Relatório de Ensaios de Asfalto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO ESPÍRITO SANTO

ADSON AISLAN NOVAES BALBINO ALBERTO FREDERICO SALUME COSTA

BRIAN EGÍDIO SILVA TEIXEIRA

RELATÓRIO DOS ENSAIOS DE ASFALTO

VITÓRIA JUNHO, 2010.

ADSON AISLAN NOVAES BALBINO ALBERTO FREDERICO SALUME COSTA

BRIAN EGÍDIO SILVA TEIXEIRA

RELATÓRIO DOS ENSAIOS DE ASFALTO

VITÓRIA JUNHO, 2010.

Relatório dos ensaios de asfalto (betume) realizados em laboratório apresentado ao professor Ronaldo Feu Rosa Pacheco, da disciplina de Laboratório de Solos e Asfalto III do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Espírito Santo – IFES, para obtenção de pontos para aprovação parcial no sétimo semestre do Curso Técnico de Infra-Estrutura de Vias de Transporte e Estradas.

i

SUMÁRIO

SUMÁRIO ........................................................................................................... I

LISTA DE FIGURAS................................... ...................................................... III

LISTA DE TABELAS ................................... ..................................................... IV

1.0 - INTRODUÇÃO........................................................................................... 1

2.0 – ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FULGOR E D E

COMBUSTÃO EM VASO ABERTO CLEVELAND ................. .......................... 2

2.1 – APARELHAGEM ......................................................................................... 2

2.2 – MATERIAL ................................................................................................ 3

2.3 – PROCEDIMENTO........................................................................................ 3

2.4 –RESULTADO .............................................................................................. 3

3.0 – ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE APARENTE DO

CORPO DE PROVA BETUMINOSO .......................... ....................................... 4

3.1 – APARELHAGEM ......................................................................................... 4

3.2 – MATERIAL ................................................................................................ 4

3.3 – PROCEDIMENTO........................................................................................ 4

3.4 – RESULTADO ............................................................................................. 4

4.0 – ENSAIO DE EXTRAÇÃO DE LIGANTE................ ................................... 6

4.1 – APARELHAGEM ......................................................................................... 6

4.2 – MATERIAL ................................................................................................ 6

4.3 – PROCEDIMENTO E RESULTADO ................................................................... 6

5.0 – ENSAIO DE GRANULOMETRIA DO AGREGADO NA AMOSTR A DE

ASFALTO ............................................ .............................................................. 8

5.1 – APARELHAGEM ......................................................................................... 8

5.2 – MATERIAL ................................................................................................ 8

5.3 – PROCEDIMENTO........................................................................................ 9

5.4 – RESULTADO ............................................................................................. 9

6.0 – ENSAIO MARSHALL: PRODUÇÃO DE CORPO DE PROVA D E

ASFALTO ............................................ ............................................................ 11

ii

6.1 – APARELHAGEM ....................................................................................... 11

6.2 – MATERIAL .............................................................................................. 11

6.3 – PROCEDIMENTO...................................................................................... 12

6.4 – RESULTADO ........................................................................................... 12

7.0 – CONCLUSÃO .................................... ..................................................... 13

REFERÊNCIAS................................................................................................ 14

iii

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - REPRESENTAÇÃO DA APARELHAGEM DO ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO

PONTO DE FULGOR. ........................................................................................ 2

FIGURA 2- CURVA GRANULOMÉTRICA DA AMOSTRA DE ASFALTO.............................. 10

iv

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - MATERIAL RETIDO NAS PENEIRAS. ......................................................... 9

TABELA 2- ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DA AMOSTRA.............................................. 10

TABELA 3 - QUANTIDADE DE MATERIAL PARA CADA GRUPO. .................................... 11

1

1.0 - Introdução

O asfalto é um material cimentício de cor preta a parda escura, que ocorre na

natureza ou é obtido no processamento do petróleo, que possui características

apropriadas à pavimentação.

Dessa forma, é importante verificar se determinado material asfáltico atende às

especificações. Isso é feito em ensaios de laboratório, como os que são

relatados neste trabalho.

2

2.0 – Ensaio de determinação do ponto de fulgor e d e

combustão em vaso aberto Cleveland

Este ensaio tem como objetivo a determinação do ponto de fulgor do cimento

asfáltico de petróleo (CAP), sendo que o ponto de fulgor, ou ponto de

inflamação, é a menor temperatura na qual um combustível libera vapor em

quantidade suficiente para formar uma mistura inflamável por uma fonte

externa de calor.

