carga inicial nula at a aplicao da carga mxima....

    Em outras palavras, ao aplicar uma carga de compresso no sentido radial do corpo-de-prova

    Marshall (utilizando a aparelhagem de mesmo nome), este ir deformar a medida que a carga

    de compresso crescer at um ponto em que ocorre uma perda de estabilidade, devido a

    deslocamento ou quebra dos agregados. A carga registrada neste ponto denominada

    estabilidade e o deslocamento denominado fluncia (BERNUCCI et al., 2008). Na Figura

    2.8 possvel verificar como executado o experimento.

    Figura 2.8 Ensaio de estabilidade e fluncia Marshall. Fonte: BERNUCCI et al. (2008). Adaptada pela autora.

    2.3.1.2 Resistncia Trao por Compresso Diametral

    Devido dificuldade de se obter os valores de resistncia trao de forma direta,

    desenvolveram-se diversos mtodos indiretos com a finalidade de obter esses valores

    (FALCO e SOARES, 2002).

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 27

    A. G. B. de Oliveira

    Uma das formas indiretas de se obter a resistncia trao foi desenvolvida pelo professor

    Lobo Carneiro, para concretos de cimento Portland, tornando-se popular pelo mundo todo

    devido a facilidade de execuo (BERNICCI et al., 2008).

    Esse ensaio realizado atravs da compresso diametral do corpo-de-prova cilndrico (Figura

    2.9) atravs da aplicao de duas foras concentradas e diretamente opostas gerando

    tenses de trao uniformes e perpendiculares ao dimetro solicitado (FALCO e SOARES,

    2002).

    Desde 1972, o ensaio de compresso diametral tambm tem sido utilizado em misturas

    asflticas adotando-se frisos de 12,7 mm para aplicao das foras em corpos-de-prova

    cilndricos Marshall (BERNUCCI et al., 2008). A norma DNIT 136/2010 - ME prescreve o modo

    pelo qual se determina a resistncia trao de corpos-de-prova cilndricos de misturas

    asflticas.

    Figura 2.9 - Equipamento do ensaio de Resistncia Trao por compresso diametral: (a) Viso geral do

    equipamento; (b) Ruptura de um corpo de prova. Fonte: a autora.

    2.3.2 Superpave

    A seguir sero relatados alguns aspectos dos ensaios Vida de Fadiga e Mdulo de Resilincia.

    2.3.2.1 Vida de Fadiga

    Segundo Pinto (1991), fadiga o processo de deteriorao estrutural que um material sofre

    ao ser submetido a um estado de tenses e deformaes repetidas, resultando em trincas ou

    fratura completa, aps um nmero suficiente de repeties do carregamento.

    a b

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 28

    A. G. B. de Oliveira

    Uma das maneiras de obter resultados referentes vida de fadiga de um corpo-de-prova d-

    se pela compresso diametral de cargas repetidas com frequncia de 60 aplicaes por

    minuto com durao de 0,10 segundos. A Figura 2.10 mostra uma viso geral do equipamento

    e execuo do experimento.

    Figura 2.10 Ensaio de vida de fadiga em andamento. Fonte: SILVA (2011). Adaptada pela autora.

    Este ensaio se d em temperatura e tenso controladas e largamente utilizado no Brasil

    (BERNUCCI, et al., 2008). Ao pesquisar sobre a normativa que rege este ensaio, foi

    encontrado apenas o projeto de norma que se intitula Pavimentao asfltica - Ensaio de

    fadiga por compresso diametral a tenso controlada Mtodo de ensaio.

    2.3.2.2 Mdulo de Resilincia

    A norma DNIT 135/2017 - ME define mdulo de resilincia de misturas asflticas como a

    relao entre a tenso de trao aplicada repetidas vezes no plano diametral vertical de um

    corpo-de-prova cilndrico de mistura asfltica e a deformao especfica recupervel

    correspondente tenso aplicada.

    Apesar da norma referida tratar as deformaes sofridas pelos corpos-de-prova como

    recuperveis, o mdulo de resilincia no representa um parmetro puramente elstico, pois,

    por simplificao dos clculos, deformaes viscoelsticas so parcialmente contabilizadas

    como elsticas no resultado final (BERNUCCI et al., 2008).

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    A. G. B. de Oliveira

    3 MATERIAIS E MTODOS

    A seguir, sero especificados os mtodos e materiais envolvidos nos ensaios realizados por

    este estudo.

