Relatorio Final Pesq D

5/13/2018 Relatorio Final Pesq D - slidepdf.com

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação “Job Shuji Nogami”

RT-345/27.07.2010_rev. 10012011

Av. Prof Almeida Prado trav.2 – Cidade Universitária – São Paulo – SP – CEP 05508-070Tel: (11) 3191.5485 – Fax: (11) 3091.5716 – E-mail: [email protected]

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PROJETO DE PESQUISA LTP-PTR-EPUSP/CONCESSIONÁRIA NOVA DUTRA

INTERESSADO: CONCESSIONÁRIA DA RODOVIA PRESIDENTE DUTRA S.A., COMRECURSOS PARA DESENVOLVIMENTO TECNÓLOGICOS (RDT) DA AGÊNCIANACIONAL DE TRANSPORTES TERRESTRES (ANTT)

EXECUTOR: LABORATÓRIO DE TECNOLOGIA DE PAVIMENTAÇÃO DODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TRANSPOSTES DA ESCOLA POLITÉCNICA

DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO (LTP-PTR-EPUSP), POR MEIO DA FUNDAÇÃODE APOIO À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO (FUSP)

RT-345/270710

ESTUDO DA SENSIBILIDADE DO TEOR E DO TIPO DE LIGANTE EM

MISTURAS ASFÁLTICAS NA FORMAÇÃO DE TRILHAS DE RODA

(Referente à Proposta USP/Nova Dutra de 28.07.2006)

Relatório Técnico Final

Julho 2010





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Executado pelo Laboratório de Tecnologia de Pavimentação (LTP-PTR-EPUSP) para a

Concessionária Nova Dutra através da Fundação de Apoio à Universidade de São Paulo

(FUSP)

Título: Estudo da sensibilidade do teor e do tipo de ligante em misturas asfálticas na

formação de trilhas de roda

(Referente à Proposta USP/Nova Dutra de 28.07.2006)

Relatório Técnico FinalRT-345/270710

RESUMO

O presente Relatório Técnico Final apresenta os resultados das atividades desenvolvidas pela

equipe técnica do Laboratório de Tecnologia de Pavimentação do Departamento de Engenharia

de Transportes da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LTP-PTR-EPUSP),

referente à Proposta USP/Nova Dutra de 28.07.2006, cujo título é: “Estudo da sensibilidade doteor e do tipo de ligante em misturas asfálticas na formação de trilhas de roda”. Foram realizados

ensaios de deformação permanente, determinação do volume de vazios antes e após o

afundamento em trilha de roda, permeabilidade e abrasão Cantabro de diversas misturas

asfálticas preparadas com diferentes ligantes, teores de asfalto, graduações, tamanhos nominais

máximos e energias de compactação. Os agregados pétreos e os ligantes asfálticos utilizados no

desenvolvimento desta pesquisa foram fornecidos pela Concessionária NovaDutra e são

representativos dos materiais empregados nas obras de restauração da Rodovia Presidente Dutra.

Palavras-chave: Rodovia Presidente Dutra; misturas asfálticas; sensibilidade de teor de ligante;

sensibilidade do tipo de ligante; deformação permanente; volume de vazios.





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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 9

2. OBJETIVO ............................................................................................................................ 14

3. MISTURAS ASFÁLTICAS ESTUDADAS E ENSAIOS REALIZADOS .......................... 15

3.1 Misturas asfálticas estudadas ..................................................................................... 15

3.2 Ensaios realizados ..................................................................................................... 18

3.2.1 Deformação permanente em trilha de roda .......................................................... 18

3.2.2 Variação do volume de vazios ............................................................................... 22

3.2.3 Permeabilidade das misturas de graduação aberta.............................................. 24

3.2.4 Abrasão Cantabro das misturas de graduação aberta ......................................... 26

4. MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃO DENSA ................................................... 28

4.1 Agregados .................................................................................................................. 28

4.2 Ligantes asfálticos ..................................................................................................... 29

4.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação densa ............................................... 31

4.4 Resultados de deformação permanente em trilha de roda ......................................... 32

4.5 Resultados de volume de vazios ................................................................................ 43

5. MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃO DESCONTÍNUA – GAP-GRADED ....... 55

5.1 Agregados .................................................................................................................. 55


5.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded ................. 57



6. MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃO ABERTA – CAMADA POROSA DEATRITO CPA ................................................................................................................................ 61

6.1 Agregados .................................................................................................................. 61


6.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação aberta CPA ..................................... 63






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6.6 Resultados de permeabilidade ................................................................................... 66

6.7 Resultados de abrasão por desgaste Cantabro ........................................................... 67

7. CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 71

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 76

9. EQUIPE TÉCNICA DO LTP-PTR-EPUSP .......................................................................... 78





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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Variação das propriedades mecânicas e de durabilidade das misturas asfálticas com avariação do teor de asfalto (modificado a partir de Monismith et al., 1989) ........................ 10

Figura 2 - Misturadora asfáltica do LTP-EPUSP .......................................................................... 18

Figura 3 - Moldagem de uma placa na mesa compactadora francesa ........................................... 19

Figura 4 - Corpo-de-prova em forma de placa para os ensaios no LTP-EPUSP .......................... 19

Figura 5 - Simulador de tráfego LCP ............................................................................................ 20

Figura 6 - Medida de afundamento no simulador de tráfego ........................................................ 21

Figura 7 - Esquema de extração de corpos-de-prova inicialmente adotada no LTP-EPUSP, nascondições de placa virgem (a) e após o simulador (b), respectivamente .............................. 22