2.1 – Aparelhagem

A aparelhagem utilizada foi:

• Vaso aberto Cleveland, que possui as seguintes partes:

a) Cuba de ensaio;

b) Placa de aquecimento;

c) Dispositivo para aplicação da chama-piloto;

d) Fonte de aquecimento;

e) Suportes;

• Termômetro.

Figura 1 - Representação da aparelhagem do ensaio d e determinação do ponto de fulgor.

3

2.2 – Material

O material utilizado foi o cimento asfáltico de petróleo disponível no laboratório.

2.3 – Procedimento

• Encher a cuba de tal modo que a superfície livre da amostra fique

exatamente na marca do nível da cuba. Remover qualquer excesso de

amostra adicionado por meio de uma pipeta ou dispositivo conveniente.;

• Acender a chama-piloto. Aquecer a amostra de tal modo que,

inicialmente, o aumento de temperatura seja de 14 ºC a 17 ºC por

minuto. Quando a temperatura da amostra se aproximar-se de 56 ºC

abaixo do ponto de fulgor esperado, diminuir a velocidade de

aquecimento, de modo que o aumento da temperatura nos 28 ºC finais

seja de 5 ºC a 6 ºC por minuto;

• Começar, pelo menos, a 28 ºC abaixo do provável ponto de fulgor e

aplicar a chama-piloto de 2 ºC em 2 ºC, passando pelo centro da cuba

em movimento circular horizontal a não mais que 2 mm acima do plano

da borda superior da cuba. O movimento da chama deve ser primeiro

em um sentido e, na leitura seguinte, no sentido oposto. O tempo de

passagem da chama sobre a cuba deve ser de cerca de 1s;

• Anotar a temperatura lida como ponto de fulgor, quando aparecer o

lampejo em qualquer ponto da superfície da amostra, mas não

confundir o verdadeiro ponto de fulgor com um halo azulado que muitas

vezes envolve a chama-piloto;

• Para determinar o ponto de combustão, prosseguir o aquecimento da

amostra de modo que a elevação de temperatura seja de 5°C a 6°C por

minuto. Continuar a aplicação da chama-piloto, a intervalos de leitura de

2°C, até que a amostra inflamada pela chama-piloto permaneça

queimando durante 5s pelo menos. Anotar essa temperatura como

ponto de combustão.

2.4 –Resultado

O ensaio durou três horas, porém não se atingiu o ponto de fulgor. Por falta de

tempo, paralisou-se o ensaio, sem obter resultado.

4

3.0 – Ensaio de determinação da densidade aparente do corpo

de prova betuminoso

O ensaio em questão trata da determinação da densidade aparente de um

corpo de prova de mistura asfáltico disponível no laboratório.

3.1 – Aparelhagem


• Balança comum;

• Balança hidrostática.

3.2 – Material

O material utilizado foi um corpo de prova de mistura asfáltica disponível no

Laboratório.


O procedimento foi o seguinte:

• Pesa-se o corpo de prova ao ar (Par) utilizando a balança comum;

• Pesa-se o corpo imerso na água (Pag) utilizando a balança hidrostática.

3.4 – Resultado

Através do procedimento acima foram obtidos os seguintes valores de peso do

corpo de prova:

• Par = 1777,00 gramas;

• Pag = 689,50 gramas.

A densidade aparente é dada pela relação:

)( PagPar

ParDap

−=

5

Efetuando, tem-se:

)50,6891177(

1177

−=Dap

Então:

41,2=Dap

Portanto, a densidade aparente do corpo de prova é igual a 2,41.

6

4.0 – Ensaio de extração de ligante

O ensaio de extração de ligante tem como objetivo a determinação da

quantidade de ligante de uma amostra de pavimento asfáltico coletada pelo

grupo relatante.

4.1 – Aparelhagem


• Estufa;

• Balança;

• Tacho de metal;

• Fundo de peneira;

• Espátula;

• Extrator de betume;

• Tricloroetileno (solvente);

• Erlenmeyer;

4.2 – Material

O material utilizado foi uma amostra de asfalto coletada num canteiro de obras

do Projeto Águas Limpas da Cia. Espírito Santense de Saneamento (CESAN),

executado pela Construtora Norberto Odebrecht, cujo objetivo é a instalação de

rede de coleta e tratamento de esgoto na Grande Vitória. A amostra é uma

parte do asfalto existente que fora removido para abertura de valas na Rua

Henrique Novaes, no Centro de Vitória.

