As propriedades dos agregados utilizados nas misturas asfálticas preparadas a quente são muito importantes para o desempenho adequado do pavimento, já que defeitos como degradação e deformação permanente estão diretamente relacionados à escolha inadequada dos mesmos.
Diversas propriedades das misturas asfálticas são afetadas pela distribuição granulométrica dos agregados. Dentre estas propriedades, destacam-se: estabilidade, durabilidade, permeabilidade, trabalhabilidade, resistência à fadiga, resistência à deformação permanente e resistência aos danos causados pela umidade. Portanto, a distribuição granulométrica adequada ao tipo de mistura asfáltica que se quer produzir é o primeiro passo para a elaboração de uma mistura asfáltica com bom desempenho (CUNHA, 2004).
a) Agregados do Experimento 1
Para as misturas M-01 a M-21, as composições granulométricas incluem três conjuntos de agregados coletados junto à usina do consórcio Novo Asfalto: brita 1, brita 0 e pó- de-pedra (Figura 10). Estes materiais foram coletados nos silos da própria usina do consórcio.
Na Figura 11 observa-se a amostra de brita 0 na condição coletada, e usada tanto na usina quanto no laboratório e também a brita 0 sem pó na sua superfície. Este material foi lavado apenas para mostrar a condição dos agregados utilizados, mostrando a heterogeneidade dos mesmos. Quando o ligante foi misturado aos agregados observou- se que os agregados de coloração mais clara apresentavam maior dificuldade de serem envolvidos pela película de ligante. Estes agregados apresentam característica mais vítrea, com pouca porosidade e absorção.
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Figura 10: Frações de agregados utilizados para produzir as misturas M-01 a M-14 deste estudo.
Figura 11: Exemplo da heterogeneidade petrográfica dos agregados usados no Experimento 1
Estes agregados foram caracterizados segundo os ensaios de densidade real, densidade aparente e absorção (Tabela 6), abrasão Los Angeles (Tabela 7) e granulometria (Tabela 8).
Brita 1
36 Tabela 6: Resultados dos ensaios de densidade e absorção dos agregados utilizados para
compor o arranjo pétreo das misturas M-01 a M-21.
Agregado Procedimento Densidade
Real Densidade Aparente Absorção (%)
Brita 1 DNER ME 081/94 2,68 2,63 0,63
Brita 0 DNER ME 081/94 2,63 2,58 0,60
Pó de pedra ASTM C128/97 2,54 2,50 0,38
Tabela 7: Resultados dos ensaios de abrasão Los Angeles dos agregados do Experimento 1 deste estudo.
Agregado Procedimento Abrasão Los
Angeles (%) Limite - DNIT ES 031/06
M-01 a M-14 DNER ME 035/98 55,2 ≤ 50%
Percebe-se que os agregados utilizados para preparar as misturas M-01 a M-14 apresentam desgaste a abrasão ligeiramente acima do recomendado pela norma. A utilização deste tipo de agregado pode comprometer o desempenho do concreto asfáltico, contudo, é comum o emprego destes em obras correntes de pavimentação, no Rio de Janeiro, tendo em vista a escassez de agregados de melhor qualidade na região metropolitana, conforme mostram, por exemplo, Ramos (2003) e Cavalcanti (2010).
Tabela 8: Granulometria dos agregados utilizados para compor o arranjo pétreo das misturas M-01 a M-21 deste estudo.
Peneira Brita 1 Brita 0 pedra Pó de
# mm % Passada % Passada % Passada
1" 25,4 100,0 100,0 100,0 3/4" 19,1 78,5 99,7 100,0 1/2" 12,5 15,0 98,8 100,0 3/8" 9,52 4,1 85,2 99,9 1/4" 6,25 3,2 62,1 99,2 No 4 4,75 1,8 16,1 99,3 No 8 2,36 1,8 4,1 84,3 No 16 1,18 0,5 2,7 56,4 No 30 0,6 0,3 2,1 40,8 No 50 0,30 0,2 1,6 20,9 No 100 0,15 0,2 0,6 6,6 No 200 0,075 0,1 0,2 2,2
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b) Agregados do Experimento 2
Para as misturas M-22 a M-28 foram usadas três frações de agregados coletadas junto a usina da Dimensional Engenharia: brita 1, brita 0 e pó de pedra (Figura 12), foi feito uso também de cal hidratada calcítica CH-I. Foi necessário o uso de cal para compor a curva granulométrica pretendida e também para melhorar a adesividade.
