Preparação e Usinagem das Misturas de Concreto Asfáltico Os procedimentos para determinar as massas das misturas

asfálticas para os ensaios de Deformação Permanente, e do Módulo Complexo e de Fadiga são idênticos. O cálculo é feito em função do volume do molde, do volume de vazios e da Massa Volumétrica Real (MVR) para cada placa da mistura, conforme expressa a Equação 5.3.

M = L.l.e.MVR.(100- %) [5.3]

L = comprimento em cm; l = largura em cm;

e = espessura da placa em cm; e v% = volume de vazios.

São determinadas duas placas para cada mistura no ensaio de Deformação Permanente, sendo que as misturas BBME-2 e BBM-3, com as dimensões da placa de 500,0 mm de comprimento, 180 mm de largura e 50 mm de espessura (500,0 mm x 180,0 mm x 50,0 mm), e quanto à mistura GB-4, possuem uma placa com a espessura 100 mm, diferente das demais placas. Para o ensaio de Módulo Complexo e da Fadiga, foram, então, utilizadas para todas as misturas as placas de dimensões 600 mm x 400 mm x 120 mm.

As massas calculadas de misturas de concreto asfáltico no ensaio de Deformação Permanente são: 21,10 kg para mistura GB-4 e 10,6 kg e 11,3 kg para as mistura BBM-3 e BBME-2, respectivamente. Para o ensaio de Módulo e Fadiga, a massa de uma placa de concreto asfáltico é calculada em 67,5 kg para a mistura GB-4, 68,3 kg para a mistura BBM-3 e 67,6 kg para a mistura BBME-2.

O misturador das massas asfálticas (usinagem a quente), disponível no Laboratório de Pavimentação da UFSC, possui uma capacidade nominal de 22 litros, isto é, limita-se para cada etapa de mistura ±10 kg de massa por razão da potência elétrica do equipamento. Devido às limitações do equipamento, no ensaio de Deformação Permanente, a massa da mistura GB-4 foi dividida em duas bandejas, e no ensaio de Módulo Complexo e de Fadiga, as massas para as placas de concreto asfáltico foram dividida em seis bandejas (Figura 5.21 a).

Após o processo de cálculo da quantidade das massas das misturas, essas foram preparadas e pesadas. Os granulares foram colocados em estufa juntamente com o ligante asfáltico por um período superior a 4 horas na temperatura de usinagem.

O processo de usinagem segue a mesma ordem para todas as misturas: os granulares graúdos são colocados dentro do recipiente previamente aquecido. Inicia-se, assim, a mistura e em alguns minutos e são adicionados os aditivos PR-PLAST S e PR-FLEX 20, no caso das misturas BBME-2 e BBM-3, respectivamente. Em seguida, é adicionado o ligante asfáltico, misturando até que haja um envolvimento granular graúdo-ligante asfáltico e finalmente seja adicionado à parcela dos finos (filler), continuando a mistura até chegar a uma homogeneização desejada, isto é, a um total envolvimento granular-ligante asfáltico.

Toda a mistura é feita com auxílio de um pedaço de madeira moldado para essa finalidade. O equipamento é ligado a um butijão de gás acoplado à panela de mistura, que tem um sistema para bascular a mistura. Depois de cada etapa, o material é colocado sequencialmente em bandejas maiores e mantido em estufa para o processo de envelhecimento, na temperatura de compactação, por um período de duas horas.

A sequência do processo de usinagem das misturas de concreto asfáltico é a mesma para todas as misturas, conforme ilustram as imagens da Figura 5.21.

Figura 5.21 – Preparação e usinagem das misturas asfálticas: (a) pesagem e separação dos materiais granulares em bandejas; (b) adição dos aditivos sobre os granulares no misturador na temperatura de mistura; (c) pesagem da quantidade certa do ligante asfáltico para a mistura; (d) colocação do ligante. Asfáltico sobre os granulares; (e) mistura por envolvimento granular graúdo e ligante asfáltico; e (f) adição dos materiais finos (filler) sobre as misturas.

5.7.4 Ensaio de Deformação Permanente

O ensaio de Deformação Permanente é realizado com base nas diretrizes da norma NF P 98-253-1, de 1993. Após o processo de usinagem descrito no item 5.7.3, segue-se a compactação de placa.

A compactação de placas é realizada em um compactador pneumático de origem francesa, desenvolvido no LPC (Laboratoire des Pontes et Chaussés), disponível no Laboratório de Pavimentação da UFSC. Esse equipamento é pneumático, com pressão regulável, acoplado a um macaco hidráulico. A pressão é ajustável em função de energia de compactação desejada. Possui um bloco de comando que permite os ajustes de pressão e de programação das passadas, conforme ilustra a imagem da Figura 5.22.

Existem dois conjuntos de pneu de roda lisa de eixo simples destinados para a compactação das placas menores (Ensaio de Deformação Permanente), e de roda dupla, destinados para compactação das placas maiores (ensaio de Módulo Complexo e de Fadiga). Nesse ensaio, é utilizada a roda lisa de eixo simples.

