UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO ... - Associação Brasileira das Empresas...

1

UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO

ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS EENGENHARIAS

Curso de Graduação em Engenharia Civil

EDUARDO PASCHE

ANÁLISE DO DESEMPENHO DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM A

INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO E CAL

Ijuí/RS

2013

2

EDUARDO PASCHE



Trabalho de Conclusão do Curso de Graduação em Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil

Orientador: José Antonio Santana Echeverria

Ijuí/RS

2013

3

EDUARDO PASCHE



Trabalho de Conclusão de Curso defendido e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelo membro da banca examinadora

Banca examinadora

________________________________________

Prof. José Antonio Santana Echeverria, Mestre - Orientador

________________________________________

Prof. Carlos Alberto Simões Pires Wayhs, Mestre

Ijuí, 26 de Novembro de 2013

4

Dedico este trabalho aos meus pais,

irmãs, familiares, namorada e amigos, que

sempre me deram apoio e ajuda nas horas

difíceis, MUITO OBRIGADO!

5

AGRADECIMENTOS

Primeiramente gostaria de agradecer meus pais, pelo incentivo e pela confiança que

depositaram em mim, pois sem eles essa conquista não teria se realizado.

Ao Mestre José, pela orientação prestada, pela disponibilidade de tempo, apesar de ser

professor hora/aula na UNIJUÍ sempre esteve pronto para me atender e a incentivar a buscar

sempre mais. Ao Professor Luciano P. Specht, que me iniciou nas pesquisas acadêmicas e me

tornou apaixonado pela pavimentação.

Aos amigos e colegas de pesquisa, que sem a ajuda deles, não teria conseguiria realizar

sozinho esse trabalho: André Zwirtes, Emmanuelle Garcia, Felipe dos Anjos, Jaciele Strider e

Ricardo Fengler.A todos os amigos e colegas Petianos que sofreram juntos pela falta ou atraso

das bolsas, saibam que todos contribuíram de alguma forma. Aos amigos da engenharia que

sempre me apoiaram em especial para Carlos Filipe Santos Correia e Silva e Fernando Boeira,

que me auxiliou com os ensaios em Santa Maria, sempre serei grato.

Aos laboratoristas e amigos do LEC Luis Donato e Felipe, pelo auxilio durante o curso

e pela realização dos ensaios, agradeço todo o apoio e amizade. A secretaria do curso

Cassiana Oliveira, a quem tanto ajudou nas partes burocráticas.

Enfim gostaria de agradecer profundamente a todos que de alguma forma contribuíram

com este trabalho, principalmente todos os professores da UNIJUÍ seja por orientação técnica,

ou por amizade.

6

RESUMO

Uma das formas para a correção dos defeitos dos pavimentos é a utilização da técnica de fresagem do revestimento. Esta técnica gera um resíduo denominado fresado. Quando não há especificação no projeto para a utilização do fresado, ocorrem problemas na disposição final desses resíduos em locais impróprios, como ao longo das rodovias, em aterros sanitários ou má utilização como revestimento primário. Neste trabalho será desenvolvido o estudo da incorporação do fresado no Concreto Asfáltico (CA), em laboratório. O planejamento dessa pesquisa se dá pela substituição de 10% e 20% de agregado mineral por material fresado asfáltico, e a substituição de 1% de fíler por cal calcítica, realizando os ensaios de dosagem Marshall, resistência à tração por compressão diametral (Rt), ensaio de módulo de resiliência (Mr), Metodologia Lottman Modificada e a Cantabro-Abrasão Los Angeles. Os resultados foram uma redução no teor de ligante para as misturas com incorporação de fresado e adição de cal e uma maior resistência a tração para estas misturas. Porém uma maior perda de massa e maior dano em relação à umidade induzida. A pesquisa demonstrou que houve êxito na incorporação de fresado no concreto asfáltico, e esta pode proporcionar minimização dos rejeitos da pavimentação, reduzir a exploração de novas fontes de materiais e os custos na recuperação das vias e contribuir para a diminuição do impacto ambiental causado por todo ciclo de vida do concreto asfáltico.

Palavras-chave: fresado, resíduo, concreto asfáltico

7

LISTA DE FIGURAS

Figura 01 - Corte transversal no Pavimento Asfáltico ............................................................. 18

Figura 02 - Representação convencional de curvas granulométricas ....................................... 20

Figura 03 - Realização da fresagem em uma rodovia .............................................................. 25

Figura 04 - Representação de um rolo de corte com os bits ..................................................... 26

Figura 05 - Jazida da Pedreira Paim ......................................................................................... 32

Figura 06 - Depósito provisório próximo a ETA de Ijuí .......................................................... 33

Figura 07 - Volume real, aparente e efetivo do agregado ........................................................ 35

Figura 08 - Amostra de agregado graúdo submerso ................................................................. 35

Figura 09 - Ensaio Cesto Metálico ........................................................................................... 36

Figura 10 - Picnômetro na bomba de vácuo ............................................................................. 37

Figura 11 - Demonstração do Rotarex ...................................................................................... 38

Figura 12 - Ensaio de Compressão Diametral no corpo de prova ........................................... 40

Figura 13 - Máquina de Abrasão Los Angeles ........................................................................ 42

Figura 14 - Curva granulométrica dos materiais ...................................................................... 44

Figura 15 - Composição Granulométrica da mistura REF ....................................................... 47

Figura 16 - Parâmetros da dosagem da mistura REF ............................................................... 48

Figura 17 - Composição Granulométrica da mistura F10 ........................................................ 49

Figura 18 - Parâmetros da dosagem da mistura F10 ................................................................ 50

Figura 19 - Composição Granulométrica da mistura F20 ........................................................ 51

Figura 20 - Parâmetros da dosagem da mistura F20 ................................................................ 52

Figura 21 - Composição Granulométrica da mistura F10C1 .................................................... 53

Figura 22 - Parâmetros da dosagem da mistura F10C1 ............................................................ 54

Figura 23 - Composição Granulométrica da mistura F20C1 .................................................... 55

8

Figura 24 - Parâmetros da dosagem da mistura F20C1 ............................................................ 56

Figura 25 - Teores de ligante adicionados em cada mistura ..................................................... 57

Figura 26 - Média da Resistência à Tração (Rt) das misturas .................................................. 58

Figura 27 - Média das Resistências à Tração Retida (RRt) das misturas ................................. 60

Figura 28 - Média da perda de massa das misturas .................................................................. 61

9

LISTA DE QUADROS

Quadro 01 - Classificação da forma dos agregados ................................................................. 21

Quadro 02 - Número de corpos de prova ................................................................................. 31

Quadro 03 - Limites das faixas de trabalho da composição granulométrica do DNIT ............ 39

Quadro 04 - Porcentagem média passante de cada material .................................................... 43

Quadro 05 - Densidades dos materiais através do cesto metálico ............................................ 44

Quadro 06 - Densidades dos materiais através do picnômetro ................................................. 45

Quadro 07 - Resultados da absorção dos materiais .................................................................. 45

Quadro 08 - Resultados da extração de betume do material fresado........................................ 45

Quadro 09 - Teor de ligante das misturas ................................................................................. 46

Quadro 10 - Resumo dos parâmetros de cada mistura ............................................................ 57

Quadro 11 - Resultados da Resistência à Tração (Rt) média das misturas .............................. 58

Quadro 12 - Valores das Rt1, Rt2 e RRt .................................................................................. 59

Quadro 13 - Resultados da perda de massa média das misturas .............................................. 61

10

LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS

# - Abertura nominal das peneiras

ºC - Graus Celsius

A - Absorção dos agregados

A.C. - Antes de Cristo

ABEDA - Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

ADP - Asfaltos Diluídos de Petróleo

AMB - Asfaltos Modificados por Borracha de Pneus

AMP - Asfaltos Modificados por Polímeros

ANP - Agência Nacional do Petróleo

AR - Asfaltos Rejuvenescedores

CA - Concreto Asfáltico

CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo

CBUQ - Concreto Betuminoso Usinado a Quente

cm - Centímetro

CNT - Confederação Nacional do Transporte

CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente

CP ou CP´s - Corpo de prova ou Corpos de prova

CPA - Camada Porosa de Atrito

Da - Densidade aparente dos agregados

DAER/RS - Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul

Def- Densidade efetiva dos agregados

DNER - Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte

11

Dr – Densidade real dos agregados

EAP - Emulsão Asfáltica de Petróleo

ETA - Estação de Tratamento de Água

Mr - Módulo de Resiliência

mm - Milímetro

NBR - Normal Brasileira

Rt - Resistência a Tração

SMA - Stone Matrix Asphalt

UFSM - Universidade Federal de Santa Maria

UNIJUÍ - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

WAPA - Washington Asphalt Pavement Association

12

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 14

1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 17

1.1 PAVIMENTOS .................................................................................................................. 17

1.1.1 Camadas do Pavimento Asfáltico ................................................................................. 18

1.2 MATERIAIS DE PAVIMENTAÇÃO ............................................................................... 19

1.2.1 Agregado mineral .......................................................................................................... 19

1.2.1.1 Classificação do Agregado ........................................................................................... 19

1.2.1.2 Características Importantes para o Agregado ............................................................... 21

1.2.2 Ligantes asfálticos .......................................................................................................... 21

1.3 MISTURA ASFÁLTICA ................................................................................................... 22

1.3.1 Tipos ................................................................................................................................ 23

1.3.1.1 Misturas Usinadas ........................................................................................................ 23

1.3.1.2 Mistura Asfáltica Reciclada.......................................................................................... 24

1.4 FRESAGEM ....................................................................................................................... 25

1.4.1 Tipos ................................................................................................................................ 25

1.4.2 Equipamentos utilizados ............................................................................................... 26

1.5 DOSAGEM ........................................................................................................................ 26

1.5.1 Dosagem para Mistura à Quente ................................................................................. 27

1.5.2 Dosagem de Misturas Recicladas à Quente ................................................................. 28

1.5.2.1 Passos Preparatórios ..................................................................................................... 28