Figura 8 - Esquema de extração de corpo-de-prova único posteriormente adotado no ................ 23

Figura 9 - Pesagem hidrostática de corpo-de-prova único extraído de placa ................................ 23

Figura 10 - Equipamento do LTP-EPUSP para ensaio de permeabilidade ................................... 25

Figura 11 - Equipamento do LTP-EPUSP para ensaio de desgaste Cantabro .............................. 27

Figura 12 - Curvas granulométricas das misturas asfálticas de graduação densa ......................... 29

Figura 13 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 75 golpes .................. 33

Figura 14 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 90 golpes .................. 34

Figura 15 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 75 golpes .......... 35

Figura 16. Deformação permanente corrigida das misturas asfálticas densas com diâmetromáximo nominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 75 golpes............................................................................................................................................... 37

Figura 17 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 90 golpes .......... 38

Figura 18 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 19,0mm Superpave, , compactadas com energia equivalente a 75 golpes .............. 39

Figura 19 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa, compactadascom energia equivalente a 75 golpes ..................................................................................... 40

Figura 20 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa, compactadascom energia equivalente a 90 golpes ..................................................................................... 42





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Figura 21 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa com ligantes

convencionais, compactadas com energia equivalente a 75 e 90 golpes .............................. 43Figura 22 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas com

CAP 30-45 e compactação equivalente a 75 golpes .............................................................. 49

Figura 23 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comCAP 30-45 e compactação equivalente a 90 golpes .............................................................. 50



Figura 26 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comAMP e compactação equivalente a 75 golpes ....................................................................... 53

Figura 27 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comAMB e compactação equivalente a 75 golpes ....................................................................... 54

Figura 28 - Curva granulométrica das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded

............................................................................................................................................... 56

Figura 29 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-

graded .................................................................................................................................... 58

Figura 30 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas descontínuasgap-graded com AMP e AMB .............................................................................................. 60

Figura 31 - Curva granulométrica das misturas asfálticas de graduação aberta CPA ................... 62

Figura 32 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação aberta CPA .............. 64

Figura 33 - Aparência de corpos-de-prova CPA no estudo de permeabilidade ............................ 66

Figura 34 - Aparência de corpos-de-prova CPA no estudo de abrasão por desgaste Cantabro .... 68

Figura 35 - Desgaste Cantabro das misturas CPA estudadas no CPR da NovaDutra e no LTP-EPUSP ................................................................................................................................... 69





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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Misturas asfálticas estudadas ....................................................................................... 17

Tabela 2 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação densa ....................... 28

Tabela 3 – Granulometria obtidas nas misturas asfálticas de graduação densa ............................ 28

Tabela 4 – Limites da ANP quanto à caracterização dos ligantes asfálticos 30-45 e 50-70 ......... 29

Tabela 5 - Limites da ANP quanto à caracterização dos ligantes asfálticos AMB e AMP ........... 30

Tabela 6 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação densa ..................................................................................................................... 30

Tabela 7 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação densa,para 75 golpes por face Marshall........................................................................................... 31

Tabela 8 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação densa,para 90 golpes por face Marshall........................................................................................... 32

Tabela 9 - Volume de vazios das misturas asfálticas densas com diâmetro máximo nominal9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 75 golpes ................................ 44

Tabela 10 - Volume de vazios das misturas asfálticas densas com diâmetro máximo nominal9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 90 golpes ................................ 45

Tabela 11 - Volume de vazios das misturas asfálticas densas com diâmetro máximo nominal12,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 75 golpes .............................. 45



Tabela 14 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-

graded .................................................................................................................................... 55

Tabela 15 – Granulometria obtida nas misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded

............................................................................................................................................... 55

Tabela 16 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação descontínua gap-graded ....................................................................................... 56

Tabela 17 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduaçãodescontínua gap-graded , para 75 golpes por face Marshall .................................................. 57

Tabela 18 - Volume de vazios das misturas asfálticas descontínuas gap-graded ......................... 59

Tabela 19 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação aberta CPA ........... 61





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Tabela 20 – Granulometria obtida nas misturas asfálticas de graduação aberta CPA .................. 61

Tabela 21 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação aberta CPA ........................................................................................................... 62

Tabela 22 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação abertaCPA, para 75 golpes por face Marshall ................................................................................. 63

Tabela 23 - Volume de vazios das misturas asfálticas de graduação aberta CPA ........................ 66

Tabela 24 - Permeabilidade das misturas asfálticas de graduação aberta CPA ............................ 67

Tabela 25 - Perda por abrasão Cantabro das misturas CPA estudadas no CPR da NovaDutra .... 68

Tabela 26 - Perda por abrasão Cantabro das misturas CPA estudadas no LTP-EPUSP ............... 68



ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação

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1. INTRODUÇÃO

Rodovias de tráfego pesado têm apresentado, em alguns casos, revestimentos asfálticos com

formações de trilhas de roda ou exsudação precoces, mesmo tendo sua mistura produzida de

acordo com os limites do teor de projeto indicado pelo método Marshall. O aumento do tráfego e

dos caminhões com carga pesada, incluindo os veículos com novas configurações de eixos mais

danosos, permissão de maior tolerância de carga em relação à legal e o uso de pneus extralargos

têm colaborado para a intensificação do problema. Em decorrência, faz-se necessário o estudo do

comportamento quanto à deformação permanente de misturas asfálticas comumente empregadas

em rodovias brasileiras, a fim de identificar e minimizar este tipo de defeito.