    3.1 MATERIAIS

    A seguir, sero expostos os materiais usados neste estudo. Todos eles so oriundos da

    mistura asfltica denominada Amostra A.

    3.1.1 Mistura Asfltica

    A mistura asfltica estudada foi denominada Amostra A e no teve sua origem, empresa

    fabricante e propriedades reveladas. Assim, eram desconhecidos dados tais como: teor de

    ligante, aditivo e teor utilizado para retardar a pega, agregados utilizados, entre outros.

    Algumas das informaes foram conseguidas atravs dos ensaios realizados neste estudo e

    sero relatados no captulo Resultados.

    A Amostra A foi fornecida disposta em um tambor com tampa e armazenada em local

    protegido de incidncia solar, calor e demais intempries (Figura 3.1). Entretanto, j no incio

    dos estudos, ao separar material para os ensaios, notou-se que a mistura asfltica

    encontrava-se bastante endurecida dentro do tambor, sendo necessrio desagregar o

    material com esptula para conseguir retir-lo, como mostrado na Figura 3.2.

    Figura 3.1 Local e recipiente de armazenamento da Amostra A. Fonte: a autora.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 30

    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.2 Amostra A sendo desagregada em seu local de armazenamento. Fonte: a autora.

    Esse comportamento da Amostra A mostrou-se incompatvel com a principal propriedade

    que se esperava do material - ser estocvel, levando a questionar se tal aditivo pouco

    eficiente ou se foi dosado de forma incorreta. Vale lembrar que entre a data em que o material

    foi entregue e a data em que se iniciaram os ensaios passaram-se aproximadamente duas

    semanas. Apesar da dificuldade, foi possvel retirar material para analisa-lo em laboratrio.

    3.1.2 Agregado Mineral

    Segundo Lopes (2010), a seleo de agregados adequados determinante para gerar

    misturas asflticas com satisfatrio desempenho. A mesma autora afirma que propriedades

    como resistncia abraso, adesividade ao ligante betuminoso, forma e granulometria do

    agregado so essenciais na determinao da qualidade do material a ser utilizado.

    Neste estudo, os agregados estudados foram os obtidos por meio da extrao de ligante da

    mistura asfltica denominada Amostra A (Figura 3.3). Esta extrao de ligante foi realizada

    atravs do uso do equipamento Rotarex e do solvente percloroetileno, o qual apresenta um

    custo muito alto.

    Figura 3.3 Agregados obtidos por meio da extrao de ligante. Fonte: a autora.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 31

    A. G. B. de Oliveira

    Os agregados obtidos foram estudados somente sob o aspecto de sua granulometria.

    Inicialmente, esperava-se estudar tambm sua adesividade ao ligante e sua resistncia

    abraso. Contudo, no foi possvel conseguir material suficiente para estes estudos devido

    ao esgotamento do solvente percloroetileno disponvel e a impossibilidade de recompr-lo

    rapidamente. Alm disso, esperava-se recuperar o ligante com o equipamento Rotavaporador

    disponvel no Laboratrio de Asfalto da UFG, contudo a instalao de tal equipamento no se

    deu em tempo hbil para us-lo nesta pesquisa.

    3.2 MTODOS

    Os ensaios descritos a seguir contaram com o espao e os equipamentos disponveis no

    Laboratrio de Asfalto, localizado na Escola de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade

    Federal de Gois.

    Estes ensaios utilizaram os materiais oriundos da misturas asfltica do tipo CAE denominada

    Amostra A, sejam eles agregados, ligantes ou a prpria mistura e visam verificar se os

    resultados obtidos neles so compatveis aos especificados na norma DNIT 031/2006 - ES,

    referente ao Concreto Asfltico.

    3.2.1 Separao das Amostras

    Para a realizao dos ensaios descritos a seguir, as amostras recolhidas foram

    homogeneizadas e posteriormente quarteadas a fim de se obter amostras representativas do

    todo.

    O processo de quarteamento se deu separando a amostra em quatro partes (Figura 3.4) e

    unindo as partes diametralmente opostas (Figura 3.5) de forma repetida at alcanar as

    fraes desejadas, conforme indicado na DNER-PRO 199/96.

    Figura 3.4 Primeira etapa do quarteamento. Fonte: a autora.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 32

    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.5 Segunda etapa do quarteamento. Fonte: a autora.

    3.2.2 Ensaios Fsicos

    Os ensaios fsicos realizados na Amostra A sero descritos a seguir.

