DOSAGEM DE MISTURA DO TIPO LARGE STONE ASPHALT MIXTURE PELO COMPACTADOR GIRATÓRIO SUPERPAVE
Zila Mascarenhas Manuela Lopes Matheus Gaspar Kamilla Vasconcelos Liedi Legi Bariani Bernucci Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Laboratório de Tecnologia de Pavimentação
RESUMO
Misturas asfálticas a quente foram mundialmente selecionadas em seus primórdios para uso em camadas superiores de pavimento conferindo a estas maior capacidade de trafegabilidade por parte dos veículos e escoamento de pessoas e cargas. Atualmente, este material é também aplicado em camadas inferiores do pavimento, como bases, sendo este uso difundido principalmente no combate aos esforços causados pelo excesso de carga nas rodovias, aumento do tráfego de carga circulante e aumento da pressão de inflação dos pneus. Nos anos 1980, nos Estados Unidos, o aumento de patologias associadas a fatores relacionados à carga dos veículos incumbiu os técnicos que trabalham com misturas asfálticas a quente a encontrarem um caminho para o combate aos problemas surgidos a época. As misturas do tipo Large Stone Asphalt Mixture (LSAM) são concretos asfálticos compostos por agregados de tamanho máximo nominal (TMN) superior a 25 mm. Estas, até então pouco estudadas, tornaram-se objeto de avaliação e estudo focado principalmente no combate a formação da trilha de roda. Neste contexto, o presente estudo constou da avaliação de um mistura do tipo LSAM dosada em duas energias de compactação no Compactador Giratório Superpave (CGS): (i) 100 giros e (ii) 125 giros. Foi definida uma granulometria alvo e escolhido um ligante convencional de classificação por penetração 30/45 para a formulação das dosagens das misturas asfáltica. Foi encontrada variação de 0,5% nos teores de projeto a depender do tipo de densificação. Foi determinado ainda o Locking Point para cada teor de ligante e energia de compactação. Para efeito comparativo, utilizaram-se dados de dosagem de uma mistura de TMN 12,5 mm com ligante modificado SBS. As mesmas misturas foram confrontadas quanto ao ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego francês LCPC, onde foi observada uma maior resistência da mistura LSAM ao desenvolvimento de trilha de roda, ainda que as duas tenham apresentado pequenas deformações.
ABSTRACT
Hot Mix Asphalt (HMA) has been extensively used in surface course of pavements worldwide, once it provides a better traffic vehicle capacity to transport people and goods. Currently, this material is also used in lower layers of pavement structure, as base course, to combat the stresses caused by overloading, the increase of the traffic highway, and the increase of tire inflation pressure. On 1980 in the United States, the increase of distresses associated with traffic loading brought the attention to the search for more durable solutions. The Large Stone Asphalt Mixture (LSAM) is an asphalt concrete with nominal maximum aggregate size (NMAS) above 25 mm. It has not been widely studied until now, and mostly evaluated as a technique to reduce permanent deformation in the wheel path. In this context, this study presents the evaluation of one LSAM that was designed with two compaction energies in the Superpave Gyratory Compactor (SGC): (i) 100 gyrations, and (ii) 125 gyrations. The aggregate gradation was kept constant, as well as the neat asphalt binder (30/45 penetration grade).The optimum asphalt content varied up to 0,5%. The Locking Point for each asphalt content and each compaction energy was also determined. For comparison, design data were used from a mixture of NMAS 12.5 mm with SBS modified binder. The same mixtures were confronted as the permanent deformation test at LCPC French traffic simulator, which LSAM showed greater wheel track resistance, even having occurred little deformations to the mixtures. 1. INTRODUÇÃO
A infraestrutura de transporte rodoviário é a mais utilizada no Brasil, adquirindo grande importância para transporte de pessoas e bens econômicos. Com o desenvolvimento do mercado e a construção de estradas que possibilitam a ligação entre grandes polos comerciais, é possível verificar um aumento do volume de tráfego, das cargas rodantes e, consecutivamente, o aumento da pressão de inflação dos pneus. Esse fato pode trazer como
consequência a redução significativa da vida de serviço das vias que deveriam permanecer íntegras durante o período de projeto adotado.