1.5.2.2 Avaliações dos Materiais ............................................................................................. 28

1.5.2.3 Dosagem da Mistura ..................................................................................................... 29

2 METODOLOGIA ................................................................................................................ 30

13

2.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA .................................................................................. 30

2.2 PLANEJAMENTO DA PESQUISA ................................................................................. 30

2.3 MATERIAIS UTILIZADOS .............................................................................................. 31

2.3.1 Agregados Minerais ....................................................................................................... 31

2.3.2 Cal ................................................................................................................................... 32

2.3.3 Ligante Asfáltico ............................................................................................................ 33

2.3.4 Agregado Reciclado ....................................................................................................... 33

2.4 PROCEDIMENTOS DE ENSAIOS E DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS .............. 34

2.4.1 Caracterização dos materiais ....................................................................................... 34

2.4.1.1 Análise granulométrica ................................................................................................. 34

2.4.1.2 Massa específica e absorção de água dos materiais ..................................................... 34

2.4.1.3 Teor de ligante .............................................................................................................. 37

2.4.2 Caracterização das misturas asfálticas ........................................................................ 38

2.4.2.1 Dosagem Marshall ....................................................................................................... 38

2.4.2.2 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ........................................ 40

2.4.2.3 Ensaio de Módulo de Resiliência ................................................................................ 41

2.4.2.4 Ensaio Metodologia Lottman Modificada .................................................................... 41

2.4.2.5 Ensaio Desgaste por Abrasão - Abrasão Los Angeles ................................................. 42

3 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................................. 43

3.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................................ 43

3.1.1 Análise granulométrica ................................................................................................. 43

3.1.2 Massa específica e absorção de água dos materiais .................................................... 44

3.1.3 Teor de ligante ............................................................................................................... 45

3.2 CARACTERIZAÇÃO DAS MISTURAS ASFÁLTICAS ................................................ 46

3.2.1 Dosagem Marshall .......................................................................................................... 46

3.2.2 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ........................................... 58

3.2.3 Ensaio de Módulo de Resiliência ................................................................................... 59

3.2.4 Ensaio Metodologia Lottman Modificada ....................................................................... 59

3.2.5 Ensaio de Cantabro- Abrasão Los Angeles ..................................................................... 60

CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 62

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 64

14

INTRODUÇÃO

O tema da pesquisa é a respeito de Pavimentação Asfáltica, ou seja, este trabalho aborda

a utilização de materiais em revestimentos betuminosos do tipo concreto asfáltico, buscando

avaliar a incorporação de 10% e 20% de agregado mineral por material fresado asfáltico, e a

substituição de 1% de fíler por cal.

Se fosse feito uma pergunta sobre o porquê da pesquisa esta seria, qual o efeito da

incorporação de fresado e cal nas misturas de concreto asfáltico, em substituição aos

agregados disponíveis na micro região colonial do noroeste do estado do Rio Grande do Sul,

levando em conta as propriedades mecânicas e de adesividade?

O objetivo geral da pesquisa é avaliar o efeito de diferentes teores de fresado asfáltico e

cal nas propriedades mecânicas e de adesividade de misturas asfálticas a quente, produzidas

nos municípios de Ijuí e Coronel Barros. Mais especificamente verificar a influência em

misturas a quente, com a incorporação de 10% e 20 % do fresado e de 1% da cal Calcítica,nos

ensaios laboratoriais: Dosagem Marshall, Resistência à Tração, Módulo de Resiliência,

Adesividade Lottman Modificado e Resistência ao Desgaste.

Esta pesquisa é relevante, porque segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura

de Transportes (DNIT), o país possui pouco mais de 1,7 milhões de quilômetros de estradas,

dos quais apenas cerca de 10% são pavimentados. Anualmente a Confederação Nacional dos

Transportes (CNT) realiza pesquisa sobre a qualidade dos pavimentos brasileiros, na Pesquisa

de Rodovias 2012 a classificação das rodovias no que diz respeito à qualidade do pavimento

15

mostra que, do total de 95.707 km pesquisados, 49,0% são classificados como Ótimo, 5,1%

Bom, 33,4% Regular, 8,6% Ruim e 3,9% Péssimo.

Conforme a Pesquisa CNT de Rodovias 2012, a qualidade da infraestrutura rodoviária

afeta a segurança das vias no transporte de passageiros. Além disso, os gastos hospitalares e

as perdas materiais representam elevados custos para o país. A partir do custo médio dos

acidentes e suas estatísticas, a Pesquisa CNT (2012) estimou que o país gastou R$ 15,71

bilhões com acidentes em 2011. Esse valor é maior que o investimento público em

infraestrutura rodoviária para o mesmo ano, quando foram investidos R$ 11,21 bilhões.

Nos pavimentos rodoviários ocorrem patologias como, buracos, afundamento na trilha

de rodas e ondulações, que causam sérios prejuízos à atividade econômica e à sociedade. Na

atividade econômica, conforme ABEDA (2013) o sistema rodoviário nacional transporta a

maior parte da economia, aproximadamente 61,2 %. Já para a sociedade, os defeitos causam

um aumento de tempo e de custo das viagens, o maior consumo de combustíveis e maior

desconforto aos usuários que por ela transitam.

Uma das formas para a correção dos defeitos nos pavimentos é a utilização da técnica de

fresagem do revestimento. Esta técnica gera um resíduo denominado fresado, que quando não

há especificação no projeto para sua utilização, acaba gerando problemas na sua disposição

final, normalmente sendo depositado em locais impróprios, como ao longo das rodovias, em

aterros sanitários ou má utilizado como revestimento primário, onde o uso do fresado pode se

tornar um passivo ambiental, pois as chuvas acabam carregando este resíduo para o leito dos

córregos.

O fresado é um material “nobre” (pois possui ligante asfáltico), e seu reaproveitamento

além de diminuir os passivos ambientais também diminuirá a exploração de novas jazidas de

agregados minerais, tornando assim seu descarte “insustentável ecologicamente”. O

reaproveitamento proposto nessa pesquisa será a incorporação de fresado no concreto

asfáltico, ou seja, a substituição em peso de porcentagens de agregados minerais por material

fresado asfáltico. Em outras regiões do país há pesquisas que comprovam o beneficio deste

reaproveitamento. Conforme Specht (2004), as utilizações de novas técnicas e de novos

materiais têm sido estudadas no mundo todo, sempre buscando melhorar a qualidade das

misturas e atenuar o problema da degradação prematura dos revestimentos.

16

Nesta pesquisa será desenvolvido o estudo da incorporação de fresado numa mistura a

quente, o tradicional Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) ou Concreto Asfáltico

(CA), em laboratório. A opção por mistura a quente se dá por dois motivos: pelo fato de ser o

revestimento asfáltico mais utilizado e popular no Brasil e outro pela facilidade de execução

no laboratório da UNIJUI, pois o mesmo possui os equipamentos necessários para a sua

realização.

Essa pesquisa visa contribuir para a melhoria da técnica de pavimentação da região. Se

houver êxito no estudo da incorporação de fresado no concreto asfáltico, pode-se proporcionar

minimização dos rejeitos da pavimentação, reduzir a exploração de novas fontes de materiais

e os custos na recuperação das vias e contribuir para a diminuição do impacto ambiental

causado por todo ciclo de vida do concreto asfáltico.

17

1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Nesta revisão são abordados assuntos como: agregados para pavimentação, materiais

betuminosos, pavimentos, revestimentos asfálticos, dosagem de misturas asfálticas, entre

outros.

1.1 PAVIMENTOS

A pavimentação tem uma história tão grande quanto à da própria civilização. Existem

relatos de estradas pavimentadas a 2600 A.C. , que eram vias com pedras encaixadas umas

nas outras que garantiam uma boa capacidade de suporte as cargas que nelas trafegavam.

Conforme a civilização evolui a pavimentação também, mostrando que a pavimentação é

importante para o desenvolvimento da população.

Conforme Senço (2001), pavimento é uma estrutura construída sobre a terraplenagem,

de múltiplas camadas, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços

provenientes do tráfego e aos esforços horizontais. Melhorando as condições de rolamento,

de conforto, economia e segurança do usuário.

Basicamente existem dois tipos de pavimentos: rígidos e flexíveis. Os rígidos são

chamados de pavimento de concreto-cimento e os flexíveis de pavimento asfáltico ou

concreto asfáltico.

A diferença entre os dois pavimentos são as suas camadas constituintes e as distribuição

dos esforços. Conforme Echeverria (2012) apud Yoder (1975), pavimento flexível é aquele

em que as deformações, até certo limite, não levam ao rompimento.

18

1.1.1 Camadas do Pavimento Asfáltico Conforme Balbo (2007), o pavimento flexível é constituído das seguintes camadas:

subleito, reforço do subleito, sub-base, base e revestimento. A Figura 01 demonstra um

esquema dessas camadas.

O revestimento asfáltico ou camada de rolamento é uma camada destinada a resistir

diretamente às ações dos veículos e a transmitir as tensões resultantes desse processo de

forma minimizada para as camadas abaixo, além de garantir segurança e conforto ao usuário

que nela trafegam.

A base é uma camada destinada a resistir às ações dos veículos e a transmití-las ao

subleito. A sub-base é uma camada complementar à base, com as mesmas funções dela, mas

não com os mesmos requisitos.

O reforço do subleito é uma camada que se aplica com objetivo de reduzir a espessura

da sub-base, ou quando o subleito tem uma qualidade muito ruim, por exemplo, um baixo

Índice de Suporte Califórnia.

Figura 01 - Corte transversal no Pavimento Asfáltico

Fonte: Próprio autor

Revestimento

Base

Sub-base

Subleito

Reforço do subleito

19

1.2 MATERIAIS DE PAVIMENTAÇÃO Os dois principais materiais que constituem o pavimento asfáltico são o ligante e os

agregados. Esses dois materiais unidos devem originar estruturas estáveis durante a vida útil

do pavimento.