    3.2.2.1 Extrao do Ligante - Mtodo Rotarex

    A fim de obter o percentual de ligante presente na mistura CAE estudada, foram realizados

    ensaios utilizando o extrator centrfugo Rotarex. Estes ensaios seguiram a metodologia

    especificada na norma do DNER - ME 053/94 e permitiram a obteno dos agregados secos

    e do ligante misturado a um solvente.

    O ensaio contou com os seguintes equipamentos e materiais:

    Aparelho extrator de betume manual, Rotarex (Figura 3.6);

    Balana;

    Papel filtro;

    Solvente percloroetileno;

    Bquer para armazenar o material extrado;

    Estufa a 110C.

    Aps separar amostras de 1000g de mistura asfltica, iniciou-se o ensaio colocando uma

    dessas amostras sobre o prato extrator de betume e o papel filtro em posio. Deixou-se

    tambm um bquer posicionado sob o tudo de escoamento para recolher a mistura de

    solvente e ligante extrada. Com o conjunto fechado, colocou-se a primeira poro de 150 mL

    de solvente deixando essa mistura em repouso por 15 minutos.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 33

    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.6 Equipamento manual Rotarex. Fonte: a autora.

    O aparelho Rotarex disponvel era de acionamento manual atravs de uma manivela. Dessa

    forma, no incio da centrifugao o operador girava a manivela de forma mais lenta,

    aumentando a velocidade de forma gradativa at o esgotamento do solvente colocado.As

    aes descritas foram repetidas at que o solvente extrado apresentasse colorao clara.

    Finalizada a extrao do ligante, guardou-se a mistura de ligante e solvente para futuros

    ensaios e levaram-se os agregados estufa a 110C, onde permaneceram at constncia de

    peso, sendo pesados ao final do processo (Figura 3.7). O peso inicial da amostra subtrado

    do peso da amostra aps a secagem em estufa o peso do betume extrado.

    Figura 3.7 - Pesagem de uma das amostra usada no ensaio de extrao de ligante para verificao

    da constncia peso. Fonte: A autora.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 34

    A. G. B. de Oliveira

    Para calcular o teor de ligante da Amostra A, usou-se a seguinte equao:

    =

    100 (3.1)

    O procedimento de extrao de betume para clculo do teor de ligante foi repetido para trs

    amostras.

    A fim de obter mais agregados para realizar o ensaio de granulometria, outras extraes de

    ligante foram feitas usando o Rotarex. Contudo, para economizar solvente, essas extraes

    no seguiram a metodologia descrita anteriormente, pois, antes de iniciar a extrao, a mistura

    asfltica foi colocada de molho em um recipiente contendo solvente j sujo de ligante para

    diminuir as adies de solvente limpo durante a extrao. Vale ressaltar que as amostras

    extradas dessa forma no foram utilizadas no clculo do teor de ligante.

    3.2.2.2 Anlise Granulomtrica

    Aps os ensaios de extrao de ligante, procedeu-se com a anlise granulomtrica dos

    agregados.

    Segundo Coelho Jr. e Rocha (2013), dentre as faixa granulomtrica especificadas pelo DNIT

    em norma, a mais usada na regio metropolitana de Goinia a faixa C. Sabendo disso e

    tendo o conhecimento de que a Amostra A tambm tem origem na regio metropolitana de

    Goinia, esperava-se que a granulometria dos agregados analisados tambm se

    enquadrassem na faixa C.

    A metodologia especificada pela norma DNER-ME 083/98 prev que quando a dimenso

    mxima caracterstica do agregado igual a 19,5 mm, caso dos agregados enquadrados na

    faixa C, a amostra ensaiada deve ser de no mnimo 7 kg. Alm disso, a fim de se verificar a

    repetibilidade dos resultados, recomendvel realizar ao menos 3 ensaios em amostras

    distintas. Sendo assim, o total de agregados necessrios seriam 21 kg.

    Como j relatado, no havia disponibilidade de agregados j limpos fornecidos pela empresa

    produtora da Amostra A, sendo necessrio consegui-los por meio da extrao do ligante, o

    que impediu que os 21 kg necessrios para realizar os ensaios tal como o recomendado

    fossem conseguidos.