A integridade do pavimento é afetada quando se verifica o surgimento de patologias nas vias, sendo os principais defeitos observados nos pavimentos flexíveis em geral: (i) trincamento por fadiga, (ii) danos por umidade e a (iii) deformação permanente, que possui em destaque o afundamento por trilha de roda evidenciado na mudança física do material de revestimento da estrutura. A deformação permanente é um desenvolvimento gradual de depressões longitudinais que ocorrem geralmente nas trilhas de roda em virtude do aumento de repetições do carregamento (Wargha, 2013). O afundamento pode ser decorrente de densificação ou ruptura por cisalhamento de camadas subjacentes ao revestimento, ou do próprio material aplicado no revestimento (Bernucci et al., 2010).
Uma solução estudada por pesquisadores para conter o desenvolvimento da deformação permanente por afundamento em trilha de roda foi a utilização de um tipo de camada na estrutura do pavimento caracterizada por agregados graúdos de maiores dimensões (do inglês,
large stone pavements). Hugo et al. (1990) descrevem essa estrutura do pavimento como de
pedras de grandes tamanhos com grande concentração de agregados e baixo volume de vazios (menos de 3%). Além disso, os autores comentam quanto ao comportamento dos primeiros pavimentos do tipo large stone ao longo dos anos, indicando que, em geral, eles apresentam um bom desempenho.
A concepção da mistura Large Stone Asphalt Mixture surgiu a partir de sua aplicação como camada estrutural de pavimentos, sendo inicialmente uma mistura sem grande controle tecnológico e sem estudos aprofundados. Alguns métodos tradicionais de dosagem laboratorial de misturas não são apropriados para agregados de grandes dimensões, o que trouxe a necessidade de desenvolvimento de métodos que possibilitem a pesquisa e utilização dos benefícios do LSAM (Hugo et al., 1990).
A dosagem Marshall tradicional limita a utilização de agregados com TMN de 25 mm (DNER-ME 043/95), sendo necessárias algumas adaptações no aparato para dosagem do LSAM, o que apresentou maiores dificuldades para a utilização dessa metodologia para esse tipo de mistura (Newcomb et al., 1993; Price e Aschenbrener, 1994). A principal alteração feita no processo de dosagem Marshall foi o aumento do diâmetro do molde para 152,4 mm, já que o convencional possui 100 mm de diâmetro (Kandhal, 1989). Estudos mais recentes da mistura LSAM mostram a utilização da compactação giratória que possibilita de forma mais prática a obtenção de corpos de prova representativos da mistura (NCHRP, 1997; Feng et al., 2009; Wei e LI, 2013).
Nesse contexto, este artigo tem como objetivo a avaliação do método de dosagem Superpave para mistura asfáltica composta por agregados de diâmetro 25 mm, com variação da energia de compactação. A compactação foi realizada por cisalhamento giratório (Compactador Giratório Superpave - CGS) aplicando número de giros para dosagem de (i) 100 giros e (ii) 125 giros. Ainda é feita a determinação do Locking Point para cada teor de ligante aplicado e cada energia de compactação a partir dos dados de saída do CGS. O Locking Point, segundo Vavrik e Carpenter (1998), é definido como o número de giros durante a compactação por cisalhamento giratório, no qual a granulometria do material torna-se “travada”; compactações adicionais a partir deste ponto não resultam no aumento da densidade.
A partir de estudo realizado por Leandro (2016), foi possível a utilização de parâmetros de uma mistura composta por ligante asfáltico modificado por SBS. Foram resgatados da pesquisa características dos materiais que compõem tal mistura, além do Locking Point determinado pelo autor e dos resultados de deformação permanente da mistura de TMN 12,mm ensaiada. Tais informações foram utilizadas neste artigo para efeito comparativo com os parâmetros obtidos para a mistura LSAM.
2. LARGE STONE ASPHALT MIXTURE
Convém definir para o termo large stone a utilização de agregados em uma camada asfáltica com tamanho máximo nominal (TMN) a partir de 25 mm de diâmetro com possibilidade de se estender até 63.5 mm, baseando-se na literatura estudada quanto a misturas asfálticas de agregados de dimensões maiores que o convencional, no inglês Large Stone Asphalt Mixture – LSAM (Kandhal, 1990; NCHRP, 1997).
