Ensaios mecânicos

3.4.6.1 Estabilidade e fluência Marshall

O ensaio de determinação da estabilidade e fluência pelo método Marshall foi realizado segundo os procedimentos indicados pela norma DNER-ME 043/1995 (DNIT, 1995a). A Figura 13 ilustra o equipamento utilizado para a realização do ensaio.

Figura 13 - Equipamento utilizado para o ensaio

Fonte: Autoria própria (2018)

De acordo com o apresentado por Bernucci et al. (2008, p.222) a fluência (representada em mm) é assim definida: "deslocamento na vertical apresentado pelo corpo-de-prova correspondente à aplicação da carga máxima".

Já a estabilidade, conforme relatam Bernucci et al. (2008, p.222), é definida como: "[...]carga máxima a qual o corpo-de-prova resiste antes da ruptura, definida como um deslocamento ou quebra de agregado de modo a causar diminuição na carga necessária para manter o prato da prensa se deslocando a uma taxa constante [...]".

A norma DNIT-ES 031/2006 (DNIT, 2006b), revela que para camadas de rolamento os valores de estabilidade devem partir de 500 kgf, enquanto que a fluência deve estar entre os valores de 8 à 16/0.01in, de acordo com a norma DAER/RS-EL 217/01 (DAER, 2001c).

3.4.6.2 Resistência à tração com compressão diametral

A resistência que os corpos de prova cilíndricos de misturas asfálticas apresentam em relação à tração por compressão diametral é obtida através da metodologia prescrita pela norma DNIT-ME 136/2010 (DNIT, 2010b). A norma revela que os CPs destinados ao ensaio podem ser obtidos diretamente na pista por extração ou moldado em laboratório (Marshall).

Os procedimentos do ensaio são citados abaixo:

• Colocar o corpo de prova na estufa ou sistema de refrigeração, por um período de 2 horas, para obter a temperatura de 25ºC;

• Colocar o corpo de prova na prensa de ensaio e ajustar os pratos da prensa até ser capaz de manter a posição do CP;

• Aplicar a carga progressivamente, com uma velocidade de deformação de 0,8 a 0,1 mm/s, até que ocorra a ruptura, anotando-se o valor da carga de ruptura (F).

A resistência é calculada pela expressão:

𝜎𝑅 =

𝜋𝐷𝐻

Onde:

σ

F = carga do de ruptura, em kgf;

D = diâmetro do corpo de prova, em cm; H = altura do corpo de prova, em cm.

3.4.6.3 Módulo de resiliência

O módulo de resiliência (MR) é determinado pela norma DNIT-ME 135/2010 (DNIT, 2010a), a qual prescreve o modo pelo qual se determina o módulo de resiliência de misturas asfálticas, a 25 ºC, utilizando o equipamento de compressão diametral de carga repetida.

O termo resiliência foi desenvolvido por Francis Hveem, na década de 1930, podendo ser entendido como sendo a “energia armazenada num corpo deformado elasticamente, a qual é devolvida quando cessam as tensões causadoras das deformações”.

De acordo com a norma DNIT-ME 135/2010, o módulo de resiliência de misturas asfálticas é a relação entre a tensão de tração (σt) aplicada repetidas vezes no plano diametral vertical de uma amostra cilíndrica de mistura asfáltica e a deformação específica recuperável (εt) correspondente à tensão aplicada (DNIT, 2010a)

O equipamento utilizado consiste em uma estrutura metálica, um pistão que propicia o carregamento repetido pulsante com auxílio de um dispositivo pneumático unido a um regulador de tempo e frequência de 1 Hz. Por meio de um transdutor do tipo LVDT (Linear Variable Differencial Transducer) o corpo de prova sofre deformações horizontais, medidas por um microcomputador que faz o registro da deformação.

O módulo de resiliência é calculado pela equação:

𝑀𝑅 = 𝐹

𝛥𝐻 (0,9976 µ + 0,2692) Onde:

MR = módulo de resiliência, em kgf/cm²;

F = carga vertical repetida aplicada diametralmente no corpo de prova, em kgf;

Δ = deformação elástica ou resiliente registrada no microcomputador, para aplicações da carga F, em cm;

H = altura do corpo de prova, em cm; [3.10]

µ = coeficiente de Poisson (recomendado 0,30). 3.4.6.4 Dano por umidade induzida

O ensaio denominado dano por umidade induzida, regido pela NBR 15617/2015 (ABNT, 2015), requer corpos de prova com uma porcentagem de vazios de 7 ± 1%. O dano por umidade evidencia os possíveis problemas de adesividade agregado-ligante asfáltico. Bernucci et al. (2008), ressaltam a importância dos danos causados pela umidade, uma vez que afetam o desempenho e a vida de serviço dos pavimentos. A norma estabelece a divisão em dois grupos com 3 CPs cada um, onde o primeiro grupo é submetido ao ensaio para a determinação da resistência a tração por compressão diametral, e o segundo submetido ao condicionamento antes da realização do ensaio de resistência.

Segundo a norma, os procedimento requeridos para a execução do ensaio são os seguintes:

• Determinar o índice de vazios dos corpos de prova; • Dividir os CPs nos dois grupos de ensaio;

• Submergir um corpo de prova do conjunto dentro do recipiente com água destilada;

• Aplicar vácuo entre 13 kPa a 67 kPa de pressão absoluta por no mínimo 5 minutos e máximo 10 minutos;

• Cessar a aplicação de vácuo e deixar o corpo de prova no recipiente por mais 5 a 10 minutos;

• Retirar o CP e determinar a massa na condição superfície saturada seca;

O cálculo da água absorvida e o grau de saturação é realizado através das equações descritas na seção 5.5.5 e 5.5.6 da respectiva norma. Caso o grau de saturação estiver entre 55 e 80% segue-se o condicionamento do CP, caso contrário, o procedimento deve ser refeito aumentando a pressão de vácuo ou o tempo de permanência. A sequência do condicionamento, caso não haja necessidade de repetir os primeiro processos, se dá pelos seguintes métodos:

• Após saturação, o CP deve ser levado a um dos tipos de condicionamento – baixa ou alta severidade;

• Remover o corpo de prova do condicionamento e leva-lo à submersão de água à 25°C, para a temperatura do banho atingir o equilíbrio (máx. 15 min.);

• Por fim é determinada a resistência à tração por compressão diametral, de acordo com a norma DNIT-ME 136/2010 (DNIT, 2010b).

A Figura 14 exibe o grupo de corpos de prova submetidos ao condicionamento.

Figura 14 - Grupo de CPs submetidos ao condicionamento

4 RESULTADOS

Neste capítulo são apresentados e discutidos os resultados dos ensaios realizados em laboratório, com misturas referências e com misturas que tiveram substituição de parte dos agregados por pó e flake de PET, moldadas na faixa C do DNIT.