Da mesma forma que nos agregados do Experimento 1, os agregados do Experimento 2 também apresentaram uma heterogeneidade em sua formação, com pode ser visto na Figura 13. Da mesma forma como os agregados do Experimento 1, os agregados de coloração mais clara apresentaram problemas para serem envolvidos com ligante. Como neste caso, a quantidade de agregados com essa característica era significativa, e como forma de melhorar o recobrimento dos mesmos, o ligante foi aquecido até 175⁰C.
Figura 12: Agregados utilizados para produzir as misturas M-15 a M-21. Brita 1
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Figura 13: Exemplo da heterogeneidade petrográfica dos agregados usados no Experimento 2
Estes agregados foram caracterizados segundo os ensaios de densidade real, densidade aparente e absorção (Tabela 9), abrasão Los Angeles (Tabela 10) e granulometria (Tabela 11).
A cal escolhida para compor o traço foi uma cal calcítica. A escolha por este tipo de cal se deu a partir das observações de Budny (2009), em que observou de que cales com baixo teor de hidróxido de cálcio tendem a piorar o desempenho das misturas quanto à ação do efeito deletério da água.
A adição de cal nas misturas asfálticas, em laboratório e na usina, foi feita antes da adição do ligante asfáltico. A cal seca foi adicionada ao agregado graúdo seco na fração de 2% do peso total da mistura mineral. Esta forma de adição foi a que apresentou melhores resultados em um estudo de Bock et al. (2009).
A cal foi adicionada em usina por um local em que geralmente é inserida a fibra nas misturas de SMA. Nesta etapa a parte fina da mistura havia sido removida pelo filtro de manga, para ser introduzida novamente na seqüência do processo.
Tabela 9: Resultados dos ensaios de densidade e absorção dos agregados utilizados para compor o arranjo pétreo das misturas M-22 a M-28 deste estudo.
Agregado Procedimento Densidade real Densidade
aparente Absorção (%)
Brita 1 DNER ME 081/94 2,69 2,64 0,80
Brita 0 DNER ME 081/94 2,63 2,57 1,42
39 Tabela 10: Resultados dos ensaios de abrasão Los Angeles dos agregados do
Experimento 2 deste estudo.
Agregado Procedimento Abrasão Los
Angeles (%) Limite - DNIT ES 031/06
M-15 a M-21 DNER ME 035/98 43,5 ≤ 50%
Tabela 11: Granulometria dos agregados utilizados para compor o arranjo pétreo das misturas M-15 a M-21 deste estudo.
Peneira Brita 1 Brita 0 Pó de pedra Cal
# mm % Passada % Passada % Passada % Passada 1" 25,4 100,0 100,0 100,0 100,0 3/4" 19,1 97,5 100,0 100,0 100,0 1/2" 12,5 38,1 100,0 100,0 100,0 3/8" 9,52 9,5 94,1 100,0 100,0 1/4" 6,25 0,7 53,1 100,0 100,0 No 4 4,75 0,4 24,0 99,5 100,0 No 8 2,36 0,2 2,0 89,3 100,0 No 16 1,18 0,2 1,5 69,0 100,0 No 30 0,6 0,2 1,3 49,5 100,0 No 50 0,30 0,2 1,1 28,5 100,0 No 100 0,15 0,2 0,9 13,9 99,0 No 200 0,075 0,1 0,5 6,5 85,0
A distribuição granulométrica do agregado é uma das características que asseguram o intertravamento das partículas, desde as mais graúdas às mais finas. Este arranjo granulométrico é o responsável pela estabilidade das misturas. Para avaliar o intertravamento das partículas nesta pesquisa foi empregado o método Bailey, que consiste em uma forma de seleção granulométrica que visa a escolha de um esqueleto pétreo com uma estrutura adequada de agregados para misturas densas e descontínuas.