O NCHRP (1997) aponta como principais benefícios da mistura composta por agregados de TMN superiores a 25 mm:
A necessidade de menor teor de ligante para cobertura dos agregados;
O melhor desempenho na resistência a deformação permanente em trilha de roda; O bom comportamento a baixas temperaturas, possuindo alta resistência ao
trincamento térmico;
A alta vida de serviço do pavimento composto por essa mistura, mesmo quando submetido a tráfego pesado.
O desenvolvimento da tecnologia LSAM surgiu diante da necessidade de elaboração de uma estrutura de pavimento que resista ao desenvolvimento de deformações permanentes em rodovias de tráfego muito pesado. Essa mistura asfáltica de “agregados largos” pode ser aplicada tanto como uma camada de binder (camada de ligação), ou como uma camada de base, necessitando apenas de uma delgada camada de recobrimento (revestimento asfáltico) para que o LSAM esteja mais próximo da superfície de aplicação de cargas e exerça de forma efetiva a sua função de resistir às deformações (Fernando et al., 1997). Com uma dosagem apropriada do LSAM, o uso de agregados maiores implica em um elevado contato direto entre as faces dos grãos, levando a uma alta capacidade de resistência do pavimento a aplicação de cargas e, consequentemente, resistência ao desenvolvimento de deformações permanentes (NCHRP, 1997).
Há registros de utilização do Large Stone Asphalt Mixture em diversos países, incluindo Austrália, África do Sul, Estados Unidos, França e Reino Unido (Hingley et al., 1976; Mahboub, 1990; Emery, 1996; Zaniewski e Nallamothu, 2003). A pesquisa desenvolvida e apresentada no NCHRP 4-18 relata que trinta de cinquenta e duas agências de rodovias nos Estados Unidos, construíram pavimentos utilizando LSAM. Os três estados norte-americanos mais citados quanto à utilização do LSAM são Kentucky, Pensilvânia e Iowa. Em várias experiências com aplicação da mistura é relatado que o LSAM atribui propriedades desejáveis ao pavimento asfáltico destinado a tráfego pesado (Grobler et al., 1992; Zaniewski e Nallamothu, 2003).
No Brasil, as misturas com maiores agregados graúdos são os Pré-Misturados a Quente, empregados em alguns órgãos viários como o DER do Estado de São Paulo e DEINFRA de Santa Catarina, cujas granulometrias de maiores dimensões (tamanho máximo até 38 mm)
nestas especificações correspondem à faixa 1 do DER-SP (ET-DE-P00/26 de junho 2006) e as faixas A e B do DEINFRA (DEINFRA– SC-ES-P-05/92).
Além disso, cita-se que o macadame betuminoso, executado com asfalto a quente, é um tipo de LSAM, porém sem um controle tão acurado do volume de vazios, dada pelo sistema de execução da camada em campo, que envolve uma participação importante da mão de obra em campo, sem emprego de uma usinagem estacionária e controle de massas dos componentes. O macadame betuminoso a quente mais próximo do LSAM a que se destina este presente estudo é a faixa D (DNIT 149/2010) e da Prefeitura do Município de São Paulo as faixas III e IV com os miúdos da Faixa V (PMSP ESP-07/92). No entanto, estas camadas são destinadas ao tráfego leve a médio, sem recomendação para tráfego pesado, ou muito pesado.
3. COMPACTAÇÃO POR CISALHAMENTO GIRATÓRIO
Para a mistura asfáltica, a compactação é um processo de redução dos vazios ocupados pelo ar comumente chamado de “densificação”. A tentativa de aproximar a densificação no laboratório à ocorrida em campo é um ponto sempre importante em estudos de misturas asfálticas. Cominsky et al. (1994) apontam em estudos realizados com diferentes compactadores (compactador giratório Texas, compactador por rolagem Exxon, por impacto com soquete Marshall e o compactador por amassamento linear Elf) que o método de compactação giratório é aquele que produz amostras mais similares às amostras de pavimentos em campo. Ainda é indicado em estudos preliminares feitos pelo AAMAS (Asphalt-Aggregate Mix Analysis System) do NCHRP (1991) que a compactação giratória simula de forma melhor a orientação das partículas em campo após a compactação quando comparado à compactação por impacto.
