Compactadora de Placas

É um equipamento projetado para compactar placas de acordo com a norma NF EN 12697-93, o processo de compactação é realizado a través de um eixo de roda simples ou dupla (dependendo do tipo de placa a ser ensaiada) e simula o processo de compactação que acontece no campo (Figura 5.11).

As placas produzidas por esta máquina são destinadas aos ensaios de deformação permanente, e à fabricação dos corpos de prova dos ensaios de módulo complexo e de fadiga.

Figura 5.11 Compactadora de placas. 5.2.7 Máquina de Deformação Permanente

Este é um equipamento projetado para determinar a resistência das misturas asfálticas à formação de trilha de rodas, a partir da aplicação de tensões similares às impostas aos pavimentos. Este equipamento age com conformidade com a norma francesa NF P 98 253 – 1 1991 (Figura 5.12).

Durante o ensaio, as placas são submetidas a um condicionamento térmico de 60°C, e um pneu com pressão de insulflagem controlada aplica a carga solicitante a uma frequência de 1Hz. O intuito do ensaio consiste em medir o afundamento da trilha de roda após a passagem de uma série de ciclos (0, 100, 300, 1000, 3000, 10000 e 30000).

Figura 5.12 – Máquina de deformação permanente. 5.2.8 Máquina de corte

Este equipamento foi projetado e construído pelo professor Dr. Leto Momm nas instalações do laboratório de pavimentação da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Este equipamento é de grande importância, pois realiza os cortes das placas para a obtenção dos corpos de prova dos ensaios de módulo complexo e de fadiga. A velocidade de avanço da mesa (2cm/min) garante a qualidade do corte e o resfriamento à água evita a modificação da percentagem de vazios dos CP devido ao aquecimento do ligante produzido pelo atrito do disco com a mistura (Figura 5.13).

5.2.9 FADECOM (Módulo Complexo e Fadiga)

O equipamento utilizado para a realização dos ensaios corresponde à segunda geração do protótipo da máquina de fadiga construída pelo Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Na Figura 5.14 ilustra uma visão geral do equipamento utilizado na pesquisa, denominado FADECOM.

Figura 5.14 – Segunda geração da máquina de módulo complexo e fadiga (FADECOM) da UFSC

Dada a importância desta máquina para o desenvolvimento da pesquisa, nos seguintes itens estão descritas cada uma das partes utilizadas, assim como a sua função dentro dos ensaios. Cabe ressaltar que esta máquina foi o primeiro aparelho desenvolvido que permitia realizar tanto os ensaios de fadiga como os de módulo complexo em um mesmo equipamento.

A máquina de fadiga possui duas câmaras de condicionamento térmico (Figura 5.15), uma principal, onde estão localizados os corpos de prova e que mantém a temperatura segundo as especificações do ensaio, e uma câmara secundária, a qual está encarregada de realizar um condicionamento prévio do ar que vai ser introduzido na câmara principal. Sendo assim, o controle destas temperaturas (tanto da câmara principal como da secundária) é realizado com termopares tipo PT-100, e o fluxo de ar é controlado com a utilização de um ventilador de comunicação estrategicamente localizado, o qual liga ou desliga dependendo da necessidade de temperatura da câmara principal.

A câmara principal deve garantir a homogeneidade da temperatura para que os corpos de prova ensaiados sejam submetidos a um mesmo condicionamento térmico. Para isto, na parte superior desta câmara se encontra localizado um ventilador, cuja função é de distribuir o ar proveniente da câmara inferior e homogeneizar o ar na câmara superior.

A câmara secundária se encontra dividida em dois compartimentos. Um compartimento está destinado ao condicionamento térmico a frio, onde é mantido o ar condicionado pelo compressor e o segundo compartimento se encontra destinado ao condicionamento térmico a quente, onde se encontra localizada uma resistência encarregada do aquecimento do ar.

Figura 5.15 – Sistema de condicionamento térmico.

No referente às partes môveis da máquina, o sistema inicia com um motor de indução, que é um motor trifásico de 4 pólos e de duplo eixo, encarregado de produzir a rotação à frequência estabelecida para cada um dos ensaios (Figura 5.16).

