ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE MISTURAS ASFÁLTICAS DENSAS
CONSIDERANDO A VARIAÇÃO DE TEMPERATURA
Valdir dos Santos Barboza Junior
Acadêmico de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Eduardo Martins Renz
Acadêmico de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Marina Frederich de Oliveira
Acadêmica de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Lucas Eduardo Dornelles
Acadêmico de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Mauricio Silveira dos Santos
Mestrando em Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Deividi da Silva Pereira
Professor Doutor do Departamento de Transportes da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Luciano P. Specht
Professor Doutor do Departamento de Transportes da Universidade Federal de Santa Maria
[email protected]
Resumo. Este artigo tem por objetivo
avaliar os efeitos da suscetibilidade térmica
em diferentes tipos de ligantes asfálticos nos
ensaios de módulo de resiliência e de
resistência à tração por compressão
diametral. Para tanto, foram ensaiados 32
corpos de prova divididos em 4 tipos de
ligantes diferentes (TLA, TLA FLEX, 50/70 e
60/85) que foram divididos para serem
ensaiados nas temperaturas de 15, 25 e 35
graus. Os ensaios foram realizados e podese observar que as misturas com TLA FLEX
e TLA são mais rígidas e que a maiores
diferenças de resistência a tração ocorre na
temperatura de 25ºC.
Palavras-chave: Variação de temperatura.
Ligantes convencionais. Ligantes
modificados.
1.
INTRODUÇÃO
O
desempenho
adequado
do
revestimento asfáltico depende da aquisição
de uma adequada mistura com graduação e
de um teor ideal de ligante asfáltico, de
modo a proporcionar durabilidade, conforto
e segurança ao rolamento dos veículos,
resistência às cargas aplicadas, deformações,
desagregações e fraturas, sem se tornar
instável ao tráfego e às condições climáticas
(Bock.,2009).
A mistura asfáltica pode ser definida
como uma combinação de material de
enchimento, materiais granulares e ligante
asfáltico em proporções pré-estabelecidas,
onde o ligante asfáltico tem função de
aglutinante entre os agregados, de forma a
fornecer resistência e impermeabilidade
(Patriota.,2004).
O dimensionamento de pavimentos
flexíveis por muitos anos foi realizado a
partir de métodos empíricos, contudo a
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necessidade de um
método de
dimensionamento racional fez com que fosse
criado o método “mecanístico”, que
considera a análise de deformações e tensões
em meios elásticos. Conforme a necessidade
diversos ensaios foram surgindo, como por
exemplo, ensaios para caracterização das
misturas, como o ensaio de Resistência à
Tração por Compressão Diametral, o ensaio
de Módulo de Resiliência e entre outros
(Vasconcelos.,2004).
O ensaio de Resistência à Tração por
Compressão Diametral consiste em aplicar
duas forças concentradas e diametralmente
opostas de compressão em um cilindro, em
consequência gerando tensões de tração
uniformes perpendiculares a este diâmetro.
(Bernucci et al.,2006). O presente ensaio
segue a norma da Associação Brasileira de
Normas
Técnicas
(ABNT),
NBR
15087:2012, a mesma fornece as diretrizes
para a execução do ensaio.
Figura 1 – Esquema do ensaio de
Resistência à Tração por Compressão
Diametral
Fonte: Bernucci et al (2006)
Segundo Balbo (2007), o Módulo de
Resiliência representa a capacidade de um
material não conservar deformações depois
de interrompida a ação da carga.
A relação entre o valor de módulo de
resiliência e a resistência à tração do
material tem sido empregada na dosagem de
misturas asfálticas, pois quanto mais rígido,
maior é a sua capacidade como camada de
reter esforços no próprio material,
aumentando o efeito de placa da camada, o
que acaba induzindo maiores tensões de
tração no material. Logo, não há benefício
em um aumento do módulo de resiliência da
camada sem o devido aumento de sua
resistência, pois para diminuir as tensões de
tração na fibra inferior, seria necessário
aumentar a espessura da camada (Balbo
.,2007).
O alvo da pesquisa é avaliar os efeitos
da suscetibilidade térmica
em diferentes
tipos de ligantes nos ensaios de módulo de
resiliência e de Resistência à Tração por
Compressão Diametral.
2.
DESENVOLVIMENTO
2.1 Metodologia
Para a realização dos ensaios foram
moldados 32 corpos de prova, para estes,
foram utilizados agregados da pedreira de
Santo Antonio da Patrulha – RS. Foram
confeccionados 8 corpos de prova com os
seguintes ligantes: TLA, TLA FLEX, 50/70
e 60/85. Foram moldados 3 corpos de prova
para serem ensaiados na temperatura de 15
graus, 3 na temperatura de 35 graus e 2 na
temperatura de 25 graus. Os ensaios de
Módulo de Resiliência seguem as prescrições
da norma do DNER-ME 133/94 e o ensaio foi
realizado na máquina UTM-25.