    Devido escassez de agregados limpos, as amostras das anlises granulomtricas foram

    reduzidas a um peso de aproximadamente 1400 g cada e, por serem diminutas, foram

    separadas utilizando um repartidor de amostras.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 35

    A. G. B. de Oliveira

    O ensaio iniciou-se com a pesagem da amostra e posteriormente passou-se os agregados

    pelas peneiras com as seguintes dimenses de aberturas em milmetros: 25,1; 19,1; 12,5; 9,5;

    4,8; 2; 0,42; 0,18; 0,075; fundo (Figura 3.8).

    Figura 3.8 - Peneiramento de uma das amostras usadas no ensaio de anlise granulomtrica. Fonte: a autora.

    Alm das peneiras citadas, utilizou-se tambm escova para limpeza das peneiras e balana

    para pesagem do material retido em cada peneira. A partir dos valores registrados para o peso

    do material retido em cada peneira e da somatria desses valores, foi possvel calcular os

    valores de percentual retido, percentual retido acumulado e percentual passante de cada

    malha atravs da planilha inserida no software Excel exposta abaixo (Figura 3.9).

    Figura 3.9 Planilha usada para calcular os percentuais granulomtricos. Fonte: LabGeo - UFG.

    Material:

    Origem:

    Nome Abertura (mm) Retido (g) % Retida % Ret. Acumulada % Passa

    1" 25,1

    3/4" 19,1

    1/2" 12,5

    3/8" 9,5

    4 4,8

    10 2

    40 0,42

    80 0,18

    200 0,075

    FUNDO

    TOTAL

    MASSA INICIAL (g)

    EEC - ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

    UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS

    LABORATRIO DE ASFALTO

    Operador:

    Data:

    GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO

    PENEIRAS MATERIAL

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 36

    A. G. B. de Oliveira

    O peso retido aquele obtido ao pesar os agregados retidos em cada peneira. O percentual

    retido obtido dividindo-se o peso retido em cada peneira pela soma de todos os pesos

    retidos. O percentual retido acumulado obtido pela soma do percentual retido em uma dada

    peneira com os percentuais anteriores. Por fim, o percentual passante a diferena entre

    100% e o percentual retido acumulado.

    3.2.2.3 Potencial hidrogeninico (pH) da massa asfltica

    A NBR 6299 (ABNT, 1999) refere-se a obteno do potencial hidrogeninico de emulses

    asflticas. Entretanto, o ensaio foi realizado utilizando a mistura asfltica do tipo CAE na

    tentativa de se obter o mesmo parmetro com o intuito de verificar se a Amostra A

    apresentava carter cido ou bsico em funo do aditivo incorporado.

    Primeiramente, realizou-se um teste com uma amostra verificando se o valor lido para o pH

    da mistura se alterava com o tempo, fazendo leituras ao longo de 24h. O resultado deste teste

    revelou que o pH inicial no diferenciava-se muito do valor medido aps 24h. Assim, definiu-

    se que o valor do pH considerado seria o inicial.

    As amostras analisadas eram compostas de 200g de gua destilada e 200g de mistura

    asfltica oriunda da Amostra A. Antes de cada leitura, agitou-se este contedo por 5 minutos

    e transferiu-se a parte aquosa da mistura para um bquer onde a leitura foi realizada (Figura

    3.10).

    Figura 3.10 - Leitura do pH. Fonte: a autora.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 37

    A. G. B. de Oliveira

    A NBR 6299 dispe que este ensaio deve ser realizado a uma temperatura entre 20C e 30C.

    Neste estudo, a temperatura de leitura foi a ambiente, em torno de 23C. Para realizar tais

    leituras, utilizou-se um potencimetro com eletrodos de referncia. Assim como os demais

    ensaios, este tambm foi repetido para trs amostras.

    3.2.2.4 Densidade da Mistura (Rice Test)

    Seguindo a metodologia especificada pela norma americana ASTM D 2041/2011, foram

    realizados ensaios para a obteno da densidade mxima medida da mistura asfltica (Gmm)

    para o clculo de parmetros volumtricos dos corpos de prova da Amostra A. O ensaio

    conta com o aparato exposto na Figura 3.11, composto por uma mesa agitadora, um kitasato

    confeccionado em alumnio, uma bomba de vcuo e um barmetro.

    Figura 3.11 Aparelhagem usada no Rice Test. Fonte: a autora.

    Inicialmente, pesou-se o kitasato seco e limpo e registrou-se esse valor como A em gramas.

    Prosseguiu-se com a preparao de uma amostra da mistura asfltica estudada de

    aproximadamente 1500g, a qual foi depositada no interior do kitasato. Este conjunto (kitasato

    + mistura asflica) foi pesado e registrado como B em gramas.