1.2.1 Agregado Mineral

Segundo a NBR 9935 (2011) agregado é um material granular, geralmente inerte, com

dimensões e propriedades adequadas para a preparação de argamassa ou concreto. Os

agregados representam a maior parte constituinte do pavimento, cerca de 90% em peso do

conjunto asfalto.

1.2.1.1 Classificação do Agregado

Conforme Bernucci et al. (2007), os agregados classificam-se pela:

Natureza: Os agregados podem ser artificiais, naturais e reciclados. A NBR 9935 (2011) define

agregado natural como material pétreo granular que pode ser utilizado tal e qual encontrado

na natureza. A mesma norma também define agregado artificial como um material granular

resultante de processo industrial envolvendo alteração mineralógica, química ou físico-

química da matéria-prima original. E agregados reciclados como um material granular obtido

de processos de reciclagem de rejeitos ou subprodutos da produção industrial, mineração ou

construção ou demolição da construção civil.

Tamanho:

Os agregados podem ser graúdos, miúdos e de enchimento (fíler). O agregado graúdo

pela NBR 9935 (2011) é o agregado no qual os grãos passam pela peneira com abertura de

malha de 75 mm e ficam retidos na peneira nº4 (abertura de malha de 4,75 mm). O agregado

miúdo é agregado cujos grãos passam pela peneira nº4 e ficam retidos na peneira nº100 e o

fíler (denominado como finos pela norma) é o material granular que passa na peneira nº100.

20

Distribuição dos Grãos A distribuição dos grãos é geralmente medida pela análise de um gráfico denominado

de curva granulométrica. A curva granulométrica se obtém a partir de uma amostra de

agregado seco de peso conhecido, que é separado por meio uma série de peneiras com

aberturas variáveis.

Esta curva se classifica como densa, com degrau, uniforme ou aberta, todos

demonstrados na Figura 02. Conforme Bernucci et al. (2007), densa é quando o agregado

apresenta uma granulometria contínua, portanto, próximo da densidade máxima. E a com

degrau é quando o agregado proporciona pequena porcentagem de agregados com tamanhos

intermediários. Agregados com essa característica granulométrica são muito sensíveis a

segregação.

Segundo WAPA (2010), uniforme é quando o agregado apresenta uma granulometria

que contém a maioria das partículas numa faixa de tamanho muito estreito, ou seja, a curva

granulométrica é íngreme. Na sua essência, todas as partículas têm o mesmo tamanho. E a

aberta é quando o agregado contém apenas uma pequena percentagem de partículas de

agregados nas peneiras de menor abertura. Isso resulta em mais vazios de ar, porque não há

partículas pequenas suficientes para preencher os vazios entre as partículas maiores.

Figura 02 - Representação convencional de curvas granulométricas

Fonte: WAPA (21 -¿)

21

1.2.1.2 Características Importantes para o Agregado Conforme Bernucci et al. (2007), o revestimento asfáltico é um material composto por

agregados de vários tamanhos, unidos por um ligante asfáltico. A seleção dos agregados

depende da facilidade de encontrá-lo, do seu preço, da sua qualidade, da faixa de projeto

adotada, do tipo de revestimento utilizado e outros fatores.

Tamanho e Graduação

A distribuição granulométrica dos agregados é uma de suas

principais características e efetivamente influi no comportamento dos

revestimentos asfálticos. Em misturas asfálticas a distribuição

granulométrica do agregado influencia quase todas as propriedades

importantes incluindo rigidez, estabilidade, durabilidade,

permeabilidade, trabalhabilidade, resistência à fadiga e à deformação

permanente, resistência ao dano por umidade induzida etc.

(BERNUCCI et al.,2007)

Forma das Partículas Segundo Bernucci et al.(2007), a forma das partículas altera a trabalhabilidade e a

resistência ao cisalhamento da mistura asfáltica, e também muda a energia de compactação.

A NBR 6954 (1989) classifica as partículas em cúbica, alongada, lamelar e alongada,

classificando cada uma delas através de três dimensões: comprimento (a), largura (b) e

espessura(c), relacionando elas entre si, b/a e c/b, conforme demonstra o Quadro 01.

Quadro 01 - Classificação da forma dos agregados

Média das Relações b/a e c/b Classificação da Forma b/a > 0,5 e c/b >0,5 Cúbica b/a < 0,5 e c/b > 0,5 Alongada b/a >0,5 e c/b < 0,5 Lamelar b/a < 0,5 e c/b < 0,5 Alongada-lamelar

Fonte: NBR 6954

1.2.2 Ligantes Asfálticos O ligante asfáltico garante a união dos agregados, além de ser durável e resistente. No

Brasil atualmente são mais utilizados seis tipos de ligantes asfálticos, todos provenientes do

Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP). São eles:

22

CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo;

ADP - Asfaltos Diluídos de Petróleo;

EAP - Emulsões Asfálticas de Petróleo;

AMP ou AMB - Asfaltos Modificados por Polímeros ou por Borracha de Pneus;

AR e ARE - Asfaltos Rejuvenescedores;

Asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial;

Como todo derivado de petróleo, o Cimento Asfáltico de Petróleo deve atender as

especificações da Agência Nacional do Petróleo (ANP). Os CAP’s são classificados de

acordo com o resultado do ensaio de penetração NBR 6576 (2007), em: CAP 30-45, CAP 50-

70, CAP 85-100, CAP 150-200.

Quando os asfaltos convencionais não suprem as exigências do revestimento com CAP,

os ligantes modificados por polímeros se tornam opções. Ele adiciona características ao

ligante como a redução da susceptibilidade térmica e envelhecimento precoce do pavimento,

maior resistência ao afundamento na trilha de rodas e trincas por fadigas, reduz o

envelhecimento, entre outros. Alguns desses modificadores são: Elastômeros, Plastômeros,

Borracha de Pneu, Enxofre, Modificadores Químicos, Melhorador de Adesividade, Cal

Hidratada.

De acordo com Leite (1999) apud Bernucci (2007), em geral, as especificações para

polímeros baseiam-se em medidas de tensão versus deformação, viscosidade versus

temperatura, efeito de calor e do ar, estabilidade à estocagem, recuperação elástica,

suscetibilidade térmica e módulo de rigidez.

De acordo com Specht (2004), uma solução sustentável que tem sido aplicada hoje em

dia é a do asfalto-borracha, que é um ligante modificado por 12% a 18% de borracha de

pneus incorporada ao ligante asfáltico, ou misturas tipo agregado-borracha com adição por

um processo seco, que resultam em uma mistura com maior resistência à fadiga, deformações

permanentes e maior durabilidade.

1.3 MISTURA ASFÁLTICA Segundo as Especificações Gerais do DAER-RS (1998), a mistura asfáltica é uma

mistura de agregados, fíler e cimento asfáltico, que dosados de forma correta geram

23

vantagens ao pavimento, como impermeabilidade, estabilidade, durabilidade, flexibilidade,

resistência ao trincamento e à fadiga.

1.3.1 Tipos

Essas misturas se classificam em quatro principais tipos: Misturas Usinadas, Misturas in

situ em Usinas móveis, Recicladas e Tratamento Superficial.

1.3.1.1 Misturas Usinadas

A mistura de agregados e ligante é realizada em usina

estacionária e transportada posteriormente por caminhão para a pista,

onde é lançada por equipamento apropriado, denominado vibro

acabadora. Em seguida é compactada, até atingir um grau de

compressão tal que resulte num arranjo estrutural estável e resistente,

tanto às deformações permanentes quanto às deformações elásticas

repetidas da passagem do tráfego (BERNUCCI et al., 2007)

Dividem-se em dois tipos, a quente e a frio.

Mistura a Quente: A mistura do agregado e ligante é realizada com o aquecimento de ambos os materiais

numa determinada temperatura.

Concreto Asfáltico (CA) ou Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ):

Conforme as Especificações Gerais do DAER-RS (1998), o concreto asfáltico é uma mistura

flexível, resultante do processamento a quente, em uma usina apropriada, fixa ou móvel, de

agregado mineral graduado, material de enchimento ("fíler" quando necessário) e cimento

asfáltico, espalhada e comprimida a quente.

Camada Porosa de Atrito (CPA): Tem distribuição aberta, por isso a quantidade de

ligante não pode ser elevada. São consideradas porosas pela quantidade de vazios de ar

encontrada nelas, de 18 a 25 %. Segundo a Especificação de Serviço DNER (1999) esse

revestimento tem uma elevada permeabilidade, consequentemente diminuindo a lâmina e o

spray de água. Outra qualidade é a redução de ruído do rolamento.

24

Stone Matrix Asphalt (SMA): Tem distribuição com degrau, ou seja, tem elevada

porcentagem de agregado graúdo, gerando assim muitos vazios entre os agregados. Esses

vazios são ocupados por uma mistura de areia, fíler, ligante asfáltico e fibras. O consumo de

ligante é maior em relação as outras misturas. Tem boa drenagem e aderência com os pneus

em dias de chuva (devido a uma textura mais grosseira de superfície), boa flexibilidade e boa

estabilidade a temperaturas e elevada resistência ao desgaste.

Areia Asfalto Usinada a quente (AAUQ): Conforme as Especificações Gerais do

DAER-RS (1998), a AAUQ é uma mistura asfáltica a quente executada em usina apropriada,

composta de agregado mineral fino graduado e de cimento asfáltico de petróleo (CAP),

espalhada e comprimida em temperatura bem superior a do ambiente, na espessura do

projeto, satisfazendo às exigências da especificação do DAER.

Mistura a Frio:

A mistura do agregado e ligante é realizada com os materiais na temperatura ambiente,

talvez o ligante (EAP - Emulsão Asfáltica de Petróleo) possa ser pouco aquecido. Segundo

Bernucci et al. (2007), as vantagens de misturar a frio é pela utilização de equipamentos mais

simples, trabalhabilidade à temperatura ambiente, flexibilidade elevada e possibilidade de

estocagem.

1.3.1.2 Mistura Asfáltica Reciclada

A reciclagem asfáltica não é uma técnica nova. Segundo Kandhal apud Lima (2003), o

uso das técnicas de reciclagem de pavimentos asfálticos data do início do século passado,

mais precisamente por volta de 1915. Contudo, foram às exigências crescentes da economia e

da proteção ambiental, que promoveram em um maior destaque as técnicas e procedimentos

de reciclagem.