A metodologia Superpave (Superior Performance Asphalt Pavements), desenvolvida pelo programa SHRP (Strategic Highway Research Program), considera o uso do compactador por cisalhamento giratório (CCG) e limita as dimensões máximas do agregado entre 25 mm e 37,5 mm, utilizando moldes de compactação com 150 mm de diâmetro (NCHRP, 1997). Tal método de dosagem é tido como o processo mais adequado para a dosagem de misturas asfálticas, empregando três níveis de solicitação (números de giros) em função do nível de tráfego (Asphalt Institute, 2001).
3.1 Locking Point
O conceito de Locking Point foi criado com o intuito de evitar a supercompactação de amostras de misturas asfálticas compactadas no Compactador Giratório Superpave (CGS) durante o processo de dosagem (Nascimento, 2008). Locking Point é o nome dado ao número do giro no qual a estrutura formada pelos agregados no corpo de prova se trava completamente. A partir deste ponto, a densificação obtida na compactação é muito pequena e se dá através da quebra dos agregados, o que prejudica o comportamento mecânico da mistura (Watson et al., 2008).
Diferentes critérios foram propostos para a definição do Locking Point a partir dos dados gerados pela compactação no CGS (NCHRP, 2007). Neste trabalho o critério utilizado é o proposto por Vavrik e Carpenter (1998), no qual o Locking Point é definido como sendo o primeiro de uma sequência de três giros consecutivos sem alteração de altura, precedido por duas sequências de dois giros sem alteração de altura.
4. MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 Caracterização dos Materiais
A caracterização dos materiais foi realizada para aqueles determinados a comporem a misturas de agregados, objetivando a obtenção de uma composição granulométrica de projeto para posterior dosagem da mistura asfáltica LSAM com TMN de 25 mm.
Os agregados utilizados no projeto da LSAM são originados de pedreiras distintas. A pedra britada nº 2 e nº 1 possuem classificação granítica. O pedrisco e o pó de pedra são classificados como basaltos. Quanto às características físicas e mecânicas dos agregados utilizados na mistura, o mais importante a ser destacado é a abrasão Los Angeles dos agregados graúdos que permaneceu dentro dos limites aceitáveis com 31 e 27% de desgaste para a brita 2 e brita 1, respectivamente.
A distribuição granulométrica de projeto foi definida a partir da combinação matemática da granulometria individual de cada material. A granulometria resultante foi enquadrada na faixa SPV-25 mm do Asphalt Institute (2001). Leandro (2016) apresenta em sua pesquisa a composição granulométrica do concreto asfáltico usinado à quente (CAUQ) de TMN 12,5, com ligante asfáltico modificado por SBS. Os agregados são graníticos, cuja brita 1 possui abrasão Los Angeles de 15,6%. Ambas granulometrias são apresentadas na Figura 1.
Figura 1: Granulometria de projeto LSAM e CAUQ com ligante modificado SBS A cal hidratada do tipo CH-1 foi adicionada ao projeto da mistura no percentual de 1,5%, para melhorar a adesividade da matriz granulométrica em relação ao ligante asfáltico (prática comum adotada por diversas Concessionárias no Brasil). O ligante asfáltico utilizado no projeto é de classificação por penetração 30/45, convencionalmente utilizado em rodovias, sendo a mistura usinada à temperatura de 150°C, de acordo com a curva de viscosidade-temperatura obtida por meio de ensaios realizados a diferentes viscosidade-temperaturas no viscosímetro
Brookfield.
Para a mistura comparativa CAUQ, o ligante asfáltico modificado por SBS possui classificação 60/85. A temperatura de trabalho recomendada pelo fabricante é de 189ºC, sendo esta a temperatura de mistura (Leandro, 2016).
0 20 40 60 80 100 0.01 0.10 1.00 10.00 (%) P ass an te Abertura de peneiras (mm) Limite inferior SPV 25 Limite superior SVP 25 Projeto de dosagem LSAM
4.2 Dosagens das misturas asfálticas
Nesta etapa da pesquisa, foi investigado o processo de dosagem da mistura LSAM que utilizou a metodologia Superpave com compactação por cisalhamento giratório Superpave (CGS), sendo dosada a mesma mistura considerando diferentes energias de compactação (Nprojeto de 100 giros e 125 giros) que é função do nível de tráfego previsto para aplicação. Nesse caso, a mistura LSAM foi considerada tanto para volume de tráfego pesado, quanto para volume de tráfego muito pesado.
