A dosagem de uma mistura asfáltica consiste na escolha do teor ideal de ligante, encontrado a partir da faixa granulométrica pré-estabelecida. Bernucci et al. (2008), revelam que o mais conveniente é se nomear o teor de ligante dosado como teor de projeto, como forma de ressaltar que sua definição é convencional.
Balbo (2007) cita alguns dos principais objetivos da dosagem de uma mistura asfáltica: • Obter uma mistura satisfatoriamente trabalhável;
• Obter uma mistura estável sob ação de cargas;
• Obter uma mistura durável com teor de ligante adequado; • Resultar em baixa deformação permanente;
• Resultar em pouca vulnerabilidade à fissuração por fadiga; • Não apresentar vazios excessivos.
Atualmente existem diversos métodos de dosagem, entre eles o Marshall, Superpave, Hveem, Hubbard-Field e Triaxial Smith, onde os mais utilizados são o método Marshall e Superpave.
2.1.4.1 Método Marshall
O método de Marshall foi desenvolvido na década de 1930 durante a Segunda Guerra Mundial, onde não se dispunha de um tipo de ensaio simples nem esquemas de trabalho para o projeto e controle de campo para pavimentos betuminosos. O método foi então concebido por Bruce G. Marshall do Mississipi State Highway Departament (Departamento de Estradas de Rodagem do Estado do Mississipi, EUA). A partir disso, o U.S. Corps of Engineers (Corpo de Engenheiros dos EUA) estabeleceu critérios levando em conta estabilidade, densidade, vazios preenchidos e não preenchidos, além da fluência, obtidos com a execução do ensaio Marshall para obtenção do teor ideal de betume (SENÇO, 2001).
Segundo o Manual do Asfalto (IA, 1989 versão em português, 2001), o método fixa-se na aplicação a misturas asfálticas utilizando cimentos asfálticos graduados pela penetração ou viscosidade e contendo agregados do tamanho máximo de 25 mm, destinados à dosagem em laboratório de misturas asfálticas a quente de pavimentação.
Ceratti e Reis (2011) revelam que para a utilização da metodologia Marshall de dosagem, deve-se definir alguns parâmetros básicos: tipo e destino da mistura; granulometria, massa específica real e aparente dos agregados; escolha de uma faixa granulométrica de projeto e, em função do tráfego previsto, escolher qual será a energia de compactação dos corpos de prova (CP). Os autores ditam a sequência dos procedimentos da dosagem Marshall, descritos a seguir:
• Determinação das massas específicas do CAP e agregados; • Escolha da faixa granulométrica;
• Escolha da composição dos agregados de forma a enquadrar na faixa granulométrica escolhida;
• Escolha da temperatura de mistura e compactação, onde esta não deve ser inferior a 107°C e nem superior a 177°C para o ligante, e os agregados devem estar entre 10 a 15°C acima da temperatura do ligante, mas sem ultrapassar os 177°C;
• Adoção de teores de asfalto para os grupos de corpos de prova, sugerindo-se um teor de asfalto (T em %) para o primeiro grupo de CPs e os demais grupos com teores acima (T+0,5% e T+1,0%) e abaixo (T-0,5% e T-1,0%);
• Após a desmoldagem, obtêm-se as dimensões dos CPs (diâmetro e altura), as massas secas, massas submersas em água, massas especificas aparentes, chegando-se a relações volumétricas típicas de dosagem;
• A partir do teor de asfalto, ajusta-se o percentual em massa de cada agregado; • Cálculo da densidade máxima teórica correspondente ao teor de asfalto considerado;
• Por fim, os CPs são submersos em banho-maria a 60°C por 30 a 40 minutos e são submetidos aos ensaios de estabilidade e fluência.
As propriedades de estabilidade e fluência são descritas pela norma DNER-ME 043/95 (DNIT, 1995a). A norma define estabilidade como sendo “resistência máxima à compressão radial, apresentada pelo corpo de prova, quando moldado e ensaiado de acordo com o processo estabelecido neste método, expressa em N (kgf)” ou seja, é a carga máxima que o corpo de prova resiste antes de sua ruptura. A fluência fica definida como “deformação total pelo corpo de prova, desde a aplicação da carga inicial nula até a aplicação da carga máxima, expressa em décimos de milímetro”, isto é, a deformação que o corpo de prova apresenta correspondente a carga máxima aplicada.
2.1.4.2 Superpave
A proposta de novos procedimentos de avaliação e especificação de materiais, entre eles os agregados e os ligantes asfálticos, e de misturas asfálticas desenvolvida pelo Strategic Highway Research Program (SHRP) - Programa Estratégico de Pesquisa Rodoviária americano no ano de 1987, possibilitou o conhecimento de um método não conhecido de dosagem, designado Superpave (CERATTI E REIS, 2011).
O método Superpave, conforme explica Ceratti e Reis (2011), revela que as propriedades dos agregados estão diretamente ligadas no comportamento dos revestimentos asfálticos, no que se refere à deformação permanente e ao trincamento por fadiga. Dentre estas características, foram designadas duas categorias: as propriedades de consenso e as de origem. As primeiras estão relacionadas com a angularidade do agregado graúdo e miúdo, partículas alongadas e achatadas e teor de argila.
As diferenças entre os métodos de Marshall e Superpave são descritos por Bernuci et al. (2008), estando relacionadas com a forma de compactação, onde na dosagem Marshall a compactação é feita por impacto (golpes), e na dosagem Superpave é realizada por amassamento (giros), e na forma de escolha da granulometria dos agregados, na qual a dosagem Superpave inclui os conceitos de pontos de controle e zona de restrição. Além disso, os autores relatam que
o projeto de mistura é totalmente realizado utilizando o Compactador Giratório Superpave (CGS) que possui as características a seguir:
• Ângulo de rotação de 1,25 ± 0,02°; • Taxa de 30 rotações por minuto;
• Tensão de compressão vertical durante a rotação de 600kPa;
• Capacidade de produzir corpos de prova com diâmetros de 150 e 100mm.
Marques (2004) disserta que a aplicação do sistema SUPERPAVE depende do volume de tráfego, onde foram desenvolvidos 3 níveis de projeto de misturas, sendo o primeiro para tráfego abaixo de 106, o segundo para tráfego entre 106 e 107 e o terceiro para tráfego acima de 107. O autor observa que o procedimento utiliza critérios volumétricos para a definição da dosagem, assim como o Marshall, porém também não avalia as características resilientes da mistura.