4.3 – Procedimento e resultado


• Após coleta da amostra na obra, ela foi levada até o laboratório, onde foi

colocada na estufa, para amolecimento, permanecendo por

aproximadamente 2 horas;

• Em seguida, a amostra foi pesada, totalizando 475 g de amostra;

• Após a pesagem, a amostra foi conduzida ao extrator de betume.

7

• Com a amostra no extrator de betume, foram adicionados 150 ml do

solvente tricloroetileno e misturou-se o conjunto manualmente, através

de uma manivela. Conforme o extrator de betume funcionava, o ligante

se esvaía dissolvido no tricloroetileno através de uma saída no aparelho

e enchia um erlenmeyer;

• Os 150 ml de solvente eram adicionados novamente quando a saída de

ligante cessava;

• O procedimento repetiu-se até que não houvesse mais ligante, ou seja,

até que o líquido saísse claro; totalizando 1,35L de tricloroetileno

utilizados no ensaio.

• Após esta etapa, o extrator de betume foi aberto e os grãos foram

retirados e pesados, totalizando 425 g de material;

• Logo, a quantidade de ligante contida na amostra era de 50 g, ou 10,52

%, como mostra o cálculo a seguir:

%52,10(%)

100475

50(%)

=

⋅=

L

L

8

5.0 – Ensaio de granulometria do agregado na amostr a de

asfalto

O ensaio de granulometria em questão trata da análise do material resultante

no ensaio de extração de ligante. No ensaio anterior, determinou-se a

quantidade de ligante no corpo de prova. Agora, determina-se a composição

granulométrica da mesma.

5.1 – Aparelhagem


• Máquina de ensaio de resistência (prensa);

• Enxofre fundido;

• Concha

• Bico de Bunsen;

• Estrutura para capeamento com enxofre.

5.2 – Material

Este ensaio utiliza-se da amostra de asfalto coletada pelo grupo, conforme

descrito no ensaio anterior, após ter passado pelo processo de extração.

Então, são 425 gramas de material.

Além disso, foram utilizados equipamentos como colher de pedreiro e

espátulas, além das peneiras com as seguintes aberturas:

• 25;

• 19;

• 12,5;

• 9,5;

• 6,3;

• 4,8;

• 2,4;

• 1,2;

9

• 0,6;

• 0,3;

• 0,15.



• As peneiras foram organizadas na de forma que a de menor abertura

ficasse na base e a de maior no topo;

• O agregado foi lançado e devidamente peneirado, sacudindo-se as

peneiras;

• Após todo o peneiramento, o material retido em cada peneira foi

pesado separadamente.

5.4 – Resultado

A quantidade de material que ficou retida em cada peneira está expressa na

tabela a seguir:

Tabela 1 - Material retido nas peneiras.

Abertura (mm)

Mat. Retido

(g) 25 0 19 0

12,5 13,6 9,5 13,8 6,3 71,8 4,8 30,1 2,4 73,8 1,2 48,3 0,6 41,8 0,3 39,3 0,15 31,3

Fundo 34,1 Total 397,9

10

Feito isso, calculou-se a porcentagem do material retido em cada peneira, em

relação à massa total, resultando na tabela abaixo:

Tabela 2- Análise granulométrica da amostra.

Abertura (mm)

Mat. Retido (g)

% Retida

% Acumulada

25 0 0,00 0,00 19 0 0,00 0,00

12,5 13,6 3,42 3,42 9,5 13,8 3,47 6,89 6,3 71,8 18,04 24,93 4,8 30,1 7,56 32,50 2,4 73,8 18,55 51,04 1,2 48,3 12,14 63,18 0,6 41,8 10,51 73,69 0,3 39,3 9,88 83,56

0,15 31,3 7,87 91,43 Fundo 34,1 8,57 100,00 Total 397,9 100,00

Com a tabela acima, fez-se a curva granulométrica que se segue:

Figura 2- Curva granulométrica da amostra de asfalt o.

11

6.0 – Ensaio Marshall: produção de corpo de prova d e asfalto

O ensaio Marshall estabelece a estabilidade e a fluência do corpo de prova

asfáltico através da aparelhagem específica do mesmo. Porém, não foi

possível a realização do ensaio por causa do tempo escasso e encerramento

do período letivo. Desse modo, o ensaio limitou-se à produção de um corpo de

prova de asfalto à quente.