Leandro (2016) aponta que a mistura CAUQ foi estudada em função de um nível de tráfego previsto de 3 x 106 (volume de tráfego pesado), o que demanda uma dosagem com energia de compactação de 100 giros. Esse fato foi utilizado como um parâmetro de comparação com a mistura tipo LSAM investigada nesta pesquisa.
As misturas LSAM foram confeccionadas na granulometria de projeto mencionada (Figura 1) e dosadas conforme a variação nos teores de ligante asfáltico: (i) 2,5%, 3,0%, 3,5%, 4,0%, 4,5% para a LSAM. Dois corpos de prova com 150 mm de diâmetro foram produzidos para cada teor e número de giros ( Figura 2), com pressão de 600 kPa, ângulo de giro de 1,25° e 30 rotações por minuto (Asphalt Institute, 2001).
Figura 2: Confecção e condição final do corpo de prova compactado no CGS
Ao final, com os corpos de prova preparados para cada nível de densificação e a variação do teor preestabelecida, foram determinados a partir dos dados fornecidos pelo CGS: (i) fator de correção (C), (ii) densidade aparente compactada corrigida (Gmb corr.), (iii) percentual da densidade máxima teórica medida a cada giro (%Gmm), e (iv) volume de vazios a cada giro (VV).
No presente trabalho, a determinação da densidade máxima teórica (Gmm) seguiu o procedimento com aplicação de vácuo (ABNT NBR 15619:2012), denominado de Rice. O ensaio foi realizado para cada um dos teores de dosagem da mistura, sendo ainda determinado o Locking Point para cada corpo de prova a partir das curvas de compactação do CGS.
4.3 Ensaios de deformação permanente no simulador de tráfego tipo LCPC
Para a caracterização das misturas LSAM quanto à deformação permanente foi realizada a avaliação com uma variação de teores de 3,0 a 4,0% de ligante asfáltico. A determinação da resistência à deformação permanente foi obtida através da medida do afundamento de trilha de roda, por meio de ensaio no simulador de tráfego de laboratório francês do tipo LCPC. A profundidade da deformação é obtida em função do número de ciclos realizados, sendo feitas leituras em 15 pontos de toda área solicitada quando atingidos 0, 100, 300, 1000, 3000, 10000 e 30000 ciclos. As especificações determinam uma deformação máxima para um número de ciclos pré-estabelecido, variando de acordo com o tipo de material. O parâmetro Francês de avaliação estabelece que para 30.000 ciclos o limite de deformação varia de 5% a
10% a depender do nível de tráfego que a mistura será submetida, uma condição de tráfego muito pesado a pesado (LPC, 2007).
5. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
5.1 Determinação dos teores de projeto – Parâmetros volumétricos
Foram obtidos teores de projeto para cada uma das dosagens a partir da fixação do volume de vazios em 4,0%. A variação das propriedades volumétricas em função do teor de asfalto e do tipo de compactação é apresentada nos gráficos da Figura 3 para cada dosagem. Os parâmetros apresentados são: volume de vazios (VV), vazios do agregado mineral (VAM), vazios cheios de asfalto (VCA), e a densidade aparente da mistura compactada de projeto (Gmb). Na Figura 4 são verificados os teores de projeto obtidos para os dois procedimentos de dosagem adotados.
