Influência do índice de forma na resistência de uma mistura asfáltica
padrão.
Maximiliano Muñoz Cavalcanti
Acadêmico do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul
[email protected]
Rodrigo Santos da Silva
Técnico em formação do Curso Técnico em Estradas da Escola Técnica Parobé
[email protected]
Jorge Augusto Pereira Ceratti
Professor Universidade Federal do Rio Grande do Sul
[email protected]
Lélio T. Brito
Professor Pesquisador do Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Rio
Grande do Sul (LAPAV/UFRGS)
[email protected]
Resumo. O seguinte trabalho apresenta a
importância da forma e textura do agregado
asfáltico, que compõem a maior parte da
mistura, visando avaliar a influência do
formato do agregado, se ele é angular,
lamelar ou cúbico, na resistência de uma
mistura asfáltica padrão, que será submetida
a uma tração indireta por compressão
diametral. Analisando, no fim, se a forma do
agregado interfere ou não.
Devido
à
variabilidade
nas
características dos agregados será feita uma
avaliação na capacidade do corpo de prova
resistir a tração indireta por compressão
diametral. Essa diferença será estudada e
avaliada levando em consideração a forma do
agregado, sendo ele mais cúbico ou mais
lamelar.
2. OBJETIVO DA PESQUISA
Palavras-chave: Forma do Agregado.
Resistência. Mistura Asfáltica.
1.
INTRODUÇÃO
Misturas asfálticas, em geral, são
compostas por agregados e ligante asfáltico.
Os agregados formam o esqueleto mineral e
são responsáveis por cerca de 90 a 95% das
mesmas, em peso. A correta caracterização de
agregados com relação às propriedades de
forma (forma, angularidade e textura)
conduzirá a uma melhor previsão de
desempenho de pavimentos.
O ensaio utilizado para caracterizar a
forma do agregado, utilizado na pesquisa,
determina
a
variação
dos
eixos
multidirecionais das partículas que compõem
o agregado, definindo-a pelo índice de
Forma.
Este trabalho tem como objetivo, analisar
a variabilidade apresentada nas misturas
asfálticas devido à diferença na forma e
textura de agregados graúdos de origens
basálticas de diferentes pedreiras. Para tanto,
vai-se utilizar uma mistura padrão, usando
como referência o centro da faixa C
estabelecida pelo DNIT.
3. METODOLOGIA
Segundo a Norma rodoviária DNER-ME
086/94 a granulometria do material e a faixa
escolhida para separação dos agregados foi a
faixa C, onde foi separado 2000 g de
agregado passante da peneira circular com
crivo de 19,0 mm e retido no crivo de 16,0
mm, 2000 g de agregado passante da peneira
circular com crivo de 16,0 mm e retido no
crivo de 12,7 mm, 2000 g de agregado
passante da peneira circular com crivo de
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12,7 mm e retido no crivo de 9,5 mm Após o
material ser separado nas peneiras circulares,
o mesmo é submetido ao crivo redutor de
abertura igual à metade do tamanho diretriz
correspondente, anotando o peso retido no
primeiro crivo. O material que passar no
primeiro crivo, deverá ser testado em um
segundo crivo redutor de abertura igual a 1/3
do tamanho diretriz da fração. Anota-se o
peso do material retido nesse segundo crivo.
Essa operação se repete em todas as frações
que compõem a graduação escolhida.
O resultado é determinado em relação ao seu
peso inicial e ao percentual retido em cada
crivo redutor, sendo calculado pela
expressão:
F= [ P1 + 0,5 P2 ] ÷ 100 n
F = Índice de forma
P1 = soma das percentagens retidas no
primeiro crivo, de todas as frações que
compõem a graduação.
P2 = soma das percentagens retidas no
segundo crivo, de todas as frações que
compõem a graduação.
n = número de frações (ou de tamanhos
diretrizes) que compõem a graduação
escolhida.