6.1 – Aparelhagem


• Tacho;

• Balança;

• Peneiras;

• Fogão de mesa;

• Termômetro;

• Soquete;

• Cilindro;

6.2 – Material

A dosagem do asfalto foi elaborada previamente pelo professor e não é o

escopo deste relatório explicá-la. A cada grupo foi solicitado que separasse

uma determinada quantidade de determinado material, componente da

mistura asfáltica, como mostra a tabela seguinte:

Tabela 3 - Quantidade de material para cada grupo.

Grupo Material Massa (g) Passante

(mm) Retido (mm)

G1 Brita 01 133,92 19 9,5 G2 Brita 0 334,8 9,5 4,78

G3 Pó de pedra 613,8 4,78 0,15

G4 Filler 33,48 0,075 - - CAP 84 - -

12


O procedimento descrito neste trabalho é referente ao G1, que foi o seguinte:

• Foram pesados as 133,92g de brita 1 conforme solicitado pelo professor;

• Em seguida, os materiais foram colocados em dois tachos. Um tacho

para o CAP e outro tacho para os agregados misturados;

• Os tachos foram aquecidos pelo fogo de um fogão de mesa, até que o

CAP atingisse aproximadamente 170°C e os agregados

aproximadamente 180°C;

• Quando as devidas temperaturas foram atingidas e coletadas, através

de um termômetro, misturou-se o CAP com os agregados, até que todos

os agregados estivessem envolvidos pelos CAP;

• Feito isso, a mistura foi colocada em um cilindro de 10cmx20cm e

submetida a 75 golpes de soquete na parte superior e, depois disso, o

cilindro foi virado e a mistura foi novamente submetida a 75 golpes,

desta vez na outra face da mistura;

• Após isso, a amostra foi desenformada manualmente com o próprio

soquete e foi obtido o corpo de prova de asfalto através das amostras

coletadas no início do ensaio.

6.4 – Resultado

O resultado deste ensaio é o corpo de prova de asfalto, pois o ensaio de

Marshall não pôde ser realizado completamente.

13

7.0 – Conclusão

Os ensaios apresentados neste relatório transcorreram satisfatoriamente e em

conformidade com o expresso nas normas técnicas e com as recomendações

feitas pelo professor.

Porém, a falta de tempo para realização dos ensaios foi preponderante para

que alguns destes ficassem inconclusos. Entre eles, o de determinação do

ponto de fulgor e o de Marshall.

Mesmo assim, foi possível compreender melhor o uso do asfalto e suas

especificações técnicas para pavimentação.

14

REFERÊNCIAS

1. ABNT – Associação Brasileiras de Normas Técnicas. NBR 7208 -

Materiais betuminosos para emprego em pavimentação. Rio de

Janeiro, 1990.

2. ABNT – Associação Brasileiras de Normas Técnicas. NBR 11341 –

Produto de petróleo – Determinação dos pontos de fu lgor e de

combustão em vaso aberto Cleveland. Rio de Janeiro, 1990.

3. ABNT – Associação Brasileiras de Normas Técnicas. NBR 14855 -

Materiais betuminosos – Determinação da solubilidad e em

tricloroetileno. Rio de Janeiro, 2002.

4. DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Método de

ensaio 010/1994 – Cimentos asfálticos de petróleo – Determinação

o teor de betume. Rio de Janeiro, 1994. Disponível em:

<http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME010-94.pdf>. Acesso em: 21 de

junho de 2010.


ensaio 051/1994 – Solos – Análise granulométrica. Rio de Janeiro,

1994. Disponível em: <http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME051-

94.pdf>. Acesso em: 20 de junho de 2010.


ensaio 053/1994 – Misturas betuminosas – percentage m de betume.

Rio de Janeiro, 1994. Disponível em:


junho de 2010.


ensaio 148/1994 – Material betuminoso – Determinaçã o dos pontos

de fulgor e de combustão (vaso aberto Cleveland). Rio de Janeiro,

1994. Disponível em: <http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME148-

94.pdf>. Acesso em: 20 de junho de 2010.

15


ensaio 043/1995 – Misturas betuminosas a quente – e nsaio

Marshall. Rio de Janeiro, 1995. Disponível em:


junho de 2010.

Documents

Relatório de Ensaios de Asfalto