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 3: Parâmetros volumétricos para cada procedimento de dosagem considerando (a) Volume de vazios, (b) VAM, (c) VCA e (d) Gmb
Figura 4: Teores de projeto para diferentes procedimentos de dosagem 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 VV (%) Teor de asfalto (%) LSAM 1, 100 Giros LSAM 1, 125 Giros CAUQ, 100 Giros 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 VC A ( %) Teor de asfalto (%) LSAM 1, 100 Giros LSAM 1, 125 Giros CAUQ, 100 Giros VCA mín VCA máx 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 VA M (%) Teor de asfalto (%) LSAM 1, 100 Giros LSAM 1, 125 Giros CAUQ, 100 Giros VAM mín TMN25,0 2.350 2.400 2.450 2.500 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 Gm b ( g /cm ³) Teor de asfalto (%) LSAM 1, 100 Giros LSAM 1, 125 Giros CAUQ, 100 Giros 3.6 5.2 3.0 0.0 2.0 4.0 6.0 LSAM CAUQ T eo r d e p ro jeto (%) CGS 100 Giros CGS 125 Giros
A mistura preparada com o Nprojeto = 100 Giros apresentou o maior teor de projeto na granulometria estudada, conforme esperado. Nascimento (2008) afirma que o teor de projeto é dependente da granulometria, da origem dos agregados, da metodologia de dosagem adotada e também da energia de compactação, sendo assim justificada a variação do teor ótimo quando é aplicada uma diferente energia de compactação (número de giros) nas dosagens Superpave realizadas. O menor esforço (100 giros) aplicado à mistura exigiu maior teor de ligante asfáltico que o esforço de 125 giros para chegar aos mesmos 4% de vazios, adotado como critério de dosagem.
Verifica-se também que quanto maior a superfície específica dos agregados (CAUQ, mistura com maior parcela de finos, Figura 1) maior o teor de projeto obtido para a mesma metodologia utilizada. Desta forma, nas dosagens com o CGS o teor ótimo varia de acordo com a distribuição granulométrica da mistura, o nível de energia de compactação utilizado, além de exigir critérios quanto ao VAM e VCA. Na Tabela 1 são apresentados os limites volumétricos de VAM e VCA para a dosagem Superpave de acordo com o TMN da mistura, também apontado nos gráficos da Figura 3 para a mistura em estudo (TMN 25,0). Observa-se que o único teor ótimo que satisfaz todos os requisitos volumétricos apresentados para a mistura LSAM é quando dosada a 100 giros no CGS.
Tabela 1: Requisitos volumétricos dosagem Superpave (Adaptado de Bernucci et al., 2010)
NESAL (Milhões)
Vazios do agregado mineral (VAM) % mínima de acordo com
o TMN da mistura (mm) Vazios cheios de asfalto (VCA) % 37,5 25,0 19,0 12,5 9,5 4,75
3 a < 30
> 30 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 65 – 75
5.2 Determinação e análise do Loking Point
A Tabela 2 apresenta os valores médios de Locking Point encontrados para corpos de prova compactados de ambas as misturas.
Tabela 2: Valores médios de Locking Point encontrados Teor de Ligante (%)
LSAM CAUQ (TMN12,5)
(Fonte: Leandro, 2016) 100 Giros 125 Giros 100 Giros
2,5 91 94 - 3,0 89 90 - 3,5 91 93 - 4,0 92 89 85 4,5 90 86 - 5,0 - - 86 6,0 - - 73 Teor de projeto 91 90 86 %Gmm estimado para o teor de projeto 95,5 94,3 95,6
Pode-se perceber que para a mistura LSAM o Locking Point (LP) encontrado foi em torno de 90 giros, portanto a dosagem de 100 giros se mostra mais adequada, já que o corpo de prova sofre menor supercompactação e menor desgaste da estrutura de agregados. Dessa forma, a dosagem de 125 giros já deve resultar em maior desgaste nos agregados, sendo ideal a dosagem com menor número de giros. Para essa mistura à dosagem com 125 giros aplica uma energia de compactação muito elevada, podendo causar quebra dos agregados e resultar em amostras que não representem adequadamente o comportamento da mistura asfáltica estudada.
Nos teores de projeto, os LPs para a mistura LSAM foram maiores em ambas as energias de compactação quando comparados ao LP no CAUQ. Porém as misturas dosadas a 100 giros possuem valores de densificação próximos (%Gmm), o que indica que a mistura com ligante modificado SBS necessita de menor quantidade de giros para atingir o mesmo grau de densificação da mistura LSAM, sendo verificada uma maior trabalhabilidade oferecida pela mistura de TMN menor.
5.3 Determinação do afundamento em trilha de roda no simulador de tráfego tipo LCPC Em análise paramétrica aos resultados obtidos nesta seção, é apresentado na Figura 5 um resumo do afundamento em trilha de roda para as misturas LSAM e CAUQ, submetidas ao ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego francês LCPC com uma variação de ±0,5% de ligante asfáltico em relação ao teor ótimo estabelecido na dosagem 100 giros (3,0 a 4,0% para a LSAM e 4,5 a 5,5% para o CAUQ). Os valores de afundamento do CAUQ foram obtidos a partir dos ensaios realizados por Leandro (2016). Para as duas misturas, é verificado que em todas as variações de teores o afundamento se apresentou pequeno, permanecendo abaixo do limite de 5% estabelecido pela especificação francesa quando considerada uma condição de tráfego muito pesado (LPC, 2007).