A camada de revestimento asfáltico pode contribuir de maneira expressiva para os afundamentos

em trilha de roda, seja decorrente de uma densificação complementar ocasionada pelo

carregamento repetido ou ainda por cisalhamento, associada à deformação que ocorre por

fluência das misturas asfálticas devido à presença do ligante asfáltico. Pode ocorrer deformação

permanente excessiva nos revestimentos asfálticos, mesmo se estes forem dosados pelo método

Marshall e estiverem no teor “ótimo”. Isto decorre de vários fatores concomitantes: as maiores

cargas de tráfego e número de repetições, o uso de ligante com consistência inadequada às

condições climáticas atuantes na região, problemas de geometria de via como rampas íngremes

com veículos comerciais carregados e lentos, tráfego canalizado, entre outras situações. Vários

países vêm substituindo a dosagem Marshall por dosagens adaptadas, por dosagem com

equipamento giratório, ou outros métodos.

Deve-se ressaltar que não somente o tipo de ligante asfáltico é o responsável pela deformação

permanente. Vários fatores concorrem para uma mistura asfáltica ser estável quanto a esta

propriedade. A seleção dos materiais empregados, tanto agregados quanto ligante asfáltico, são

importantes no comportamento final. É essencial fazer um estudo da composição granulométrica,

de modo que a estrutura granular promova um travamento adequado, com elevada resistência ao

cisalhamento. Entretanto, deve-se ainda haver espaço (vazios) entre estes agregados para a





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introdução de ligante, que por sua vez permitirá coesão entre os agregados e os protegerá dos

problemas de descolamento de película asfáltica (stripping).

Sabe-se que o maior consumo de ligante e maior espessamento de película são bons para a

proteção destes agregados e para a resistência à fadiga por repetição de carga. Porém,

infelizmente, o maior consumo de ligante asfáltico leva a menor resistência à deformação

permanente. Na Figura 1 mostra-se o clássico gráfico de comportamento quanto à estabilidade e

durabilidade de misturas asfálticas em função do teor de ligante asfáltico (Monismith et al.

1989). Esta Figura expressa este antagonismo na resposta das misturas asfálticas com a variação

do teor de asfalto, dificultando a escolha do teor de projeto.

Figura 1 - Variação das propriedades mecânicas e de durabilidade das misturas asfálticas com avariação do teor de asfalto (modificado a partir de Monismith et al., 1989)

Após seleção de materiais e graduação, a dosagem é, portanto, uma etapa complexa e que requer

estar vinculada tanto ao tráfego a que estará sujeita quanto ao projeto de dimensionamento. Estas

etapas não podem ser desassociadas e não deve haver um projeto único de dosagem, mesmo com

curva granulométrica e agregados pré-definidos. O ligante asfáltico deve ser escolhido

dependendo do clima e das cargas a que estará sujeito. A espessura da camada também é um





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dado essencial para a dosagem, não somente para definição do diâmetro nominal ou do diâmetro

máximo, mas também para a determinação do teor de ligante e do método executivo. As menores

espessuras de projeto provocam perda rápida de temperatura da mistura, temperatura esta que

está relacionada à eficiência e rapidez de compactação para a densificação. Da mesma forma,

apesar de camadas espessas perderem a temperatura mais lentamente e isto facilitar a

compactação, dependendo da espessura e dos equipamentos disponíveis em obra, o fundo da

camada pode ficar mal densificado e ser prejudicial ao desempenho desta camada como um todo.

Em termos de controle em pista, é essencial controlar o grau de compactação, tendo uma faixa

ótima de variação deste indicador. Não se pode admitir baixos grau de compactação devido à

presença de vazios indesejáveis, mas também não se pode aceitar elevados graus de

compactação, principalmente acima de 100%, pois isto mostra que há poucos vazios com ar logo

após a execução das camadas densas, e que a probabilidade de surgimento de exsudações e

trilhas passa a ser maior.

Devido à viscoelasticidade do ligante asfáltico, a temperatura de trabalho também é um fator que

influi significativamente no que se refere à deformação permanente das misturas asfálticas, além

do tipo, frequência e magnitude dos carregamentos. De maneira geral, no caso dos concretos

asfálticos densos, a deformação permanente cresce de forma praticamente exponencial com o

aumento da temperatura (Merighi, 1999). O clima tropical brasileiro, normalmente com altas

temperaturas, pode potencializar estas ocorrências, principalmente se o revestimento foi

executado com ligante asfáltico em excesso ou se este ligante tem alta susceptibilidade térmica,

ou ainda se sua consistência nessas temperaturas elevadas for baixa.

Procura-se trabalhar com alterações no que se refere à granulometria e ao tipo de ligante para

combater o surgimento precoce de deformações permanentes. O emprego de uma granulometria

que propicie um maior embricamento dos grãos tende a aumentar a resistência ao cisalhamento e

reduzir uma potencial deformação permanente (Amaral, 2004; Carvalho, 1999; Momm, 1998).

Por outro lado, este tipo de problema também pode ser minimizado quando do uso de ligantes





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asfálticos mais viscosos ou modificados. Os ligantes asfálticos mais viscosos apresentam menor

penetração, podendo esta ser obtida em função da adição de produtos como a asfaltita, por

exemplo, que aumenta o ponto de amolecimento e diminui a penetração. Por outro lado, os

ligantes modificados por polímeros ou borracha apresentam um retorno elástico em que a

energia de deformação imposta na fase de carregamento é dissipada de maneira mais rápida que

em ligantes convencionais (Marques, 2004; Magalhães, 2004; Bernucci et al., 2002; Taira,

2001).