    Posteriormente, foi adicionada gua destilada ao kitasato at cobrir a mistura asfltica e este

    conjunto foi acoplado a mesa agitadora onde aplicou-se um vcuo de 272 mm Hg e agitou-

    se por 10 minutos. Finalizado o perodo de agitao, completou-se o kitasato com mais gua

    destilada e pesou-se o conjunto nessas condies. Tal medida foi registrada como C em

    gramas.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 38

    A. G. B. de Oliveira

    Por fim, a amostra foi retirada do kitasato e este teve seu volume preenchido totalmente com

    gua destilada, ocasio onde tambm aferiu-se a temperatura da gua destilada no interior

    do kitasato. O peso do kitasato preenchido com gua foi registrado como D em gramas.

    A densidade mxima medida foi, ento, calculada de acordo com a Equao 3.2:

    =( )

    ( ) ( ) 2 (3.2)

    Onde 2 massa especfica da gua na temperatura aferida durante o ensaio.

    3.2.3 Moldagem dos Corpos de Prova

    Para realizar os ensaios mecnicos que sero descritos a seguir, foram moldados corpos de

    prova seguindo, com algumas adaptaes, a metodologia especificada na norma DNER-ME

    043/95: Mistura Betuminosa a Quente - Ensaios Marshall.

    Inicialmente, pretendia-se ensaiar tambm corpos de prova moldados segundo a metodologia

    Superpave. Contudo, problemas relacionados ao funcionamento dos equipamentos

    necessrios pra realizar tais moldagens impediram que esta pretenso fosse concretizada.

    Apesar da metodologia Marshall apresentar alguns aspectos inconvenientes, como

    mencionado na Reviso Bibliogrfica deste estudo, a norma brasileiras DNIT 031/2006 - ES

    traz especificaes acerca do concreto asfltico baseados nesta metodologia. Assim, este

    estudo ser til na verificao do atendimento referida norma pela Amostra A.

    Apesar da metodologia da DNER-ME 043/95 referir-se a misturas asfltica a quente, o

    material estudado nesta pesquisa destina-se a uma compactao a frio em campo. Por esse

    motivo, a primeira tentativa de compactao no obedeceu as instrues presentes na norma

    relativas ao aquecimento do ligante e dos agregados, usando o material da Amostra A tal

    como ela foi fornecida. Alm disso, a referida norma, em sua parte inicial, instrui acerca da

    dosagem da mistura asfltica a ser compactada. Esta dosagem tambm no foi realizada uma

    vez que a Amostra A trata-se de uma mistura dosada por sua empresa fabricante. Dessa

    forma, partiu-se para os procedimentos de compactao.

    Inicialmente, preparou-se os moldes cilndricos passando uma fina camada de leo

    lubrificante em seu interior a fim de facilitar a extrao do corpo de prova compactado.

    Posteriormente, o molde foi posicionado no suporte de compactao e uma folha de papel

    filtro foi introduzida em seu interior (Figura 3.12.a). Com o papel filtro posicionado, uma

    amostra de 1200g de mistura asfltica foi depositada no interior do molde (Figura 3.12.b) e

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 39

    A. G. B. de Oliveira

    foram diferidos golpes ao centro e nas bordas da amostra com o auxlio de uma esptula. Por

    fim, mais uma folha de papel filtro foi colocada sobre a amostra (Figura 3.12.c) e prosseguiu-

    se com a compactao, dando 75 golpes de soquete em queda livre de cada lado da amostra

    (Figura 3.13).

    Figura 3.12 (a) Molde preparado para receber a amostra; (b) Molde com a amostra; (c) Amostra pronta para

    compactar. Fonte: a autora.

    Figura 3.13 Compactao Marshall com equipamento manual. Fonte: a autora.

    Finalizada a compactao, o corpo de prova era extrado com o auxlio de um extrator de ao

    em forma de disco (Figura 3.14).

    a b c

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 40

    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.14 Extrao do corpo de prova. Fonte: a autora.

    A confeco do primeiro corpo de prova foi mal sucedida, uma vez que este apresentou uma

    altura maior que o cilindro inferior do molde. Por esse motivo, optou-se por reduzir a massa

    de mistura asfltica adicionada no incio do ensaio para 1050 g. Tal deciso foi baseada no

    estudo de Santana (2016), que, apesar de no relatar diretamente este problema em seu

    trabalho, tambm utilizou a massa de 1050 g para compactar seus corpos de prova. Com

    exceo da mudana no peso das amostras, o restante dos procedimentos no mudaram.