Câmara de condicionamento secundário. Câmara de condicionamento principal. Ventilador de homogeneização. Ventilador de comunicação.

Figura 5.16 – Motor de indução.

A seguir se encontra o excêntrico, o qual tem a função de transformar a rotação produzida pelo motor em um deslocamento lateral, ajustado ao nível deformação requerido para o ensaio, a partir da rotação dos parafusos localizados em cada extremo do excêntrico. A figura 5.17 ilustra uma visão geral deste componente.

Figura 5.17 - Excêntrico.

Seguidamente a cada lado do motor se encontram localizados duas hastes do excêntrico, as quais tem a função de transmitir o deslocamento produzido pelo excêntrico até o oscilador (Figura 5.18).

Figura 5.18 - Haste do excêntrico

Ao final de cada haste do oscilador se encontram os osciladores, os quais reduzem o deslocamento produzido pelos excêntricos na ordem de micrometros e posiciona o deslocamento em sentido lateral (Figura 5.19).

Figura 5.19 – Oscilador.

Logo após se encontram as hastes dos osciladores, que transmitem o deslocamento produzido nos osciladores até a parte superior do corpo de prova. Nesta peça estão localizados os sensores de efeito hall (encarregados de medir o deslocamento) e as células de carga (Figura 5.20).

Figura 5.20 - Haste do Oscilador.

Após as hastes dos osciladores se encontram os conjuntos de fixação dos corpos de prova trapezoidais (um total de 4 conjuntos posicionados na máquina de fadiga). Cada conjunto esta composto principalmente por uma chapa de fixação inferior, uma chapa de fixação superior, um tubo de acrílico (para o caso de condicionamento térmico à água) e lógicamente o corpo de prova da mistura a ser analisada (Figura 5.21).

Figura 5.21 – Fixador dos corpos de prova.

A medição do deslocamento é realizada com o uso de sensores efeito Hall, o qual está composto de duas partes, uma parte móvel que

acompanha o movimento da haste do oscilador encarregada de medir o campo magnético e uma parte fixa encarregada de produzir o campo magnético com o uso de dois imãs, que se encontram localizados no suporte de efeito Hall. Com o aprimoramento deste modelo (com relação ao anterior) se realiza facilmente o deslocamento dos ímãs em sentido horizontal, dado que isto permite a movimentação do campo magnético, o que auxilia no momento da aferição dos sensores (Figura 5.22).

Figura 5.22 – Conjunto de fixação do sensor de efeito Hall. Em função da necessidade de se obter u m controle rigoroso na medição da frequência de solicitação durante os ensaios de módulo complexo e fadiga, evitando que haja a influência de efeitos indesejáveis

nos resultados finais obtidos, como o escorregamento do motor, instalou-se um dispositivo que regule com precisão as rotações produzidas pelo motor, denominado encoder (Figura 5.23).

Figura 5.23 – Encoder

As parte móveis da máquina se encontram apoiadas sobre um sistema de bases (Figura 5.24). Este sistema de bases se encontra apoiado em um pórtico de suporte. Este conjunto (bases e pórtico) garantem a rigidez necessária para que os efeitos da vibração não interfiram na precisão dos resultados (Figura 5.24).

Os corpos de prova utilizados no ensaio de fadiga devem estar colados nas chapas de fixação; a base maior do corpo de prova deve ser colada na chapa inferior e a base menor deve ser colada na chapa superior. Para este intuito, foi projetado um dispositivo (mesa de colagem) para a execução da colagem dos corpos de prova nas chapas respectivas antes da realização dos ensaios de módulo complexo e fadiga (Figura 5.25).

Figura 5.25 - Mesa de colagem

Um aparelho externo utilizado pela máquina FADECOM é o extensômetro (Figura 5.26), o qual é usado para realizar a calibração do deslocamento excêntricos. O procedimento de calibração faz um ajuste da amplitude produzida pelo sistema e transmitida aos corpos de prova.

Capítulo 6:

PROCEDIMENTO LABORATORIAL