Contudo, mesmo que a graduação seja atendida para maximizar a resistência ao cisalhamento e

os ligantes sejam mais viscosos ou apresentem rápida recuperação elástica, resta ainda entender

as questões volumétricas das misturas asfálticas: os vazios do agregado mineral e vazios com ar,

além de complementarmente a espessura do filme asfáltico e a espessura da camada

propriamente dita.

A deformação permanente é um fenômeno importante a ser estudado, uma vez que pode trazer

desconforto aos motoristas e ainda causar sérios riscos à segurança dos usuários das vias devido

ao acúmulo de água de chuva e a hidroplanagem sobre a pista.

O estudo dos vazios da mistura asfáltica complementa a pesquisa do afundamento em trilha de

roda, para melhor entender se a deformação permanente ocorreu por consolidação ou por

fluência, embora ambos possam se desenvolver simultaneamente.

Realização da Pesquisa

]Esta pesquisa foi realizada conjuntamente pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

e pela Concessionária Nova Dutra S.A., graças aos Recursos para Desenvolvimento

Tecnológicos (RDT) da ANTT (Agência Nacional de Transportes Terrestres), sendo que outras

propriedades como módulo de resiliência, fadiga e resistência à tração foram estudadas





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conjuntamente pela COPPE/UFRJ e pela Concessionária Nova Dutra S.A., completando a

avaliação de comportamento mecânico.





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2.

OBJETIVO

Esta pesquisa teve como principal objetivo estudar a sensibilidade quanto ao teor e ao tipo de

ligante, associada a diferentes agregados e energias de compactação, na formação de trilhas de

roda de misturas asfálticas usualmente empregadas nos serviços de restauração da Rodovia

Presidente Dutra. Dentro deste contexto, buscam-se as melhores combinações de materiais e de

projeto para um bom desempenho do pavimento na condição de tráfego pesado que esta rodovia

possui.

Para tanto, avaliou-se no LTP-EPUSP a deformação permanente de diferentes misturas asfálticas

em simulador de tráfego em laboratório.

Complementarmente determinou-se a variação do volume de vazios das misturas asfálticas de

graduação densa e de graduação descontínua, nas condições antes e após o ensaio no simulador,

para melhor compreender o fenômeno do afundamento em trilha de roda destes materiais.

No caso das misturas asfálticas CPA (Camada Porosa de Atrito ou Mistura Asfáltica Drenante)

foram realizados ensaios de permeabilidade (já que este é um dos requisitos na especificação

européia para este tipo de concreto asfáltico) e de abrasão Cantabro (usualmente exigido para

este material).

Cabe mencionar que dentre as cinco granulometrias a serem avaliadas (segundo o Plano deTrabalho inicial) havia uma do tipo SMA (Stone Matrix Asphalt ). Entretanto, não foi possível

enquadrar os agregados nas especificações deste material, ficando acertada com a

Concessionária a substituição da granulometria SMA pela gap-graded .





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3.

MISTURAS ASFÁLTICAS ESTUDADAS E ENSAIOSREALIZADOS

3.1 Misturas asfálticas estudadas

Para o desenvolvimento desta pesquisa, a Concessionária da Rodovia Presidente Dutra S. A.

procedeu à caracterização dos materiais e à dosagem das misturas asfálticas em seu Centro de

Pesquisas Rodoviárias (CPR).

Com base nestes dados, o LTP-EPUSP realizou os ensaios de deformação permanente,

verificação do volume de vazios, permeabilidade e abrasão Cantabro (estes dois últimos na

pesquisa das misturas asfálticas CPA).

No presente estudo foram avaliados diversos tipos de misturas asfálticas, a partir da combinação

dos seguintes fatores:

• Quatro ligantes asfálticos

o CAP 30-45

o CAP 50-70

o Asfalto modificado por polímero (AMP)

o Asfalto modificado por borracha (AMB);

• Cinco teores de ligante (para verificar se eventuais variações de usina implicariam em

potenciais efeitos quanto à deformação permanente)

o Teor de Projeto (TP)

o TP ± 0,5%

o TP± 0,25%;

• Cinco granulometrias

o 9,5mm (Superpave)

o 12,5mm (Faixa C DNIT)





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o 19,0mm (Superpave)

o Gap-graded (Especificação Caltrans)

o CPA (Faixa Arizona).

O projeto de pesquisa inicial também previa empregar duas energias de compactação, que seriam

equivalentes a 75 e a 90 golpes por face Marshall, para observar se o aumento de energia de

compactação poderia minimizar eventuais problemas de pós-compactação. Entretanto, após a

realização dos primeiros ensaios notou-se que não era possível compactar eficientemente as

misturas asfálticas com o uso de maior energia (90 golpes) na mesa compactadora, por uma

limitação do próprio equipamento, devendo adaptá-lo com vibração para aumentar a energia de

compactação. Algumas misturas, após muitas tentativas, foi possível aumentar a eficiência da

compactação, mas este processo foi abandonado após o início pois não se conseguia sempre

homogeneidade no processo e repetibilidade. Deste modo, este relatório apresenta os resultados

obtidos no início da pesquisa (com 12 misturas asfálticas), quando houve uma tentativa de se

empregar maior energia de compactação. Os demais testes em que se previa o uso de energia

equivalente a 90 golpes foram suprimidos deste estudo.