Figura 5.22 – Mesa compactadora de placas.

O processo de compactação é regido de acordo com os critérios da norma NF P 89-250-2, de 1991 (Preparation des mélanges hydrocarbonés – Compactage des plaques). As posições de passada do pneu são permitidas pelo equipamento em três posições: central (eixo da placa), traseira (eixo lateral), e frente (eixo lateral), conforme ilustra a Figura 5.23.

Figura 5.23 – Esquema de uma placa e posição de passagem do eixo. (NF P 89-250-2, 1991).

Nesta pesquisa, são moldadas duas placas por teor ligante asfáltico, sendo avaliado um teor de ligante para cada mistura. Isso resulta em um total de seis placas para o ensaio de Deformação Permanente.

A Figura 5.24, a seguir, ilustra a sequência do processo de compactação de placas para ensaio de Deformação Permanente.

L Posição Traseiro Posição Frente Posição Central Direta Esquerda

Translação Longitudinal das rodas Eixo Lateral

Eixo da Placa

Eixo Lateral a

Figura 5.24 – Processo de compactação das placas para o ensaio de Deformação Permanente: (a) preparação de forma e colocação do papel de proteção; (b) homogeneização das misturas depois da retirada da estufa; (c) depósito da mistura na forma; (d) acomodação da mistura na forma; (e) nivelamento da mistura; (f) compactação da mistura; e (g) fim da compactação.

Após a compactação, as placas permanecem duas semanas sobre uma superfície plana, devido ao período de cura das misturas de concreto asfáltico. A norma NF 98-250-2 (1991) prescreve, no mínimo, dois dias antes do início do ensaio. A Figura 5.25, a seguir, ilustra as placas em repouso.

Figura 5.25 – Placas para ensaio de Deformação Permanente em repouso.

Uma semana antes do início do ensaio de Deformação Permanente, foi feita a pesagem hidrostática das placas no Laboratório de Materiais e Construção Civil da UFSC (Figura 5.26). A pesagem hidrostática serve para calcular a massa específica volumétrica hidrostática (MVhid) e de teor de vazios das placas.

Figura 5.26 – Pesagem hidrostática das placas para o ensaio de Deformação Permanente.

Depois do período de cura das misturas de concreto asfáltico em repouso, inicia-se o ensaio de Deformação Permanente. O ensaio é realizado no equipamento de Deformação Permanente do , um equipamento desenvolvido na França, que possibilita a realização do ensaio de duas placas, simultaneamente, com a passagem de roda lisa em um eixo simples e possui uma câmera de aquecimento interno com sonda térmica, para monitoramento da temperatura da placa durante o ensaio (Figura 5.27).

Figura 5.27 – Equipamento do ensaio de Deformação Permanente.

Foram ensaiadas duas placas da mesma mistura simultaneamente. O equipamento, antes do início do ensaio, foi condicionado a uma temperatura controlada de 60 °C durante 12 horas. A temperatura foi controlada por meio da sonda térmica de monitoramento, inserida na placa. A pressão dos pneus durante o ensaio foi de 4,92 bares. Os pneus foram calibrados com pressão de insuflagem de seis bar e com uma carga vertical aplicada de 5000 N, a uma frequência de 1 Hz (Figura 5.28).

Figura 5.28 – Sonda térmica de monitoramento da temperatura.

Após o período de condicionamento de 12 horas, inicia-se a realização das leituras de passada repetidas do pneumático. A primeira leitura de 1.000 ciclos serve de avaliação de superfície da placa. Depois,

são realizadas as leituras de 100, 300, 700, 1.000, 3.000, 7.000 10.000 e 30.000 ciclos na superfície de zona de contato de pneu-placa asfáltica. O tempo de recondicionamento é de 2 horas, entre o fim da leitura e o reinício da nova leitura.

Na realização da leitura, é usado um sistema de régua com paquímetro (Figura 5.29), que mede quinze pontos em toda a placa, conforme é ilustrado na imagem da Figura 5.30.

Figura 5.29 – Medição da profundidade de Deformação.

A Figura 5.30, a seguir, mostra os pontos na placa onde são medidas as profundidades durante o ensaio de Deformação Permanente, devido às passadas repetidas do pneumático.

Depois de realizadas as medições dos afundamentos das passadas repetidas do pneumático sobre as superfícies das placas em 15 pontos, segue-se o cálculo da profundidade da Deformação Permanente para cada placa e é calculada a média das profundidades, conforme expressa a Equação [5.4].

Pi(%) =

[

]

Em que:

mj = medida da profundidade a um determinado número de

ciclos;

m0 = valor inicial da profundidade e valor de referência em

mm; e

e = espessura da placa (mm).

Para traçar a curva de evolução da porcentagem de afundamento de trilha de roda em função do número de ciclos em escala logarítmica, usa-se a Equação [3.10] do Capítulo anterior.

5.7.5 Compactação das Placas para Ensaio de Módulo Complexo