O equipamento (Figura3) utilizado na
pesquisa para realização do Módulo de
Resiliência (Mr) é composto por um pistão
que fornece um carregamento repetido
pulsante com auxílio de um dispositivo
pneumático, conectado a um regulador de
tempo e freqüência de 1Hz. O equipamento
funciona dentro de uma câmara com
temperatura controlada.
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Figura 2 - Máquina UTM-25.
Figura 4 - Prensa Marshall modelo
CSR-5T.
Com os dados adquiridos nestes ensaios,
será possível posteriormente realizar uma
análise das deformações que ocorreriam às
amostras caso fossem empregadas em
campo, através de uma análise mecanicista
com a utilização do programa SisPav.
Figura 3- Equipamento utilizado para o
ensaio de Módulo de Resiliência.
Os
corpos
de
prova
foram
condicionados na maquina em suas
respectivas temperaturas(15°,25° e 35°) pelo
menos 12 horas antes dos ensaios.
Após os ensaios de Mr foram realizados
os ensaios de Resistência a Tração seguindo
as prescrições da norma DNER-ME 138/94.
Os corpos de provas foram ensaiados na
maquina Prensa Marshall modelo CSR-5T.
2.2 Resultados
De acordo com o Figura 5- Módulo de
Resiliência(MR) X Temperatura °C( Temp)
pode-se observar que o ligante TLA Flex
possui maior MR na temperatura de 15°C.
MR
(MPa)
Te
mp
(C)
Figura 5: Módulo de Resiliência(MR) X
Temperatura °C( Temp)
Na Figura 6- Resistência à Tração(RT)
X Temperatura °C (Temp) observa-se que o
ligante TLA Flex obteve uma maior RT em
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todas as temperaturas testadas
comparação com os outros ligantes.
.
em
Figura 6: Resistência à Tração(RT) X
Temperatura °C (Temp)
3. CONCLUSÕES
De acordo com o gráfico da figura 5, as
misturas com TLA Flex e TLA são mais
rígidas e assim são melhores para emprego
em trechos com problema de deformação
permanente.
A partir do gráfico da figura 6 podemos
verificar que as maiores diferenças de
resistência a tração é na temperatura de 25°C
. O ligante com maior RT é o TLA Flex e
de menor resistência é o 50/70.
Agradecimentos
À Petrobrás pelas bolsas de iniciação
científica e ao LMCC e Geppasv pelo local e
equipamentos para realização dos ensaios.
4. REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA
DE
NORMAS TÉCNICAS. NBR 15087:
Misturas asfálticas – Determinação da
resistência à tração por compressão
diametral. Rio de Janeiro. 2012.
BOCK, A. L. DESEMPENHO À FADIGA
DE MISTURAS EM CONCRETO
ASFÁLTICO
COM
DIFERENTES
FORMAS DE INCORPORAÇÃO DE
CAL, Trabalho de conclusão de curso,
UNIJUI - Universidade Regional do
Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul,
Ijuí, 2009.
BERNUCCI , Liedi Bariani et al.
Pavimentação Asfáltica: Formação Básica
para Engenheiros. Rio de Janeiro,
PETROBRAS, ABEDA. 504p. 2006.
DEPARTAMENTO
NACIONAL
DE
ESTRADAS E RODAGEM. Misturas
Betuminosas – Determinação do Módulo de
Resiliência. DNER – ME 133/94. Rio de
Janeiro, 1994, 5p.
DEPARTAMENTO
NACIONAL
DE
ESTRADAS DE RODAGEM. Misturas
Betuminosas – Determinação da Resistência
à Tração por Compressão Diametral.
DNER – ME 138/94. Rio de Janeiro, 1994, 4p.
PATRIOTA, Marcelo de Barros. Análise
Laboratorial de Concreto Betuminoso
Usinado à Quente Modificado com Adição
de Borracha Reciclada de Pneus –
Processo Seco. 128f. Tese (Mestrado em
Ciências em Engenharia Civil) – Programa
de
Pós-Graduação
em
Engenharia,
Universidade Federal do Rio de Janeiro.
2004.
VANCONCELOS,
Kamilla
Lima.
Comportamento Mecânico de Misturas
Asfálticas a Quente Dosadas pelas
Metodologias Marshall e Superpave com
Diferentes Granulometrias. Dissertação de
mestrado, Universidade Federal do Ceará,
Fortaleza, 132p., 2004.
BALBO, José Tadeu. Pavimentação
Asfáltica
–
materiais,
projeto e
restauração. São Paulo, Oficina de Textos,
558p. 2007.
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