Por outro lado, foram realizados ensaios complementares que não constam da proposta original

para melhor analisar os resultados obtidos.

Para melhor visualização a Tabela 1 apresenta as misturas asfálticas que foram estudadas nesta

pesquisa.





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Tabela 1 - Misturas asfálticas estudadas

Tipo de mistura Granulometria Tipo de ligante Energia decompactação

Teor deligante

Graduaçãodensa

9,5mm*

30-45 75 golpes50-70 90 golpesAMB

75 golpesAMP TP-0,5%

12,5mm*

30-45 75 golpes50-70 90 golpes TP-0,25%AMB

75 golpesAMP TP

19,0mm*

30-45

75 golpes

50-70 TP+0,25%

AMBAMP TP+0,5%

Graduaçãodescontínua

Gap-graded AMB 75 golpes

Graduaçãoaberta

CPA AMP 75 golpes

* Tamanho nominal máximo (Segundo Bernucci et al. (2006), o tamanho nominal máximo é a maiorabertura de malha da peneira que retém alguma partícula de agregado, mas não mais que 10% em peso.Na Metodologia SHRP-Superpave o tamanho nominal máximo é definido como a abertura de malha depeneira imediatamente maior do que a da primeira peneira a reter mais de 10% do material)CPA = Camada Porosa de AtritoAMB = Asfalto Modificado por BorrachaAMP = Asfalto Modificado por Polímero

TP = Teor de Projeto

Volume de material testado

Ao final da pesquisa contabilizou-se a preparação de 92 tipos de mistura asfáltica diferentes, que

geraram um total de 276 corpos-de-prova em forma de placa (cada uma com cerca de 11kg).

Assim, para cada configuração de granulometria, tipo e teor de ligante (92 misturas asfálticas)

foram preparados ao menos três corpos-de-prova, sendo que em alguns poucos casos os testes

foram repetidos devido a eventuais problemas (correspondentes a cerca de 15% dos ensaios).

Por fim, calcula-se que foram empregadas mais de 3 toneladas de material neste estudo

laboratorial.





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As usinagens das misturas asfálticas no LTP-EPUSP foram realizadas em equipamento capaz de

misturar até cerca de 15kg de uma única vez (Figura 2), utilizando as temperaturas fornecidas

pelo distribuidor de asfalto e os parâmetros advindos das dosagens da Concessionária

NovaDutra.

Figura 2 - Misturadora asfáltica do LTP-EPUSP

3.2 Ensaios realizados

3.2.1 Deformação permanente em trilha de roda

Após a usinagem das misturas asfálticas, estas eram levadas à mesa compactadora francesa LCP

(idealizada no Laboratoire Central des Ponts et Chaussées da França) para a moldagem das

placas (corpos-de-prova utilizados no ensaio de deformação permanente).

A mesa compactadora LCPC compacta a mistura asfáltica por rolagem (Figura 3), através de

uma sequência de passagens de um pneu padronizado, com pressão variando entre 0,3 e 0,6MPa

(3 e 6 bar), segundo especificação européia EN 12697-33 (2003a).





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Nos casos em que se aumentou a energia de compactação, a pressão do eixo foi incrementada

para alcançar uma energia equivalente a 90 golpes Marshall, porém este tipo de compactação

não é previsto na norma européia.

Figura 3 - Moldagem de uma placa na mesa compactadora francesa

Para cada tipo de mistura asfáltica estudada era compactado um par de placas iguais para serem

submetidos ao ensaio de deformação permanente. Além disso, também foi moldada uma placa

extra de cada concreto asfáltico, para servir de referencial inicial (placa virgem).

Os corpos-de-prova para os ensaios de deformação permanente consistiam de placas com 50 mm

de espessura por 180 mm de largura e 500 mm de comprimento (Figura 4).

Figura 4 - Corpo-de-prova em forma de placa para os ensaios no LTP-EPUSP





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Após a moldagem e esfriamento do par de placas iguais, estas eram submetidas ao simulador de

tráfego tipo LCPC (também do Laboratoire Central des Ponts et Chaussées) para a

determinação do afundamento em trilha de roda, ou deformação permanente (Figura 5), segundo

a norma européia EN 12697-22 (2003b).

Figura 5 - Simulador de tráfego LCP

Este equipamento é composto de um eixo com dois pneus (um para cada placa), com pressão

regulável normalizada em 6bar para este ensaio, e carga regulável normalizada em 5.000N. Estes

pneus passam em contato direto sobre as placas em ciclos (cada um correspondente a uma ida e

uma volta), a uma freqüência de 1 Hz, gerando afundamentos progressivos. Este teste é levado

até 30.000 ciclos e, a fim de impor a condição mais desfavorável e acelerar a obtenção dos

resultados, o mesmo é realizado a 60ºC.

Antes de ser iniciada a simulação de tráfego é lida a condição inicial (ciclo zero) e,

posteriormente ao longo do ensaio vão sendo medidos os afundamentos após 100, 300, 1.000,

3.000, 10.000 e 30.000 ciclos (Figura 6).





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Figura 6 - Medida de afundamento no simulador de tráfego

Sob estas condições é possível prever uma situação de deformação permanente que ocorreria

após cerca de alguns anos em campo, dependendo das condições de tráfego, número de

solicitações e clima a que estará sujeito o pavimento.

Segundo as recomendações européias, a porcentagem máxima de afundamento em trilha de roda

em revestimentos asfálticos sujeitos a tráfego pesado deve ser de 5% após 30.000 ciclos no

simulador de tráfego francês.