    Dentre os corpo de prova moldados a frio, dois grupos foram criados: aqueles que seriam

    ensaiados aps 7 dias (grupo 7d) e aquele que seriam ensaiados sem tal intervalo de tempo

    (grupo 0d). O objetivo de tal diferenciao foi verificar se ao longo dos dias h alguma

    mudana de comportamento da Amostra A devido ao aditivo presente nela. Devido a

    fragilidade que os corpos de prova apresentaram aps a compactao, optou-se por deixar

    os corpos de prova do grupo 7d curar dentro do laboratrio, contudo entende-se que a melhor

    maneira de representar a cura que o material enfrentaria em campo seria com ele exposto

    intempries e, se possvel, submetido cargas mveis.

    Alm dos corpos de prova moldados a frio, tambm optou-se por compactar corpos de prova

    a 60C (grupo 60C). Tal deciso tem origem em uma informao fornecida por um tcnico da

    AGETOP de que as moldagens realizadas por ele a 60C mostraram-se mais bem sucedida

    que as moldagens a frio.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 41

    A. G. B. de Oliveira

    Para as moldagens a 60C, foi possvel conservar a massa inicial da amostra com 1200 g.

    Alm disso, tanto a mistura asfltica a ser compactada, quanto os moldes cilndricos usados

    em sua compactao foram deixados por 1 hora em estufa a 60C. O restante dos

    procedimento de compactao foram mantidos semelhantes aos j narrados.

    Neste trabalho, os corpos de prova moldados a 60C sero chamados de CPs 60; os corpos

    de prova moldados a frio com tempo de cura de 7 dias sero chamados de CPs 7d, e; os

    corpos de prova moldados a frio sem tempo de cura sero chamados de CPs 0d.

    3.2.4 Parmetros Volumtricos dos Corpos de Prova

    Todos os corpos de prova obtidos tiveram suas alturas e dimetros medidos com o auxlio de

    um paqumetro em quatro posies distintas, gerando os parmetros h1, h2, h3, e h4 para as

    alturas e d1, d2, d3 e d4 para os dimetros. A mdia desses quatro valores resultaram na

    altura e dimetro de cada corpo de prova.

    3.2.4.1.1 Densidade Aparente dos Corpos de Prova

    Para verificar a densidade aparente dos corpos de prova, seguiu-se as orientaes da norma

    DNER - ME 117/94: Misturas Betuminosas - Determinao da Densidade Aparente. Esta

    norma indica procedimentos diferentes para determinados valores de ndices de vazios.

    Dessa forma, inicialmente, foi realizado um teste com uma das amostra para verificar seu

    ndice de vazios e constatou-se um valor maior que 10%, indicando a necessidade de envolver

    os corpos de prova com fita adesiva e parafina em uma determinada etapa detalhada mais

    frente.

    Para o ensaio de determinao da densidade aparente, foram separados 3 CPs 60, 3 CPs 7d

    e 3 CPs 0d e seguiu-se os seguintes procedimentos para cada um deles, conforme a DNER-

    ME 117/94:

    Pesar o corpo de prova ao ar, obtendo Par;

    Envolver o corpo de prova em fita adesiva (Figura 3.15);

    Pesar o corpo de prova envolvido em fita ao ar, obtendo P1 (Figura 3.16);

    Determinar o peso da fita por meio da diferena entre P1 e Par, obtendo P2;

    Aplicar parafina fluidificada sobre a fita a fim de tornar o corpo de prova impermevel

    (Figura 3.17);

    Pesar o corpo de prova envolto em fita e parafina ao ar, obtendo P3;

    Pesar o corpo de prova envolto em fita e parafina submerso, obtendo P4 (Figura 3.18).

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 42

    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.15 (a) Corpo de prova sendo envolvido em fita adesiva; (b) Corpo de prova totalmente envolvido em

    fita adesiva. Fonte: a autora.

    Figura 3.16 Pesagem do corpo de prova envolto em fita adesiva. Fonte: a autora.

    Figura 3.17 Aplicao de parafina no corpo de prova envolto em fita adesiva. Fonte: a autora.

    a b

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    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.18 Pesagem do corpo de prova submerso em gua. Fonte: a autora.