Tabela 1. Índice de forma da pedreira
CONCEPA
Retido (g) % Retida Retido (g) % Retida
1447,3
72,93
399,4
20,13
1479,3
74,46
375,8
18,92
921,1
66,25
374,3
26,92
Índice de Forma
0,82
446,3
44,47
387
38,56
355,4
36,42
385,4
39,50
Índice de Forma
0,56
Seguindo a norma brasileira ABNT BNR
15087, foi medido a altura do corpo de
prova com paquímetro em quatro posições
diametralmente opostas e foi feita uma
média aritmética das quatro leituras. Após a
medição da altura, mediu-se o diâmetro do
corpo de prova, em quatro posições, com
duas leituras perpendiculares entre si em
cada uma das faces do corpo de prova. O
diâmetro é o valor da média aritmética das
quatro leituras.
Tabela 3. Leitura média das dimensões dos
corpos de prova.
Identific.
Dimensões
nº CP
h CP
d CP
1 RB
6,11
10,20
2 RB
6,16
10,20
3 RB
6,17
10,20
1' C
6,50
10,20
2' C
6,45
10,20
3' C
6,42
10,20
Retido (g) % Retida Retido (g) % Retida
1686,3
84,32
278,3
13,92
1282
64,10
583,8
29,19
1115,9
55,80
780,4
39,02
Índice de forma
0,82
222,1
22,21
626,4
62,64
238,5
23,85
553,9
55,39
Índice de forma
0,52
Tabela 2. Índice de forma da pedreira Rio
Bonito
Após a medição do corpo de prova, ele é
apoiado sobre uma de suas geratrizes em
compartimento, câmara ou ambiente com a
temperatura controlada de (25 ± 0,5) C, por,
no mínimo, 4 horas antes da realização do
ensaio por compressão diametral.
Após a climatização, posicionou-se o corpo
de prova no dispositivo centralizador em
contato com dois frisos metálicos.
Caso a prensa mecânica não se encontre em
ambiente climatizado à mesma temperatura
do ensaio, o início da aplicação de carga
dever ser feito, no máximo, em 10 minutos
após a retirada do corpo de prova da câmara
ou compartimento climatizado. Após
posicionar o corpo de prova, aplica-se uma
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carga de compressão progressivamente, a
uma velocidade de deslocamento de
(0,8±0,1) mm/s, até que se dê a ruptura por
separação do corpo de prova em duas partes
similares.
Identific.
Det. da Densidade
Dens.
Aparente
P. Imerso Sup. Seca PS/(PSSPI)
749,30
1244,50
2,512
nº CP
Peso AR
1 RB
1243,80
2 RB
1249,60
755,70
1250,20
2,527
RT = [2F] ÷ πDH
3 RB
1251,70
755,70
1253,50
2,514
1' C
1255,90
735,70
1256,60
2,411
RT é a resistência à tração por compressão
diametral à temperatura do ensaio, expressa
em (MPa), com precisão de 0,01 MPa;
2' C
1248,80
731,00
1249,90
2,407
Tabela 5. Massa Específica Máxima Medida
F é a carga de ruptura, expressa em (N), com
precisão de 20N;
Pedreira DMM (g/cm3)
H é a altura do corpo de prova, expressa em
(mm), com precisão de 0,1 mm
A resistência à tração por compressão
diametral deve ser a média de três corpos de
prova moldados em laboratório nas mesmas
condições e ensaiados sob os mesmos
procedimentos.
Tabela 3. Leitura das dimensões dos corpos
de prova.
Identific.
Leitura
nº CP
mm
1 RB
2 RB
3 RB
1' C
2' C
3' C
0,29
0,31
0,3
0,33
0,35
0,34
RT
0,70
0,74
0,72
0,75
0,80
0,78
Para fins práticos a determinação da
densidade aparente dos corpos de prova e a
massa específica máxima medida foram
calculadas e podem ser verificadas na tabela
abaixo.