No Brasil tem-se procurado estabelecer o limite de 5% aos 30.000 ciclos para concretos

asfálticos submetidos a tráfego pesado para as condições prevalecentes no país, devido seu clima

ser desfavorável quanto à deformação permanente. Este limite vem sendo utilizado desde 1994

no LTP-EPUSP, desde que os primeiros testes foram feitos com o simulador de maneira pioneira

no Brasil.





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3.2.2 Variação do volume de vazios

Na determinação da variação do volume de vazios foram empregados corpos-de-prova extraídos

de uma placa virgem (condição inicial de vazios) e de uma placa já submetida aos 30.000 ciclos

do simulador de tráfego (condição após deformação permanente).

Inicialmente no LTP-EPUSP eram extraídos quatro corpos-de-prova no formato Marshall da

placa virgem (4 polegadas de diâmetro e 5 cm de altura) e dois corpos-de-prova de mesmas

dimensões da placa após o simulador, segundo esquemas apresentados na Figura 7.

(a) (b)

Figura 7 - Esquema de extração de corpos-de-prova inicialmente adotada no LTP-EPUSP, nascondições de placa virgem (a) e após o simulador (b), respectivamente

Entretanto, algumas pesquisas posteriores no LTP-EPUSP mostraram que o uso de um único

corpo-de-prova extraído, com dimensões maiores que o Marshall, seria mais representativo na

determinação do volume de vazios.

Assim, passou-se a trabalhar com este sistema, extraindo-se um único corpo-de-prova central

(Figura 8) de uma placa virgem e outro de uma placa já submetida ao simulador.





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Figura 8 - Esquema de extração de corpo-de-prova único posteriormente adotado no LTP-EPUSP

Em seguida, a determinação do volume de vazios era feita por pesagem hidrostática (Figura 9),

como especificado pelas normas AASHTO T166 (2007) e ASTM D3203 (2005). No caso das

misturas de graduação aberta CPA, os corpos-de-prova foram envoltos em parafina antes da

pesagem submersa.

Figura 9 - Pesagem hidrostática de corpo-de-prova único extraído de placa

Corpo-de-prova extraído





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O cálculo da variação do volume de vazios é realizado segundo a expressão (1):

Variação de VV = 100*VVinicial

VVfinal)(VVinicial− (1)

Sendo:VVinicial = Volume de vazios na condição inicial;

VVfinal = Volume de vazios depois do ensaio no simulador.

3.2.3 Permeabilidade das misturas de graduação aberta

Segundo Bernucci et al. (2006), um revestimento asfáltico executado com CPA é responsável

pela coleta da água de chuva para o seu interior e é capaz de promover uma rápida percolação da

mesma devido à sua elevada permeabilidade. Deste modo, se faz importante a verificação desta

propriedade quando no estudo deste tipo de concreto asfáltico, como requer a norma européia

EN 13108-7 (2006).

Nesta pesquisa, embora não previsto no escopo inicial, foram incluídos ensaios de medida de

permeabilidade no CPA, única mistura permeável neste estudo, uma vez que esta mistura tem

como uma de suas características mais importantes esta propriedade e não propriamente as

deformações permanentes. Os ensaios de permeabilidade das misturas asfálticas tipo CPA foram

realizados no LTP-EPUSP, utilizando-se de um permeâmetro concebido e confeccionado

especialmente para este fim. A Figura 10 mostra o permeâmetro do LTP-EPUSP em

funcionamento.





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Figura 10 - Equipamento do LTP-EPUSP para ensaio de permeabilidade

Para tanto, foram empregados corpos-de-prova tipo Marshall extraídos de uma placa virgem

(condição inicial de vazios) e também de uma placa após 30.000 ciclos do simulador de tráfego

(condição após deformação permanente).

Em linhas gerais, o ensaio de permeabilidade consiste em:

• Posicionar o corpo de prova tipo Marshall no interior do permeâmetro;

• Pressurizar a membrana interna do permeâmetro para que as laterais do corpo de prova

fiquem vedadas e garantam que o escoamento ocorra somente na direção vertical;

• Liberar o fluxo de água pelo sistema, observando se o escoamento é laminar, e aguardar

sua estabilização;

• Medir a coluna d’água e coletar a água que sai do permeâmetro dentro de um intervalo de

tempo cronometrado.

O coeficiente de permeabilidade do corpo de prova pode ser obtido por meio da expressão (2):





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(2)

Sendo:

Q = vazão de saída do permeâmetro;

L = altura do corpo de prova;

A = área da superfície do corpo de prova;

h = altura da coluna d’água.

Já a variação da permeabilidade de uma determinada mistura asfáltica é dada pela expressão (3):

Variação de permeabilidade = 100*Perm

)Perm(Perm

inicial

finalinicial − (3)

Sendo:

Perminicial = Permeabilidade na condição inicial;

Permfinal = Permeabilidade depois do ensaio no simulador.

A especificação européia EN 12697-19 (2004), que trata de permeabilidade de corpos-de-prova

de misturas asfálticas, menciona que a permeabilidade vertical usualmente fica entre 0,5×10-3m/s

e 3,5×10-3m/s.

3.2.4 Abrasão Cantabro das misturas de graduação aberta

Segundo Bernucci et al. (2006) um teste fundamental a ser realizado com misturas CPA é o

desgaste por abrasão Cantabro. Este ensaio possui especificação do DNIT sob número ME-

383/99.