A reciclagem, nada mais é que o processo de reutilização de misturas asfálticas velhas

para produção de novas, aproveitando os agregados e o ligante de um pavimento asfáltico

deteriorado, com o acréscimo de novos materiais, como CAP ou EAP. A reciclagem pode ser

feita:

A quente: Utilizando CAP, agregados quentes e/ou agente rejuvenescedor.

A frio: Utilizando EAP, agregados a temperatura ambiente e agente rejuvenescedor

emulsionado.

25

Pode ser realizada em:

Usina: à quente ou à frio - o material fresado é levado para a usina;

In situ: à quente ou à frio - o material fresado é misturado com ligante no próprio local

do corte, seja à quente (CAP), seja à frio (EAP) por equipamentos especiais.

Os procedimentos de dimensionamento de misturas recicladas a quente, não são

diferentes dos de pavimentos de misturas convencionais. Desde que a mistura reciclada

atenda as mesmas especificações das misturas convencionais.

1.4 FRESAGEM

Segundo Bonfim (2001) fresagem é o corte de uma ou mais camadas do pavimento,

com espessura pré-determinada, por meio de processo mecânico realizado a quente ou a frio,

empregado como intervenção na restauração de pavimentos. Ou seja, é o corte de todo ou

parte do revestimento deteriorado por equipamento específico, conforme demonstra a Figura

03.

Figura 03 - Realização da fresagem em uma rodovia

Fonte: Echeverria (2012)

1.4.1 Tipos

Pode se classificar a fresagem de acordo com as espessuras de corte, usualmente em três

categorias: superficial, rasa e profunda.

A fresagem superficial é destinada apenas à correção de defeitos

existentes na superfície do pavimento, podendo ser dispensado o

26

posterior recapeamento da pista, visto que a textura final garante

rolamento de forma segura. Já a fresagem rasa atinge as camadas

superiores do pavimento, normalmente esse tipo de intervenção tem

uma profundidade da ordem de 5 cm. Quando a operação atinge as

camadas de ligação, base e até sub-base é denominada de fresagem

profunda, esta operação já visa o aspecto estrutural (CORREIA E

SILVA, 2012 apud BONFIM, 2001).

1.4.2 Equipamentos utilizados

Existem diversos equipamentos que permitem realizar a fresagem, denominados de

máquinas fresadoras que utilizam cilindros característicos com pontas cortantes, denominadas

como bits. Estes bits contêm a presença de diamante o que os torna mais resistentes, como

mostra a Figura 04. O material gerado no corte pode ser aproveitado pela reciclagem.

Figura 04 - Representação de um rolo de corte com os bits

Fonte: Wirtgen (21-¿)

1.5 DOSAGEM

A dosagem de uma mistura asfáltica é feita através de procedimentos laboratoriais, para

determinar um teor ideal de ligante para uma determinada composição granulométrica.

Segundo Senço (2001), o projeto de um concreto asfáltico para pavimentação nada mais é

que um estudo de seleção e dosagem dos materiais constituintes, com a finalidade de

enquadrá-los nas especificações de concreto asfáltico.

27

1.5.1 Dosagem para Mistura à Quente O primeiro procedimento documentado foi o de Hubbard-Field. Esse procedimento foi

um dos primeiros a analisar as propriedades mecânicas das misturas. O ensaio consiste em

determinar a carga máxima resistida por um corpo de prova quando forçado através de um

orifício circular, sendo que esta carga é considerada o valor da estabilidade Hubbard-Field. O

ensaio gera um tipo de ruptura correspondente ao cisalhamento.

O método de dosagem Marshall se resume em determinar a massa específica do CAP e

dos agregados constituintes na mistura. Enquadrar a composição granulométrica de acordo

com as normas do órgão competente e adotar a composição que se enquadra em uma faixa

limite determinada. Determinam-se as temperaturas de mistura e compactação, a partir da

curva de viscosidade versus temperatura do ligante. Com esses dados, moldam-se os corpos

de prova com diferentes teores de ligante, para calcular as massas especificas. Depois em

uma prensa, se obtêm os seguintes valores mecânicos:

Estabilidade: Carga máxima a qual o corpo de prova resiste antes de romper.

Fluência: Deslocamento na vertical, devido à aplicação da carga máxima.

O método Hveem realiza uma análise de densidade/vazios e estabilidade, e determina a

resistência da mistura ao inchamento em água. O método Hveem possui duas vantagens reais.

Conforme Motta (2000), a primeira é que o método de compactação pulsante em laboratório

é vista pelos técnicos como a melhor simulação da compactação que ocorre com o concreto

asfáltico em campo. Segundo, o parâmetro de resistência, a estabilidade Hveem é uma

medida direta dos componentes de atrito interno da resistência de cisalhamento. Este método

mede a capacidade de um corpo de prova de resistir a deformação lateral quando uma carga

vertical é aplicada .

No método Superpave o teor de ligante do projeto é estimado através do volume de

vazios e a granulometria dos agregados disponíveis. A maior diferença desse método para o

Marshall é a realização da compactação dos corpos de prova, onde no metódo Marshall é

realizada por golpes e a do Superpave por giros, outra diferença é a escolha da granulometria

dos agregados da mistura.

28

1.5.2 Dosagem de Misturas Recicladas à Quente

O processo necessário para compor os materiais recuperados, escolher o teor de ligante

e preparar a dosagem final, foi baseado no livro do Asphalt Institute (2002). Esse método de

reciclagem de mistura a quente utiliza de 10% a 60% de fresado na mistura.

1.5.2.1 Passos Preparatórios

A dosagem da mistura asfáltica reciclada pode ser feita tanto pela dosagem Marshall

como pela dosagem Hveem. O fresado é misturado com agregados para a obtenção de uma

graduação combinada que atenda as especificações desejadas. Primeiro se calcula as

proporções de agregados, para depois calcular a demanda total de asfalto. Seleciona-se o grau

do novo asfalto, molda-se seguindo as metodologias de dosagem escolhida e se escolhe o teor

ideal de ligante.

1.5.2.2 Avaliações dos Materiais

Deve-se determinar a graduação do fresado. Esta informação é utilizada para a

definição da graduação e quantidade de agregados adicionais e a quantidade de novo ligante

que se necessita. Realizam-se os seguintes ensaios com o fresado:

a) Avaliação do agregado - É o peneiramento de uma amostra desse material, que

determina a sua granulometria (graduação).

b) Extração do ligante - Serve para determinar as quantidades de agregado e ligante

c) Avaliação do asfalto - É avaliar o teor de ligante encontrado no fresado, além da

viscosidade a 60ºC desse ligante. Esta determinação é importante para estimar um

valor aproximado de teor de ligante.

Indica-se que se for utilizado no máximo 10% de fresado na mistura, não se torna

necessário verificar a viscosidade do ligante extraído. O teor de ligante a ser usado na mistura

reciclada normalmente é o mesmo das misturas convencionais.

O novo ligante asfáltico incorporado aumenta o teor de ligante da mistura e também

combina o asfalto já envelhecido na parte recuperada, fazendo com que a mistura obedeça às

especificações.

29

1.5.2.3 Dosagem da Mistura

Com as avaliações de todos os materiais utilizados na mistura, a dosagem pode ser

formulada. Podem-se adotar os seguintes passos para o procedimento da dosagem da mistura:

a) Calcular o agregado combinado na mistura reciclada

b) Estabelecer aproximadamente a demanda de asfalto dos agregados combinados

c) Estimar a porcentagem de ligante na mistura

d) Adotar um teor ideal

e) Fazer a dosagem da mistura seguindo algum método (Marshall ou Hveem)

f) Selecionar a mistura mais vantajosa.

30

2 METODOLOGIA

2.1 CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA

Esta pesquisa pode ser classificada como básica.

Quanto aos procedimentos é uma pesquisa experimental.

Do ponto de vista da forma de abordagem a pesquisa pode ser classificada como

quantitativa.

2.2 PLANEJAMENTO DA PESQUISA

O planejamento dessa pesquisa se dá pela determinação dos parâmetros para a dosagem

Marshall de misturas de concreto asfáltico (CA) tendo em vista a incorporação de 10% e 20%

de agregado mineral por material fresado asfáltico, e a substituição de 1% de fíler por cal

calcítica, devido a esta apresentar bons resultados em pesquisas realizadas anteriormente na

universidade.

Nesse estudo, a cal utilizada será a calcítica provinda do estado de Minas Gerais, e

doada por acadêmicos do mestrado da UFSM. E o material fresado asfáltico proveniente da

fresagem da BR 285/RS, trecho de Ijuí/RS.

Após a determinação dos parâmetros para a dosagem Marshall, como teor de ligante de

projeto, serão estudados cinco tipos de misturas de concreto asfáltico:

31

� REFERÊNCIA (REF)

� 10 % de FRESADO (F10)

� 20 % de FRESADO (F20)

� 10 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F10C1)

� 20 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F20C1)

Serão realizados ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral e ensaio de

Módulo de Resiliência que servem para verificar o comportamento mecânico da mistura, e os

ensaios de Metodologia Lottman Modificada e o Cantabro para verificar a adesividade. Para

os ensaios serão moldados um total de 150 corpos de prova tendo as quantidades e ensaios a

que serão submetidos descritos no Quadro 02.

Quadro 02 - Número de corpos de prova

Ensaio \ Misturas REF F 10 F 20 F 10C 1 F 20 C 1

Dosagem Marshall 15 15 15 15 15

Resistência a Tração 3 3 3 3 3

Módulo de Resiliência 3 3 3 3 3

Cantabro 3 3 3 3 3

Lottman 6 6 6 6 6

TOTAL 30 30 30 30 30

TOTAL GERAL 150


2.3 MATERIAIS UTILIZADOS

2.3.1 Agregados Minerais

Os agregados minerais utilizados nesta pesquisa serão a brita 1, o pedrisco e o pó de

pedra, provenientes de rocha basáltica. Estes agregados são originários da Pedreira Paim, com

a jazida localizada no município de Coronel Barros-RS, conforme mostra a Figura 05. Os

agregados coletados serão submetidos a ensaios laboratoriais no Laboratório de Engenharia

Civil da UNIJUÍ.

