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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
ANÁLISE DO DESEMPENHO DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM A
INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO E CAL
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
ANÁLISE DO DESEMPENHO DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM A
INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO E CAL
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
48
Figura 16 - Parâmetros da dosagem da mistura REF
Fonte: Próprio autor
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 (%)
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 (%)
2,4
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 (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
50
55
60
65
70
75
80
85
90
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
RB
V (%
)
Ligante (%)
Relação Betume/Vazios (%)
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
49
� 10 % de FRESADO (F10):
Na composição granulométrica dessa mistura utilizaram-se as seguintes proporções dos
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
Fonte: Próprio autor
50
Figura 18 - Parâmetros da dosagem da mistura F10
Fonte: Próprio autor
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
4045505560657075808590
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 (%)
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 (%)
2,4
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 (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
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 (%)
Relação Betume/Vazios (%)
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)
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
51
� 20 % de FRESADO (F20):
Na composição granulométrica dessa mistura utilizaram-se as seguintes proporções dos
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
Fonte: Próprio autor
52
Figura 20 - Parâmetros da dosagem da mistura F20
Fonte: Próprio autor
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
40455055606570
75808590
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 (%)
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 (%)
2,4
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 (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
50
55
60
65
70
75
80
85
90
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
RB
V (%
)
Ligante (%)
Relação Betume/Vazios (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
53
� 10 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F10C1):
Na composição granulométrica dessa mistura utilizaram-se as seguintes proporções dos
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
Fonte: Próprio autor
54
Figura 22 - Parâmetros da dosagem da mistura F10C1
Fonte: Próprio autor
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
40
45
50
55
60
65
70
75
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50
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
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
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 (%)
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 (%)
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 (%)
2,4
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 (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
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 (%)
Relação Betume/Vazios (%)
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 (%)
Massa Específica Aparente (g/cm³)
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
55
� 20 % de FRESADO + 1 % de CALCÍTICA (F20C1):
Na composição granulométrica dessa mistura utilizaram-se as seguintes proporções dos
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
Fonte: Próprio autor
56
Figura 24 - Parâmetros da dosagem da mistura F20C1
Fonte: Próprio autor
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
40
50
60
70
80
90
100
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50
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
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
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 (%)
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 (%)
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 (%)
2,4
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 (%)
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
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
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 (%)
Vazios Agregado Mineral(%)
50556065707580859095
100
3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
RB
V (%
)
Ligante (%)
Relação Betume/Vazios (%)
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 (%)
Massa Específica Aparente (g/cm³)
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 (%)
Fluência (0,01 in.)
57
Quadro 10 - Resumo dos parâmetros de cada mistura
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
Fonte: Próprio autor
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
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– ABEDA. Mercado. Disponível em <http://www.abeda.org.br/> Acesso em 11/mar./2013
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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.
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Janeiro, RJ, 2003.
ASPHALT INSTITUTE. The Asphalt Handbook Manual series nº 4. Lexington, KY,
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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
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<http://www.projetos.unijui.edu.br/petegc/wpcontent/uploads/tccs/2009/TCC%20Andr%C3%
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BOEIRA, Fernando Dekeper. Estudo Laboratorial Do Desempenho De Misturas
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(Graduação em Engenharia Civil)– UNIJUÍ – Universidade Regional do Noroeste do Estado
do Rio Grande do Sul. Ijuí, 2011. Disponível em
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