Inicialmente foram realizados ensaios de abrasão Cantabro no CPR NovaDutra, dentro do

programa de dosagem da mistura asfáltica CPA. Posteriormente, também foram feitos ensaios no

LTP-EPUSP, mas utilizando corpos-de-prova extraídos das placas para fins de comparação com





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os resultados iniciais, sendo um corpo-de-prova de uma placa virgem (condição inicial de

vazios) e outro de uma placa após 30.000 ciclos do simulador de tráfego (condição após

deformação permanente).

A Figura 11 mostra o equipamento do LTP-EPUSP para experimento de desgaste Cantabro.

Figura 11 - Equipamento do LTP-EPUSP para ensaio de desgaste Cantabro

A especificação européia EN 13108-7 (2006), que trata de misturas asfálticas drenantes,

menciona que a perda de massa máxima na abrasão Cantabro deve ser de 20%.





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Av. Prof Almeida Prado trav.2 – Cidade Universitária – São Paulo – SP – CEP 05508-070tel: (11) 3191.5485 – Fax: (11) 3091.5716 – E-mail: [email protected]

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4.

MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃODENSA

4.1 Agregados

Os agregados pétreos utilizados com as misturas asfálticas de graduação densa eram de origem

granítica e foram obtidos na Pedreira Santa Isabel (SP).

A Tabela 2 apresenta as composições de agregados utilizadas nos projetos das misturas asfálticas

densas, a Tabela 3 mostra a granulometria obtida e a Figura 12 ilustra suas curvas de

distribuição.

Tabela 2 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação densa

Tipo de materialPorcentagem [%]

9,5mm 12,5mm 19,0mm

Brita 1” - - 32,0Brita ½” - 25,0 -Pedrisco 40,0 30,0 27,0

Pó-de-pedra 38,5 33,5 25,5Areia Artificial 20,0 10,0 14,0

Cal CH-I 1,5 1,5 1,5

Tabela 3 – Granulometria obtidas nas misturas asfálticas de graduação densa

Peneira Abertura [mm]Porcentagem obtida [%]

9,5mm 12,5mm 19,0mm1” 25,4 100 100 100

3/4" 19,1 100 100 991/2" 12,7 100 96 783/8” 9,52 99 80 72

4 4,75 65 49 468 2,36 38 - -10 2,0 - 28 2340 0,42 - 18 1580 0,18 - 14 12200 0,075 9,3 8,1 7,1





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0

20

40

60

80

100

0,0 0,1 1,0 10,0 100,0

abertura das peneiras [mm]

P o r c e n t a g e m p

a s s a n t e [ % ] 9,5mm Superpave

12,5mm Faixa C DNIT

19,0mm Superpave

Figura 12 - Curvas granulométricas das misturas asfálticas de graduação densa

4.2 Ligantes asfálticos

Com as misturas asfálticas densas foram empregados quatro tipos de ligantes asfálticos:

CAP 30-45;

CAP 50-70;

Asfalto modificado por borracha (AMB), tipo AB8;

Asfalto modificado por polímero SBS (AMP).

A Tabela 4 e a Tabela 5 apresentam os limites admissíveis quanto a algumas propriedades de

ligantes convencionais e modificados, respectivamente, segundo a Agência Nacional de

Petróleo, Gás e Biocombustíveis (ANP).

Tabela 4 – Limites da ANP quanto à caracterização dos ligantes asfálticos 30-45 e 50-70Limites





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(ANP 2005)

Características Unidade CAP 30-45 CAP 50-70Penetração (100g, 5s, 25ºC) 0,1 mm 30 a 45 50 a 70

Ponto de amolecimento, mín. ºC 52 46

ViscosidadeSaybolt-Furol

a 135ºC, mín.s

141 192a 150º, mín. 50 90

a 177ºC 30 a 150 40 a 150

ViscosidadeBrookfield

a 135ºC, mín.cP

274 374a 150º, mín. 112 203

a 177ºC 57 a 285 76 a 285

Tabela 5 - Limites da ANP quanto à caracterização dos ligantes asfálticos AMB e AMP

Limites(ANP 2008)Características Unidade AMB (AB 8) AMP (65/90)

Penetração (100g, 5s, 25ºC) 0,1 mm 30-70 40-70Ponto de amolecimento, mín. ºC 50 65

ViscosidadeBrookfield

a 135ºC, mín.

cP

- 3000a 150º, mín. - 2000

a 175ºC 800 a 2000 -a 177ºC - 1000

Recuperação elástica [%] 50 90

Os resultados obtidos na caracterização dos ligantes utilizados com as misturas de graduação

densa são apresentados na Tabela 6.

Tabela 6 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação densa

Penetração(0,1mm)

Ponto deAmolecimento

[ºC]

Viscosidade RecuperaçãoElástica

[%]135ºC 150ºC 177ºC

CAP 30-45 46 54 223s 100s 38s -CAP 50-70 52 51 185s 88s 33s -

AMB (Ecoflex B) 59 58 - - 1585cP 69AMP (Stylink) 61 72 - - 125s 78

Por meio da Tabela 6 é possível observar que apesar da classificação distinta dos ligantes 30-45

e 50-70, os mesmos apresentaram valores de penetração e ponto de amolecimento bastante

próximos.