32

Figura 05 - Jazida da Pedreira Paim


2.3.2 Cal

A incorporação de cal em misturas asfálticas, além de melhorar a

adesividade agregado-ligante e enrijecer o ligante asfáltico e a própria

mistura (o que a torna mais resistente às deformações permanentes)

retarda o trincamento (seja este ocasionado por fadiga ou por baixas

temperaturas), altera favoravelmente a cinética da oxidação e interage

com produtos da oxidação, reduzindo seus efeitos deletérios.

(BUDNY, 2010, apud NÚÑEZ et al , 2007, 24 p.)

A forma de incorporação de cal na mistura asfáltica nessa pesquisa será através da

adição desta no agregado graúdo seco, pois pesquisas já realizadas em laboratório por Bock

(2009) comprovam que a incorporação de cal no agregado graúdo seco apresentou uma maior

Resistência à Tração, um maior Módulo de Resiliência e uma maior resistência à Fadiga. A

escolha da cal Calcítica para o trabalho se deu por ela apresentar uma maior quantidade de

Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) e também, segundo Boeira (2012), esta cal apresentou

melhores resultados no teor de 1% do que a cal dolomítica, comparando o teor de ligante,

Módulo de Resiliência, perda de massa e Lottman modificado.

33

2.3.3 Ligante Asfáltico

O ligante asfáltico empregado neste estudo será o CAP 50/70, produzido na Refinaria

Alberto Pasqualini, em Canoas (RS). Esse é o ligante asfáltico convencionalmente utilizado

em obras de pavimentação no Rio Grande do Sul e no Brasil. Serão realizados ensaios em

laboratório para a caracterização do ligante.

2.3.4 Agregado Reciclado

“Agregado reciclado: é o material granular proveniente do beneficiamento de resíduos

de construção que apresentem características técnicas para a aplicação em obras de edificação,

de infra-estrutura, em aterros sanitários ou outras obras de engenharia.” (CONAMA, 2002).

Como na pesquisa utilizaremos a substituição de 10 e 20 % do agregado mineral por material

fresado asfáltico, ou seja, não usaremos o fresado como ele é retirado na fresagem, e sim

fizemos uma modificação em sua granulometria do material e com a adição de agregados e

ligante asfáltico novos. Tornando o fresado assim um agregado reciclado.

O material fresado asfáltico é proveniente da fresagem da BR 285/RS, do depósito

provisório localizado as margens da rodovia, próximo à estação de tratamento de água (ETA)

do município de Ijuí, observada na Figura 06.

Figura 06 - Depósito provisório próximo a ETA de Ijuí


34

2.4 PROCEDIMENTOS DE ENSAIOS E DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS

2.4.1 Caracterização dos materiais

2.4.1.1 Análise granulométrica

Conforme Bernucci et al. (2007), a distribuição granulométrica dos agregados é uma de

suas principais características e interfere diretamente no comportamento dos revestimentos

asfálticos.

Foi realizada a composição granulométrica, dos agregados minerais e reciclados, através

de uma análise por peneiramento, preconizada pela NBR NM 248 (2003) que prescreve o

método para a determinação da composição granulométrica de agregados miúdos e graúdos e

as peneiras a serem utilizadas, com exceção da peneira #200, que a norma não utiliza, mas

adotamos devido a importância dos finos na mistura asfáltica.

2.4.1.2 Massa específica e absorção de água dos materiais

Esse dado é importante para a mistura asfáltica, pois as massas específicas dos materiais

e absorção influenciam na massa especifica da mistura, que consequentemente influencia na

quantidade de ligante da mistura asfáltica. Estes ensaios foram realizados nos agregados

minerais e para o material fresado asfáltico.

Massa especifica é a relação entre massa e volume. Existem três tipos de massas

especificas, a real (Dr) é a relação entre a massa seca e o volume real. A aparente (Da) é a

relação entre a massa seca e o volume aparente do agregado. E a efetiva (Def) é a relação

entre a massa seca e o volume efetivo, essa massa depende da absorção do material ser maior

ou menor que 2%. Absorção (A) é a quantidade de água que o agregado absorve quando

imerso. A Figura 07 demonstra os volumes dos materiais.

35

Figura 07 - Volume real, aparente e efetivo do agregado

Fonte: Bernucci (2007)

O ensaio para a determinação das massas específicas dos agregados depende do seu

tamanho. Se o material for graúdo, ou seja, retido na peneira #4, deve ser feito o cesto

metálico, ensaio preconizado pela norma NBR NM 53 (2009). Se for miúdo, deve ser feito o

ensaio do picnômetro, regido pela norma NBR NM 52 (2009).

O ensaio do cesto metálico consiste primeiramente em levar duas amostras para a estufa

e secá-las por um período de 24 horas. Após pesar as amostras para obter o peso seco (Ps),

depois colocar as amostras imersas por 24 horas, como demonstra a Figura 08.

Figura 08 - Amostra de agregado graúdo submerso


Passado esse tempo, retiram-se os agregados das bandejas, e tira-se levemente a

umidade deles, com um pano e os pesa, obtendo o peso superficialmente úmido (Ph). Por fim,

se coloca as amostras no cesto metálico onde se obtém o peso imerso (Pi). A Figura 09

demonstra esse ensaio.

36

Figura 09 - Ensaio Cesto Metálico

Fonte: Bernucci (2007)

As relações dos pesos demonstrados nas fórmulas abaixo determinam a massa

especifica real, aparente e a absorção. Com estes valores se determina a massa especifica

efetiva, também demonstrada nas fórmulas.

�� = ��

�� − �� =

�ℎ

�ℎ − �� =

�ℎ − ��

��100

�� < 2%�� = �� + �

2�� > 2%�� =

�� + 2�

3

No ensaio do picnômetro se obtêm a massa específica real dos agregados miúdos, se

utiliza dois picnômetros para a realização do ensaio. Onde primeiro se pesa o picnômetro

vazio (A), após enche-se o picnômetro com o material e pesa (B). Após, completa com água

até certo ponto do picnômetro e o leva para a bomba, para retirar o ar da amostra, como

demonstra a Figura 10.

37

Figura 10 - Picnômetro na bomba de vácuo


Passado 20 minutos na bomba, se completa o picnômetro com água e se pesa (C),

esvazia-se o picnômetro, limpa e o completa somente com água e o pesa (D). A relação dos

pesos, demonstrados na equação abaixo, determina a massa especifica real.

�� = � − �

(� − �) − (� − �)

2.4.1.3 Teor de ligante

A determinação do teor de ligante do material fresado asfáltico se deu através do

método de ensaio DNER-ME 053/94 , que fixa o modo pelo qual se determina a porcentagem

de ligante extraído de misturas asfálticas, por meio de um extrator centrífugo. O ensaio

consiste em colocar o material asfáltico dentro de um aparelho, denominado rotarex, mostrado

na figura 11, juntamente com um solvente, onde a centrifugação gerada pelo aparelho faz com

que o ligante se separe dos agregados. O teor de ligante se dá pela fórmula abaixo, onde PA é

o peso da amostra antes da extração e PD é o peso da amostra depois da extração.

�� = �� !

��∗ 100

38

Figura 11 - Demonstração do Rotarex


Deve se lembrar de que para resultados mais precisos o rotarex precisa passar por uma

curva de calibração. Esta calibração consiste em extrair o ligante de misturas com os ligantes

conhecidos, é a diferença dos resultados gera uma curva de correção do valor final.

2.4.2 Caracterização das misturas asfálticas

2.4.2.1 Dosagem Marshall

A mistura asfáltica dosada e moldada nessa pesquisa seguiu a norma DNIT ES

031/2006 , no que refere à qualidade dos materiais empregados (agregados e ligantes), além

das condições de conformidade e não conformidade da própria mistura asfáltica. No que

refere à dosagem Marshall segue-se a DNER-ME 043/95.

A composição granulométrica da mistura será realizada de forma a enquadrar os

materiais na faixa “C” do DNIT, demonstrada no Quadro 3. Onde tem 100% a porcentagem

passante dos agregados de 19,1mm, ou seja, na peneira #¾.

39

Quadro 03 - Limites das faixas de trabalho da composição granulométrica do DNIT

Fonte: DNIT (2006)

Fundamentalmente foi feita a coleta do agregado e suas granulometrias. Após, se realiza

a distribuição granulométrica e se separa a massa retida das peneiras: #1/2, #3/8, #4, #8, #30,

#16, #50, #100 e #200. Posteriormente serão lavados e pesados os agregados para posterior

moldagem das amostras de acordo com a metodologia Marshall.

Em síntese, a moldagem dos corpos de prova decorrerá da seguinte forma: Se aquece os

agregados até que atinjam a temperatura de mistura, quando atingir, misturam-se os

agregados com o ligante asfáltico, este sendo previamente aquecido na temperatura da

mistura. Feito isso, a mistura é colocada em uma estufa calibrada na temperatura de

compactação, onde repousará por 2 horas. Após moldam-se os de corpos de prova (CP´s) por

compactação a quente, dentro de moldes cilíndricos metálicos. Depois os CP´s ficam ao ar

livre durante 24 horas, após esse período são desmoldados, medidos e pesados. Na prensa,

rompem-se os CP´s e se obtêm os valores mecânicos de estabilidade e fluência, que são

necessários para verificar se as misturas estão dentro dos parâmetros exigidos pelo DNIT e

para verificar o teor de ligante das misturas.

40

Para a dosagem de Misturas Recicladas a Quente, ou seja, as misturas que terão a

adição de material fresado serão realizadas conforme cita o livro do Asphalt Institute (2002).

Esse método de reciclagem de mistura a quente utiliza de 10% a 60% de fresado na mistura e

se obtêm os materiais recuperados, escolher o teor de ligante e preparar a dosagem final com a

metodologia Marshall.