Tabela 4. Densidade aparente
2,538
2,63
Concepa
D é o diâmetro do corpo de prova, expresso
em (mm), com precisão de 0,1 mm;
Rio Bonito
Tabela 6. Volume de Vazios
Identific.
nº CP
Dens.
Aparente DMM
(g/cm3)
1 RB
PS/(PSSPI)
2,512
2 RB
2,527
3 RB
2,514
1' C
2,411
2' C
2,407
3' C
2,409
Volume
Volume
de Vazios de Vazios
Média
2,63
2,63
2,63
2,538
2,538
2,538
4,48
3,92
4,41
5,00
5,16
5,08
4. CONCLUSÃO
Há um consenso de que as propriedades dos
agregados tem influência direta no
comportamento dos revestimentos asfálticos
quanto a deformações permanentes, e
afetam, embora em menor grau, o
comportamento relacionado ao trincamento
por fadiga e por baixas temperaturas.
A angularidade do agregado graúdo garante
o atrito entre as partículas que propicia a
resistência à deformação permanente.
Devido à fixação do teor de ligante e da
faixa fixada, a diferença entre um agregado
mais angular e um mais cubico, acarretará
em um corpo de prova com maior ou menor
intertravamento dos agregados, gerando,
assim, uma mistura asfáltica com maior ou
menor resistência.
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4,27
4,27
4,27
5,08
5,08
5,08
Diante dos resultados apresentados,
duas propostas foram feitas. É de comum
conhecimento que a resistência de uma
mistura asfáltica não depende somente da
forma em si do agregado, e sim, de múltiplos
fatores. Dentro desde trabalho foram
desenvolvidas diversas suposições para
minimizar a influência dessas outras
características na resistência da mistura. O
centro de faixa foi escolhido para os dois
agregados basálticos a fim de não existir
influência da granulometria do material. Foi
escolhido um teor de 5% de ligante asfáltico
para a mistura para que não existisse maior
ou menor quantidade do mesmo,
influenciando, assim, na capacidade de
resistência. Por fim, foi testada a resistência
dos corpos de prova, e averiguou-se que
existe uma diferença na resistência do
material, porém, ela não pode ser,
exclusivamente, explicada por meio da
forma do agregado. Por esse motivo, outros
ensaios foram realizados para averiguar a
real causa da diferença nas resistências.
Diante das evidências, duas observações
foram feitas. Em um material que foram
realizadas todas as intervenções antes
citadas para direcionar a influência para a
forma do agregado, e que contêm
capacidade de absorção e densidades
parecidas, o índice de forma afetou a
resistência à tração, devido ao fato de que
partículas mais achatadas quando sujeitas a
tração quebram com maior facilidade. Porém
quando analisados dois materiais, com
capacidades de absorção diferentes e
densidades que diferem entre si, a influência
do índice de forma não pode ser separada e
analisada com exclusividade, a capacidade
de absorver o ligante e a densidade do
agregado influenciam diretamente na
densidade da mistura, o que tem uma
relevância ainda maior que a forma do
agregado para a resistência da mistura.
Diante disso, a simples análise da forma não
seria suficiente para entender a diferença nas
resistências à tração.
REFERÊNCIAS
LIEDI, B. B.; MOTTA, L.M.G.; CERATTI,
J.A.P.; SOARES, J.B. Pavimentação
asfáltica: formação básica para engenheiros.
Rio de Janeiro, RJ, Brasil: PETROBRAS:
ABEDA, 2010.
Norma ABNT NBR 15573; Densidade
Aparente.
Norma DNER-ME 086/94; Determinação do
Índice de forma.
Norma ABNT NBR 15087/2012 e DNERME 136/2010; Resistência à tração por
compressão diametral de misturas asfálticas.
Norma DNER-ME 195/97 e ABNT NBR
6458/84; Determinação da Absorção, massa
específica real e aparente de agregados
graúdos.
Norma NBR 15619/2012; Massa Específica
Máxima Medida MEMM – RICE.
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