    A fita utilizada foi considerada comum e adotou-se 0,97 como valor da sua densidade df. J a

    densidade da parafina dp foi considerada igual a 0,89 (valores sugeridos pela DNER 117/94).

    Ao fim de todos os procedimentos expostos acima, calculou-se a densidade aparente d de

    cada corpo de prova atravs da Equao 3.3.

    =

    3 4 2

    (3 1)

    (3.3)

    A densidade aparente considerada para cada grupo (60C, 7 dias e 0 dias) a mdia

    aritmtica dos valores de d dos 3 corpos de prova referentes ao seu prprio grupo descrito.

    3.2.4.1.2 Volume de Vazios (Vv) (%)

    Segundo Bernucci et al. (2008), o volume de vazio percentual, referente ao volume de ar na

    mistura asfltica compactada, pode ser calculado por meio da equao 3.4.

    =

    100 (3.4)

    3.2.4.1.3 Volume de Vazios com Betume (VCB)

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 44

    A. G. B. de Oliveira

    Ainda segundo Bernucci et al. (2008), possvel determinar o volume dos vazios cheios de

    betume por meio da equao:

    =

    (3.5)

    3.2.4.1.4 Volume de Vazios nos Agregados Minerais (VAM)

    Segundo Bernucci et al. (2008), o volume de vazios nos agregados minerais o volume de

    vazios com ar e asfalto, ou seja, o volume que no agregado na mistura. Esta medida pode

    ser calculada atravs da seguinte equao:

    = + (3.6)

    3.2.4.1.5 Relao Betume/Vazios (RBV)

    Segundo Bernucci et al. (2008), a relao betume/vazios pode ser calculada atravs da

    seguinte equao:

    =

    100 (3.7)

    3.2.5 Ensaios Mecnicos

    A seguir, sero descritos os ensaios mecnicos realizados na Amostra A.

    3.2.5.1 Resistncia Trao por Compresso Diametral

    Partindo-se dos corpos-de-prova obtidos conforme a metodologia especificada no item

    Moldagem dos Corpos de Prova, foram realizados ensaios para obteno da resistncia

    trao por meio de compresso diametral seguindo as especificaes da norma DNIT

    136/2010 - ME.

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 45

    A. G. B. de Oliveira

    Foram ensaiados 3 CPs 60, 3 CPs 7d e 3 CPs 0d. Estes corpos de prova foram deixados em

    estufa a 25C durante cerca de 2 horas antes de serem ensaiados, a fim de que atingissem

    essa temperatura, como previsto em norma. Aps a estabilizao da temperatura, procedeu-

    se com o ensaio de cada corpo de prova colocando sua superfcie cilndrica entre frisos

    metlicos e acoplando este aparato prensa disponvel no Laboratrio de Asfalto da UFG

    (Figura 3.19). Feito isso, o ensaio procedeu-se at a ruptura do corpo de prova, gerando um

    valor para a carga de ruptura F.

    Figura 3.19 Corpo de prova posicionado na prensa para realizao do ensaio de resistncia trao por

    compresso diametral. Fonte: a autora.

    A resistncia trao foi, enfim, calculada atravs da equao 3.8.

    =2

    (3.8)

    Onde:

    - resistncia trao, em kgf/cm;

    - carga de ruptura, em kgf;

  • Estudos Preliminares de Mistura Asfltica do Tipo CBUQ Estocvel... _ 46

    A. G. B. de Oliveira

    - altura do corpo de prova, em cm;

    - dimetro do corpo de prova, em cm.

    3.2.5.2 Estabilidade e Fluncia Marshall

    Partindo-se dos corpos-de-prova obtidos conforme a metodologia especificada no item

    Moldagem dos Corpos de Prova, foram realizados ensaios para obteno da resistncia

    trao por meio de compresso diametral seguindo as especificaes da norma DNER-ME

    043/95.

    Assim como no ensaio de resistncia trao por compresso diametral, foram ensaiados 3

    CPs 60, 3 CPs 7d e 3 CPs 0d. Estes corpos de prova foram deixados em banho-maria a 60C

    durante 30 minutos antes de serem ensaiados (Figura 3.20).

    Figura 3.20 (a) Viso externa do equipamento usado para o banho-maria; (b) Corpo de prova colocado dentro

    do banho-maria. Fonte: a autora.

    Passados os 30 minutos referentes ao banho-maria, retirou-se o corpo de prova, o qual foi

    colocado no molde de compresso (Figura 3.21) e levado prensa. Estando na prensa, o

    molde foi ajustado e o extensmetro medidor de fluncia foi ajustado na posio de ensaio.