Figura 5: Dados do ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego francês Mesmo as duas misturas apresentando baixos valores de afundamento, observa-se que próximo aos teores de projeto a mistura LSAM possui menor afundamento (2,9%) em
0.8% 1.6% 3.2% 100 1000 10000 A fu n d am en to ( %) Número de ciclos LSAM - 3,0% de ligante LSAM - 3,5% de ligante LSAM - 4,0% de ligante
CAUQ - 4,5% de ligante (Fonte: Leandro, 2016) CAUQ - 5,0% de ligante (Fonte: Leandro, 2016) CAUQ - 5,5% de ligante (Fonte: Leandro, 2016)
comparação a mistura asfáltica com ligante modificado (3,3%). O SBS é tido como um modificador de asfalto capaz de trazer benefícios às misturas principalmente quanto à deformação permanente e ao envelhecimento, sendo interessante a sua comparação com a mistura LSAM que em seu histórico propõe uma boa resistência ao desenvolvimento de deformação permanente.
6. CONCLUSÕES
O presente artigo propôs a avaliação da dosagem de mistura Large Stone Asphalt Mixtures de tamanho máximo nominal de 25 mm, utilizando-se do método de dosagem por compactação giratória Superpave para possibilitar procedimentos adicionais de análise (Locking Point). A mesma mistura foi submetida ao ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego tipo LCPC Francês para fins de caracterização quanto a sua resistência ao desenvolvimento de deformação permanente em trilha de roda. No entanto, utilizou-se resultados de uma mistura de TMN 12,5 mm com asfalto modificado por SBS ensaiada por Leandro (2016) para efeitos de análises de resultados.
As misturas LSAM e CAUQ compactadas com 100 giros atingiram um Locking Point de 86 a 91 giros nos teores de projeto, onde a mistura que exigiu maior energia de compactação para atingir o Locking Point foi a LSAM (91 giros). Fato que demonstra a menor trabalhabilidade desse tipo de mistura de TMN 25.
A mistura LSAM compactada com 125 giros não atendeu aos limites estabelecidos para o VAM e o VFA de projeto. Nesse caso, o Locking Point para os teores de projeto obtidos não se diferenciaram do encontrado na compactação com 100 giros, o que pode indicar um excesso de compactação quando aplicados 125 giros potencializando a quebra de agregados, o que descaracteriza a mistura. Assim, é indicado que para a dosagem de misturas LSAM o número de 100 giros é mais adequado na determinação do teor ótimo de ligante asfáltico e na definição dos parâmetros volumétricos da mistura.
De um modo geral, as duas composições granulométricas (LSAM e CAUQ) avaliadas apresentaram valores de afundamento adequados para o limite preconizado pelos padrões franceses que é de 5% para condição de tráfego muito severa (LPC, 2007). Por meio da análise da deformação permanente no simulador de tráfego nos teores de projeto, é possível afirmar que a mistura LSAM apresenta maior resistência à deformação permanente atribuída principalmente a seu esqueleto pétreo. Nesse contexto, é importante ressaltar que as misturas comparadas possuem diferentes finalidades de aplicação em campo. A mistura de TMN 12,5mm com ligante asfáltico modificado é geralmente utilizada como camada de rolamento e a mistura de LSAM como uma camada de ligação, ou até mesmo como camada de base, não sendo recomendada para camada de superfície por resultar em uma mistura de textura mais rugosa devido a sua granulometria.
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Zila Mascarenhas (zila.mascarenhas@gmail.com) Manuela Lopes (mmlengenharia@gmail.com) Matheus Gaspar (msouzagaspar@gmail.com) Kamilla Vasconcelos (kamilla.vasconcelos@usp.br) Liedi Legi Bariani Bernucci (liedi@usp.br)
Laboratório de Tecnologia de Pavimentação, Departamento de Eng. de Transportes,Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