2.4.2.2 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Este ensaio determina a resistência à tração de corpos de prova cilíndricos de misturas

betuminosas, através do ensaio de compressão diametral, conforme preconiza a DNIT-ME

126/2010. Conforme Bernucci et al (2007), a Resistência à Tração (Rt) tem se mostrado um

importante parâmetro para a caracterização de materiais como o concreto de cimento Portland

e misturas asfálticas.

Conforme a norma do DNIT-ME 126/2010, o corpo de prova para o ensaio pode ser

obtido diretamente na pista por extração, por meio de sonda ou moldado em laboratório. Deve

ter forma cilíndrica, com altura entre 3,50 cm e 6,50 cm e diâmetro de 10 cm. Para a

realização desse ensaio deve-se medir a altura e o diâmetro do corpo de prova. Estabilizar os

corpos de prova na temperatura de 25ºC por duas horas, após esse tempo, o corpo de prova é

colocado na prensa entre dois frisos metálicos, curvos em uma das faces, com comprimento

igual ao do corpo de prova, conforme a Figura 12. Aplica-se uma carga até que esta cause a

ruptura do corpo de prova, quando romper anota-se o valor da carga.

Figura 12 - Ensaio de Compressão Diametral no corpo de prova


41

2.4.2.3 Ensaio de Módulo de Resiliência

Resiliência é a capacidade do material de absorver energia quando deformado

elasticamente por uma carga e após o descarregamento ter parte da sua energia recuperada. A

propriedade associada é o módulo de resiliência. Esse ensaio se caracteriza por ter uma carga

pontual de 0,1 segundos e um repouso de 0,9 segundos, sendo este realizado numa prensa

especifica normalmente uma triaxial. Os corpos de prova moldados serão rompidos no

Laboratório da Universidade Federal de Santa Maria. Os procedimentos para o ensaio

módulo de resiliência se baseiam na DNIT-ME 135/2010.

Conforme a norma do DNIT-ME 135/2010 posiciona-se o corpo de prova na prensa, por

meio de garras em suas faces extremas, ou seja, coloca-se o corpo de prova na base da prensa,

ajusta-se o pistão de carga para o contato com o corpo de prova, se fixa e se ajusta os

transdutores para obter o registro no microcomputador.

2.4.2.4 Ensaio Metodologia Lottman Modificada

O ensaio Lottman Modificado é normatizado pela NBR 15617 (2011), determinação do

dano por umidade induzida. Segundo Specht (2004), este ensaio trata em avaliar as

propriedades de adesividade em misturas asfálticas, considerando o efeito insalubre da água,

em amostras preparadas através da Metodologia Marshall, com volume de vazios entre 6 e

8%.

O ensaio é realizado da seguinte maneira, moldam-se 6 amostras seguindo a

metodologia Marshall, com o volume de vazios entre 6 e 8%. Essas amostras se dividem em

dois grupos, o primeiro segue a metodologia da Rt, preconizado pela norma DNIT-ME

126/2010, onde deve estabilizar os corpos de prova na temperatura de 25ºC por duas horas,

após esse tempo, o corpo de prova é rompido à tração. O segundo grupo é aplicado uma

pressão de vácuo nos corpos de prova, por 7 minutos. Logo após, embalam os corpos de prova

com 10 ml de água destilada. O condicionamento ocorre levando as amostras por 16 horas a

uma temperatura de -18 °C, após esse tempo os corpos de prova são submersos a 60 °C por 24

horas e por fim os CP´s são colocados a 25 °C por duas horas e então rompidos à tração.

42

A análise é feita pela relação entre a resistência à tração de amostras com

condicionamento prévio e amostras sem condicionamento. Está relação é denominada

Resistência Retida à Tração (RRt).

2.4.2.5 Ensaio de Cantabro - Abrasão Los Angeles

Este ensaio serve para avaliar a perda de massa por desgaste ou abrasão da mistura

asfáltica. Este ensaio é normalizado de acordo com a DNER-ES 383/1999. Segundo o DNER

(1999), o ensaio se realiza da seguinte forma, primeiro se pesa o corpo de prova moldado pela

metodologia Marshall, após coloca-se o CP na maquina de Abrasão Los Angeles, como

mostra a Figura 13.

Liga a máquina para ela realizar 300 revoluções em uma velocidade de 30 rpm.

Completado as rotações, se retira o CP e se pesa. A relação entre os pesos antes e depois das

revoluções informa o desgaste da mistura betuminosa por abrasão.

Figura 13 - Máquina de Abrasão Los Angeles


43

3 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Neste capítulo são apresentados os resultados dos ensaios realizados para avaliar os

materiais utilizados na pesquisa e o desempenho das misturas asfálticas com a incorporação

de material fresado e cal.

3.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

3.1.1 Análise granulométrica

Como já citado anteriormente, foi realizada a composição granulométrica, dos

agregados minerais e reciclados, através de uma análise por peneiramento, preconizada pela

NBR NM 248/2003. No Quadro 04 estão demonstradas as porcentagens médias passantes em

cada peneira para cada material, a Figura 14 demonstra a curva granulométrica.

Quadro 04 - Porcentagem média passante de cada material


PENEIRA mm BRITA 1" PEDRISCO PÓ-DE-PEDRA FRESADO CAL

1 1/4" 32 100,00 100,00 100,00 100,00 100,0

1" 25 99,93 100,00 100,00 100,00 100,03/4" 19,1 99,42 100,00 100,00 93,51 100,01/2" 12,7 23,27 100,00 100,00 79,12 100,03/8" 9,5 2,40 99,91 100,00 66,63 100,01/4" 6,35 0,17 56,63 99,89 51,54 100,0n 4 4,76 0,13 9,16 97,17 41,46 100,0n 8 2,38 0,12 1,23 72,82 23,56 100,0

n 16 1,2 0,12 1,11 49,16 12,79 100,0n 30 0,59 0,12 1,05 34,86 6,85 100,0n 50 0,297 0,12 1,02 23,98 3,56 99,94n 100 0,149 0,11 0,98 17,25 1,71 99,51n 200 0,074 0,11 0,15 11,39 95,56

44

Figura 14 - Curva granulométrica dos materiais


3.1.2 Massa específica e absorção de água dos materiais

Como já citado anteriormente, foi obtida a massa específica dos agregados minerais e

reciclados através dos ensaios de cesto metálico e picnômetro, preconizados respectivamente

pela NBR NM 53/2009 e NBR NM 52/2009. O Quadro 05 apresenta os valores determinados

pelo ensaio do cesto metálico e o Quadro 06 os valores determinados pelo ensaio do

picnômetro.

Quadro 05 - Densidades dos materiais através do cesto metálico


PEDRISCO FRESADO

3,004 2,538

BRITA 1"

3,008

2,962 2,932 2,525Densidade Aparente

Densidade Real

45

Quadro 06 - Densidades dos materiais através do picnômetro


Através das relações dos pesos realizados no ensaio do cesto metálico se consegue os

valores da absorção dos materiais. A absorção é uma característica importante para produção

de misturas asfálticas, pois estas têm elevada porosidade, resultando assim em um maior

consumo de ligante asfáltico, além de dificultar a escolha do teor de ligante, podendo resultar

em excesso ou falta do mesmo no concreto asfáltico. O Quadro 07 apresenta os valores

determinados pelo ensaio do cesto metálico.

Quadro 07 - Resultados da absorção dos materiais


3.1.3 Teor de ligante

Como descrito anteriormente, a determinação do teor de ligante do material fresado

asfáltico foi realizada através do método de ensaio DNER-ME 053/1994, foram realizadas

extrações em duas amostras diferentes, e adotou-se o teor de betume médio das amostras,

resultados descritos no Quadro 08.

Quadro 08 - Resultados da extração de betume do material fresado


Também foi realizada a extração do betume dos corpos de prova já moldados para a

conferência do teor de ligante das misturas, com os resultados descritos no Quadro 09.

Densidade Real

FRESADO CAL

2,611 2,386

PÓ DE PEDRA

3,092

FRESADO

0,769Absorção

BRITA 1" PEDRISCO

1,238 0,323

2 783 749 4,34MEDIA 4,48

Amostras Peso Antes (g) Peso Depois (g) Teor de ligante (%)1 778 742 4,63

46

Quadro 09 - Teor de ligante das misturas


Através do Quadro 09, podemos perceber que a incorporação de material fresado

aumentou o teor de ligante da mistura, sendo que a incorporação de 10% de fresado aumentou

em 0,69% e a incorporação de 20% de fresado aumento 1,28%. .

3.2 CARACTERIZAÇÃO DAS MISTURAS ASFÁLTICAS

3.2.1 Dosagem Marshall

Conforme Budny (2010), a dosagem Marshall busca uma mistura asfáltica que tenha

uma massa específica aparente para garantir estabilidade dentro dos parâmetros. Fluência

entre certos limites, para garantir flexibilidade à mistura. Um volume de vazios entre

determinados limites para garantir que não ocorra oxidação da massa asfáltica entre outros,

pela ação da água e/ou ar, e que não ocorra exsudação do ligante asfáltico e uma relação

betume vazios entre certos limites, para garantir que exista betume suficiente para unir os

agregados. Abaixo esta a distribuição granulométrica e a curva da mistura, além de figuras

que demonstram os parâmetros encontrados com a dosagem Marshall para cada mistura. E no

Quadro 10 está o resumo com os parâmetros encontrados em cada mistura.

Teor de ligante adicionadoTeor de ligante extraido

Diferença - 0,60 1,33 0,78 1,23

- 5,56 6,15 5,59 5,80

5,38 4,96 4,82 4,81 4,57

REF F10 F20 F10C1 F20C1

47

� REFERÊNCIA (REF):

Na composição granulométrica dessa mistura utilizaram-se as seguintes proporções dos

materiais: 17% de brita 1, 28% de pedrisco e 55% de pó-de-pedra, resultando na curva de

composição granulométrica, mostrada na Figura 15. E parâmetros encontrados com a

dosagem demonstrados na Figura 16.