    Aps todos os ajustes, o ensaio foi iniciado resultando no valor da estabilidade lida (kgf) e da

    fluncia (cmm) (Figura 3.22).

    Figura 3.21 Corpo de prova sendo posicionado no molde de compresso. Fonte: a autora.

    a b

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    Figura 3.22 Ensaio de estabilidade e fluncia em andamento. Fonte: a autora.

    O valor da estabilidade lida deve, segundo a DNER-ME 043/95, ser multiplicada pelo fator f

    a seguir:

    = 927,23 1,64 (3.9)

    Onde:

    - fator de correo;

    - altura do corpo de prova.

    O resultado da multiplicao , ento, a estabilidade Marshall.

    3.2.5.3 Mdulo de Resilincia

    Os ensaios de mdulo de resilincia das misturas estudadas foram realizados seguindo a

    metodologia especificada na norma DNIT 135/2017 - ME.

    Inicialmente, deixou-se os corpos de prova a serem ensaiados em estufa a 25C por

    aproximadamente 2 horas. Passado este perodo, o corpo de prova foi colocado e ajustado

    no quadro suporte (Figura 3.23). Feito isso, o corpo de prova foi colocado na base da prensa

    e o pisto de carga foi colocado em contato com o friso cncavo presente no suporte do corpo

    de prova (Figura 3.24).

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    A. G. B. de Oliveira

    Figura 3.23 Corpo de prova sendo posicionado no quadro suporte. Fonte: a autora.

    Figura 3.24 Preparao para o posicionamento do pisto de carga. Fonte: a autora.

    Aps fixar os transdutores LVDT ao corpo de prova, iniciou-se o processo de pr-calibrao

    do equipamento. O processo subsequente consiste em ensaiar o corpo de prova sob uma

    carga de at 30% do valor obtido no ensaio de resistncia trao por compresso diametral.

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    A. G. B. de Oliveira

    Assim como nos demais ensaios, pretendia-se ensaiar 3 corpos de prova de cada grupo. No

    entanto, no prximo captulo ser relatado que isto no foi possvel e os motivos.

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    4 RESULTADOS E DISCUSSES

    A seguir, sero apresentados os resultados obtidos a partir dos ensaios realizados para a

    Amostra A.

    4.1 Teor de Ligante - Mtodo Rotarex

    Utilizando-se os mtodos relacionados no item Extrao de Ligante - Mtodo Rotarex

    chegou-se aos resultados expostos na Tabela 4.1. Na mesma tabela so expostos os valores

    obtidos para as trs amostras ensaiadas e a mdia entre eles.

    Tabela 4.1 - Resultado do Teor de Ligante da Amostra A.

    Amostra Peso da

    Amostra Total (g)

    Betume Extrado(g) % Betume

    ROT CAE A 1 1000,02 926,87 7,31

    ROT CAE A 2 1000,01 940,01 6,00

    ROT CAE A 3 1000 935,11 6,49

    Teor de Ligante - - 6,60

    A norma DNIT 031/2006 - ES: Pavimentos flexveis - Concreto Asfltico especifica que um

    CBUQ deve possuir um percentual de ligante entre 4% e 9%, variando conforme a faixa

    granulomtrica (A, B ou C) da mistura. Neste sentido, o valor encontrado de 6,60% est dentro

    dos limites admissveis. Entretanto, necessrio ressaltar que este teor est acrescentado do

    teor de aditivo retardador de pega, muito embora imagine-se que este seja pequeno.

    Santana (2016) ao estudar as amostras 01 e 02 de concreto asfltico estocvel de um

    fabricante franqueado em Aracaju, Sergipe, encontrou os teores 12,11% e 5,89%

    respectivamente. Ao comparar os resultados de Santana (2016) com o obtido para a Amostra

    A, verifica-se que a amostra 02 aproxima-se um pouco mais da Amostra A. No entanto,

    possvel perceber que, por se tratarem de fabricantes diferentes, no h um padro na

    dosagem das misturas.

    4.2 Anlise Granulomtrica

    As curvas granulomtricas obtidas atravs do ensaio de trs amostras so expostas a seguir

    no Figura 4.1. Nele possvel notar que as amostra 1 e 2 ficaram completamente contidas

    entre os limite correspondentes Faixa C do DNIT. J a amostra 3 ficou enquadrada entre os

    limites.

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