Figura 15 - Composição Granulométrica da mistura REF


48

Figura 16 - Parâmetros da dosagem da mistura REF


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)

Vazios Agregado Mineral(%)

40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)

Relação Betume/Vazios (%)

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)

Densidade Aparente (KN/m³)

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

3

5

8

10

13

15

18

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)

Fluência (0,01 in.)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

16,0

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

VA

M (%

)

Ligante (%)


50

55

60

65

70

75

80

85

90

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

RB

V (%

)

Ligante (%)


2,500

2,520

2,540

2,560

2,580

2,600

2,620

2,640

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)

Massa Específica Aparente (g/cm³)

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


49

� 10 % de FRESADO (F10):


materiais: 15% de brita 1, 20% de pedrisco, 55% de pó-de-pedra e 10% de material fresado

asfáltico, resultando na curva de composição granulométrica, mostrada na Figura 17. E

parâmetros encontrados com a dosagem demonstrados na Figura 18.

Figura 17 - Composição Granulométrica da mistura F10


50

Figura 18 - Parâmetros da dosagem da mistura F10


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


4045505560657075808590

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

3

5

8

10

13

15

18

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

16,0

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

VA

M (%

)

Ligante (%)


50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

RB

V (%

)

Ligante (%)


2,500

2,520

2,540

2,560

2,580

2,600

2,620

2,640

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


51

� 20 % de FRESADO (F20):


materiais: 10% de brita 1, 15% de pedrisco, 55% de pó-de-pedra e 20% de material fresado

asfáltico, resultando na curva de composição granulométrica, mostrada na Figura 19. E

parâmetros encontrados com a dosagem demonstrados na Figura 20.

Figura 19 - Composição Granulométrica da mistura F20


52

Figura 20 - Parâmetros da dosagem da mistura F20


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40455055606570

75808590

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

3

5

8

10

13

15

18

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

16,0

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

VA

M (%

)

Ligante (%)


50

55

60

65

70

75

80

85

90

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

RB

V (%

)

Ligante (%)


2,500

2,520

2,540

2,560

2,580

2,600

2,620

2,640

4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


53

� 10 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F10C1):


materiais: 15% de brita 1, 20% de pedrisco, 54% de pó-de-pedra, 10% de material fresado

asfáltico e 1% de cal calcítica, resultando na curva de composição granulométrica, mostrada

na Figura 21. E parâmetros encontrados com a dosagem demonstrados na Figura 22.

Figura 21 - Composição Granulométrica da mistura F10C1


54

Figura 22 - Parâmetros da dosagem da mistura F10C1


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

3

5

8

10

13

15

18

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

VA

M (%

)

Ligante (%)


50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

RB

V (%

)

Ligante (%)


2,500

2,520

2,540

2,560

2,580

2,600

2,620

2,640

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


1200

1300

1400

1500

1600

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


55

� 20 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F20C1):


materiais: 10% de brita 1, 15% de pedrisco, 54% de pó-de-pedra, 20% de material fresado

asfáltico e 1% de cal calcítica, resultando na curva de composição granulométrica, mostrada

na Figura 23. E parâmetros encontrados com a dosagem demonstrados na Figura 24.

Figura 23 -Composição Granulométrica da mistura F20C1


56

Figura 24 - Parâmetros da dosagem da mistura F20C1


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

50

60

70

80

90

100

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

3

5

8

10

13

15

18

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

12

13

14

15

16

17

18

19

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

VA

M (%

)

Ligante (%)


40

45

50

55

60

65

70

75

80

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

RBV

(%

)

Ligante (%)


2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

Vaz

ios

(%)

Ligante (%)

Volume Vazios (%)

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

VA

M (%

)

Ligante (%)


50556065707580859095

100

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

RB

V (%

)

Ligante (%)


2,500

2,520

2,540

2,560

2,580

2,600

2,620

2,640

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

De

ns. A

pare

nte

(KN

/m³)

Ligante (%)


1700

1800

1900

2000

2100

2200

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Esta

bilid

ade

(kgf

)

Ligante (%)

Estabilidade (kgf)

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00

Fluê

ncia

(0,0

1 in

.)

Ligante (%)


57

Quadro 10 - Resumo dos parâmetros de cada mistura


A Figura 25 demonstra graficamente os teores de ligantes adicionados em cada mistura,

levando em conta que o volume de vazios é fixo em 4%. Com esses teores se molda os corpos

de prova para se obter os parâmetros mecânicos e de adesividade.

Figura 25 - Teores de ligante adicionados em cada mistura


Pode-se perceber uma redução significativa no consumo de ligante levando em

consideração a mistura de referência. Também pode perceber graficamente que com a adição

de cal houve uma redução ainda maior no consumo de ligante. A mistura com a menor

quantidade de ligante adicionada foi a 20 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F20C1).

129

F10C14,814,0076,7916,462,601450

9

F204,824,0075,7816,232,561640

13

F104,964,0075,8816,932,591789

Propriedade ESP 16/91 DAER F20C1Teor de Betume (%) -- 4,57

REF5,384,00

Relação Betume Vazios (%) 75 a 82 75,92Vazios do Agregado Mineral (%) >16 16,18

Volume de Vazios (%) 3 a 5 4,0076,1318,35

Estabilidade (kgf) >800 1993Fluência (1/100 in) 8 a 16 12

Massa Específica Aparente (g/cm³) -- 2,562,611452

58

3.2.2 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

O ensaio de resistência à tração é preconizado pela norma DNIT-ME 126/2010, no qual

foram moldados 3 corpos de prova para cada mistura, totalizando 15 corpos de prova. O

Quadro 11 demonstra a média dos valores obtidos para cada mistura.

Quadro 11 - Resultados da Resistência à Tração (Rt) média das misturas


Através da Figura 26 pode se afirmar que as misturas com a incorporação de material

fresado e cal obtiveram um aumento na resistência à tração. Percebe-se que a mistura F20C1

obteve o maior valor de resistência do que as outras misturas.

Figura 26 - Média da Resistência à Tração (Rt) das misturas


MISTURAS Média Rt (MPa) Desvio Padrão

0,072

0,051

0,041

0,069

0,095

0,93

0,89

1,14

1,16

1,32

REF

F10

F20

F10C1

F20C1

59

3.2.3 Ensaio de Módulo de Resiliência

O ensaio de módulo de resiliência é preconizado pela norma DNIT-ME 125/2010, no

qual foram moldados 03 corpos de prova para cada mistura, totalizando 15 corpos de prova.

Este ensaio era para ser realizado no laboratório de Santa Maria, porém o equipamento

estragou e não houve conserto do mesmo até a data de entrega desse trabalho.

3.2.4 Ensaio Metodologia Lottman Modificada

Para a realização do ensaio de Lottman Modificado, foram moldados 30 corpos de

prova moldadas através da Metodologia Marshall, com volume de vazios entre

aproximadamente 6 e 8%. Com o número de golpes por face entre 25 e 30. Esses CP’s foram

divididos em dois grupos sendo o primeiro sem condicionamento (Rt1), e o segundo grupo

com condicionamento (Rt2). O Quadro 12 demonstra a média dos valores obtidos para cada

mistura e cada grupo.

Quadro 12 - Valores das Rt1, Rt2 e RRt


Através da Figura 27 pode se afirmar que o efeito do teor de cal muda completamente,

diminuiu a Resistência Retida à Tração (RRt), e que a incorporação de fresado melhora o

desempenho da mistura em relação ao dano por umidade.

F20C1 0,55 0,004

F10 0,66 0,040

F20 0,61 0,084

REF 0,49 0,032

F10C1 0,65 0,114

REF 0,72 0,048

Sem Condicionamento Com Condicionamento

MISTURAS Média Rt2 (MPa) Desvio PadrãoMISTURAS Média Rt1 (MPa) Desvio Padrão

F10 0,47 0,039

F20 0,48 0,030

F10C1 0,40 0,022

F20C1 0,32 0,002

RRt

60,76

59,40

68,74

71,76

78,19

60

Figura 27 - Média das Resistências Retida à Tração (RRt) das misturas


3.2.5 Ensaio de Cantabro- Abrasão Los Angeles

“O Cantabro trata de avaliar a perda de massa por desgaste ou abrasão.

A massa das amostras é determinada antes e depois do ensaio e é

calculada a perda de massa por desgaste. Este ensaio avalia de

maneira indireta a coesão, resistência à abrasão e a resistência à

desagregação de misturas asfálticas. Pois o desgaste é a patologia

muito comum nos revestimentos asfálticos, processo pelo qual ocorre

arrancamento progressivo de agregados do revestimento causado pelo

atrito entre pneu e pavimento.” (BOEIRA, 2011).

Este ensaio é normalizado pela a DNER–ME 383/1999 foram moldados 15 corpos de prova

para a realização deste. O Quadro 13 apresenta os resultados da perda de massa.

61

Quadro 13 - Resultados da perda de massa média das misturas


A Figura 28 demonstra graficamente estes valores obtidos. Podemos perceber que a

incorporação de material fresado prejudicou a perda de massa, e a adição de cal prejudicou

mais . Segundo a DNER–ME 383/99, o valor máximo para o desgaste a abrasão Los Angeles

– Ensaio de Cantabro, é de 25% de perda de massa, ou seja, todas as misturas estão dentro

desta especificação.

Figura 28 - Média da perda de massa das misturas


MISTURAS Média da Perda de Massa(%) Desvio Padrão

REF 3,96 0,142

F10 4,27 0,422

F20 4,92 0,267

F10C1 5,05 0,439

F20C1 5,42 0,336

62

CONCLUSÃO

Neste capítulo são apresentadas as conclusões deste trabalho, o qual teve como objetivo

geral de avaliar o efeito de diferentes teores de fresado asfáltico e cal nas propriedades

mecânicas e de adesividade de misturas asfálticas a quente, produzidas na micro região

colonial do noroeste do estado do Rio Grande do Sul. Com os resultados obtidos nos ensaios

realizados e dos dados analisados foi possível chegaràs seguintes conclusões.

Dosagem Marshall:

O fresado desempenha um papel positivo nas misturas, visto que ambas as misturas com

adição de material fresado asfáltico apresentaram uma considerável redução no teor de ligante

em comparação a mistura de referência, a redução foi de 0,42% de teor de ligante para as

misturas com 10% de fresado e de 0,56% para a mistura com 20% de fresado. Pode se

perceber que a adição de cal reduziu ainda mais o consumo de ligante asfáltico, uma redução

de 0,57% para a mistura 10% fresado +1% de Calcítica e de 0,81% para a mistura 20%fresado

+1% de Calcítica. Essa redução proporciona uma grande economia, porque nas misturas de

concreto asfáltico o ligante asfáltico é o parte de maior custo da mistura.

Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral:

Através do ensaio de resistência à tração pode se ressaltar que os maiores valores

ficaram nas misturas de fresado+cal, sendo a mistura de F20C1com 1,32 MPa e a mistura

F10C1com 1,16 MPa. O menor valor ficou com a mistura F10 com 0,89 MPa, apenas 0,04

MPa menor que a mistura de REF.

63

Com isso pode se afirmar que mesmo reduzindo o teor de ligante das misturas, elas não

perderam resistência a tração, o que demonstra que a cal é um fíler ativo, que atua de uma

forma positiva para a ligação do agregado e o ligante, e que o ligante presente no material

fresado asfáltico também melhora a união entre os agregados presentes na mistura.

Ensaio Metodologia Lottman Modificada:

Constata-se que a misturas com incorporação de material fresado asfáltico obtiveram

um melhor desempenho, sendo a mistura F20(78,19%) e F10 (71,76%). As misturas com

adição de cal obtiveram os menores resultados, sendo a mistura F20C1(59,4%) e para a

mistura F10C1(60,76%). Com isso observa-se que as misturas com cal reagem de forma

negativamente a presença de água.

Ensaio de Cantabro- Abrasão Los Angeles:

Pode se constatar que quanto menor o teor de ligante das misturas maior a perda de

massa, sendo a mistura com menor desempenho a F20C1 com 5,42% e a com melhor

desempenho mistura REF com 3,96%. Isso se dá porque misturas com elevado teor de ligante,

geralmente obtêm os menores valores de perda de massa, devido ao poder cimentício que o

ligante exerce nas misturas.

Por fim, respondendo a pergunta: Qual o efeito da incorporação de fresado e cal nas

misturas de concreto asfáltico, em substituição aos agregados disponíveis nos municípios de

Ijuí e Coronel Barros, levando em conta as propriedades mecânicas e de adesividade? O efeito

é a redução do teor de ligante, uma maior resistência a tração, uma melhor resistência ao dano

por umidade para as misturas com incorporação de fresado, e uma maior, mas não

significativa perda de massa.

Como continuidade do presente trabalho sugere-se:

- Utilizar teores distintos de material fresado, como 15%;

- Utilizar outro tipo de mistura asfáltica, como o pré-misturado a frio;

- Utilizar outros tipos de agregados, de outras regiões do estado;

- Realizar o mesmo trabalho,com diferentes porções do material fresado e distinto tamanhos

desse material.

64

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DISTRIBUIDORAS DE ASFALTO

– ABEDA. Mercado. Disponível em <http://www.abeda.org.br/> Acesso em 11/mar./2013

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 6757:

Materiais asfálticos - Determinação da penetração, Rio de Janeiro, RJ, 2007.

_________. NBR 6954: Lastro-padrão - Determinação da forma do material, Rio de

Janeiro, RJ, 1989.

_________. NBR 9935: Agregados – Terminologia, Rio de Janeiro, RJ, 2011.

_________. NM 52: Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa

específica aparente, Rio de Janeiro, RJ, 2009.

_________. NM 53: Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa

específica aparente e absorção de água, Rio de Janeiro, RJ, 2009.

_________. NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica, Rio de

Janeiro, RJ, 2003.

ASPHALT INSTITUTE. The Asphalt Handbook Manual series nº 4. Lexington, KY,

USA, 1987. Versão traduzida, 2002

65

BALBO, José Tadeu. Pavimentação asfáltica: materiais, projeto e restauração. São

Paulo:Ed. Oficina De Textos,2007.

BERNUCCI, Liedi Bariani et al. Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para

Engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS : ABEDA,2007. 504 p.

BOCK, André Luiz. Desempenho àFadigade Misturas em Concreto Asfáltico com

Diferentes Formas de Incorporação de CalTrabalho de conclusão de curso (Graduação em

Engenharia Civil)– UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande

do Sul. Ijuí, 2009. Disponível em

<http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wpcontent/uploads/tccs/2009/TCC%20Andr%C3%

A9%20Luiz%20Bock.pdf>Acesso em 10/abr./2013

BOEIRA, Fernando Dekeper. Estudo Laboratorial Do Desempenho De Misturas

Asfálticas com Diferentes Tipos e Teores de Cal.Trabalho de conclusão de curso

(Graduação em Engenharia Civil)– UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado

do Rio Grande do Sul. Ijuí, 2011. Disponível em

<http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wp-content/uploads/tccs/tcc-

titulos/2011/Estudo_Laboratorial_do_Desempenho_de_Misturas_Asfalticas_Com_Diferentes

_Tipos_e_Teores_de_Cal.pdf>Acesso em 18/mar./2013

BONFIM, Valmir. Fresagem de Pavimentos Asfálticos. [S.l.]: Ed. Fazendo Arte,

2001.

BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente

(CONAMA). Resolução Nº307. Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a

gestão dos resíduos da construção civil. Publicada no DOU nº 136, de 17/07/2002, págs. 95-

96. Disponível em <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=307>Acesso

em 18/mar./2013

BUDNY, Jaelson. Avaliação dos efeitos de diferentes tipos de cal em misturas de

concreto. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Civil)– UNIJUÍ –

Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ijuí, 2010. Disponível

66

em <http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wp-content/uploads/2010/03/TCC-Jaelson-

Budny.pdf>Acesso em 18/mar/2013

CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE – CNT. Pesquisa CNT de

rodovias 2012: relatório gerencial. Brasília, DF, 2012. Disponível em

<http://pesquisarodovias.cnt.org.br/Relatorios/2012/RelatorioGeral2012_BaixaResolucao.pdf

> Acesso em 11/mar./2013

CORREIA e SILVA, Carlos Filipe Santos. Reutilização do Resíduo Oriundo dos

Serviços de Restauração Asfáltica como Material Alternativo em Camadas de

Pavimentos Flexíveis. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Civil)–

UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. Ijuí, 2012.

Disponível em <http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wp-

content/uploads/tccs/2012/TCC_Carlos%20Filipe%20Santos%20Correia%20e%20Silva.pdf>

Acesso em 24/set/2013

DEPARTAMENTO AUTONOMO DE ESTRADAS E RODAGEM. Especificações

gerais - 1998. Disponível em <http://www.daer.rs.gov.br/site/normas_publicacoes.php>

Acesso em 09/mar./2013

DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER-ME 043:

Misturas betuminosas a quente - ensaio Marshall, 1995, Disponível em

<http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME043-95.pdf>Acesso em 18/mar/2013.

______,DNER-ES 386: Pavimentação - pré-misturado a quente com asfalto polímero -

camada porosa de atrito, Rio de Janeiro, RJ, 1999.

______,DNER-ME 053: Misturas betuminosas – percentagem de betume, 1994,

Disponível em <http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME053-94.pdf>Acesso em 08/nov/2013.

______,DNER-ME 383: Desgaste por abrasão de misturas betuminosas com asfalto

polímero - ensaio Cantabro, Rio de Janeiro – RJ, 1999, Disponível em

<http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME383-99.pdf>Acesso em 18/mar/2013.

67

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURAETRANSPORTE - DNIT.

Disponível em <http://www.dnit.gov.br/> Acesso em 11/mar./2013

______, DNIT 031-ES: Pavimentos flexíveis - Concreto asfáltico - Especificação de

serviço, Rio de Janeiro – RJ, 2006, Disponível em

<http://www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/DNIT031_2006_ES.pdf>Acesso em

18/mar/2013.

______,DNIT 135-ME: Pavimentação asfáltica - Misturas asfálticas -Determinação do

módulo de resiliência – Método de ensaio, Rio de Janeiro – RJ, 2010, Disponível em

<http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT135_2010_ME.pdf>Acesso em 18/mar/2013.

______,DNIT 136-ME: Pavimentação asfáltica - Misturas asfálticas –Determinação da

resistência à tração por compressão diametral – Método de ensaio, Rio de Janeiro – RJ, 2010,

Disponível em <http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT136_2010_ME.pdf>Acesso em

18/mar/2013.

ECHEVERRIA, José Antônio Santana. Notas de aula da disciplina de Rodovias II. –

UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul.Ijuí, 2012.

LIMA, André Theophilo. Caracterização Mecânica de Misturas Asfálticas

Recicladas a Quente. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – UFC –

Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2003.

MOTTA, Laura Maria Goretti et al. Princípios de Projeto e Análise Superpave de

Misturas Asfálticas. Tradução Comentada, IBP – Instituto brasileiro do Petróleo, 2000.

SENÇO, Wlastermir de. Manual de Técnicas de Pavimentação. 1ª Ed. São Paulo: Ed.

Pini, 2001. V. 2,

SPECHT, Luciano Pivoto. Avaliação de Misturas Asfálticas com Incorporação de

Borracha Reciclada de Pneus. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – UFRGS –

Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

68

WASHINGTON ASPHALT PAVEMENT ASSOCIATION - WAPA. Materials -

Aggregate. Disponível em < http://www.asphaltwa.com/2010/10/17/materials-aggregate/>.

Acesso em 11/mar./2013

WIRTGEN. Products. Disponível em <http://www.wirtgen.de/en/products/>. Acesso

em 12/abr./2013

UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO ... - Associação Brasileira das Empresas...

Documents

Transcript of UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO ... - Associação Brasileira das Empresas...