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4.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação densa

A dosagem das misturas asfálticas densas estudadas neste trabalho foi desenvolvida pela

Concessionária Nova Dutra, sendo empregado o método de dosagem Marshall com 75 golpes

por face, cujos parâmetros obtidos são apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação densa,para 75 golpes por face Marshall

Granulometria Ligante TP[%] VV[%] DMT[g/cm3] DAp[g/cm3] VAM[%] VCB[%] RT[MPa]9,5mm

30-455,2 4,1 2,566 2,461 15,9 74,4 2,42

12,5mm 4,7 3,9 2,594 2,493 13,9 71,9 2,1919,0mm 4,5 4,0 2,588 2,485 14,1 71,7 2,399,5mm

50-705,2 3,9 2,561 2,460 15,9 75,3 1,98

12,5mm 4,4 4,0 2,588 2,484 13,9 71,1 1,9119,0mm 4,2 4,0 2,594 2,491 13,7 70,8 2,059,5mm

AMB5,8 4,1 2,530 2,426 16,9 75,6 1,41

12,5mm 5,8 4,0 2,532 2,430 17,3 76,8 1,4119,0mm 5,5 4,0 2,547 2,445 16,5 75,7 1,319,5mm

AMP5,0 4,1 2,559 2,456 15,9 74,6 1,81

12,5mm 4,5 3,8 2,579 2,481 14,4 73,4 1,7419,0mm 4,6 3,9 2,570 2,470 14,8 73,6 1,43

TP = Teor “ótimo” de ProjetoVV = Volume de vaziosDMT = Densidade Máxima TeóricaDAp = Densidade Aparente da mistura compactadaVAM = Vazios do Agregado MineralVCA = Vazios cheios de AsfaltoRT = Resistência à Tração por Compressão Diametral

Cabe mencionar que as misturas com asfalto modificado por borracha em geral requerem maior

teor de ligante em projeto, porém este fato não se reflete no aumento da deformação permanente,

pois a viscosidade do ligante, aliada à recuperação elástica do mesmo, em geral levam a uma

maior resistência ao afundamento em trilha de roda.

Por fim, a Tabela 8 mostra os teores obtidos na dosagem das misturas em que a energia de

compactação foi aumentada dos equivalentes 75 para 90 golpes.





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Tabela 8 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação densa,

para 90 golpes por face MarshallGranulometria Ligante

TP[%]

VV[%]

DMT[g/cm3]

DAp[g/cm3]

VAM[%]

VCB[%]

RT[MPa]

9,5mm30-45

5,6 4,0 2,560 2,459 16,4 63,8 Não obtido

12,5mm 4,65 3,9 2,601 2,500 13,5 71,1 1,769,5mm

50-704,8 4,0 2,570 2,467 15,4 73,8 2,06

12,5mm 4,2 3,9 2,591 2,491 13,5 71,3 1,94TP = Teor “ótimo” de ProjetoVV = Volume de vaziosDMT = Densidade Máxima TeóricaDAp = Densidade Aparente da mistura compactadaVAM = Vazios do Agregado MineralVCA = Vazios cheios de AsfaltoRT = Resistência à Tração por Compressão Diametral

4.4 Resultados de deformação permanente em trilha de roda

Da Figura 13 à Figura 18 são ilustradas as deformações permanentes obtidas em função do tipo e

do teor de ligante das misturas asfálticas densas estudadas nesta pesquisa.

Na Figura 13, são plotados todos os resultados obtidos para as misturas contínuas, tipo concreto

asfáltico, com 9,5mm de diâmetro máximo, com os quatro tipos de ligantes testados, nos cinco

teores de pesquisa, usando a energia Marshall 75 golpes por face do corpo-de-prova, como

recomenda o método de dosagem para tráfego pesado.





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9,5mm Superpave – 75 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

30-4550-70AMPAMB

4 , 7

%

4 , 7

%

4 , 5

%

5 , 3

%

4 , 9

5 %

4 , 9

5 %

4 , 7

5 %

5 , 5

5 %

5 , 2

%

5 , 2

%

5 , 0

%

5 , 8

%

5 , 4

5 %

5 , 4

5 %

5 , 2

5 %

6 , 0

5 %

5 , 7

%

5 , 7

%

5 , 5

%

6 , 3

%

30-45 5,3 5,3 5,5 6,0 6,6

50-70 9,5 7,7 10,8 9,8 14,2

AMP 3,6 3,0 3,6 4,0 5,1

AMB 3,0 3,3 3,4 3,5 3,8

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

Figura 13 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximo

nominal 9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 75 golpes

Observa-se na Figura 13 que, no caso das misturas asfálticas 9,5mm (75 golpes), as deformações

permanentes mais expressivas ocorreram quando foi utilizado CAP 50-70. Os concretos

asfálticos com CAP 30-45 também mostraram deformações acima do limite de 5,0% para tráfego

pesado, embora não tenham excedido expressivamente este valor para o teor de projeto. Para o

caso da Rodovia Presidente Dutra, não seria recomendável o uso do CAP 50-70; o CAP 30-45,

por sua vez, poderia ser empregado desde que fossem empregados ligantes deste tipo com maior

consistência que aquele usado nesta pesquisa. Salienta-se que há um aumento significativo de

deformação permanente para excesso de ligante em relação ao ótimo, para ambos casos,

principalmente para CAP 50-70.





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Por outro lado, as misturas com asfalto modificado por polímero SBS e por borracha obtiveram

bom comportamento ao afundamento em trilha de roda, além de não se mostrarem

significativamente sensíveis ao aumento do teor de ligante; tendo-se em mente que usualmente

no Brasil existe uma variação aceitável em usina como sendo de ± 0,3% de ligante, o acréscimo

ou a diminuição da quantidade de asfalto nestes casos não afetaria notavelmente a deformação

permanente, nestas configurações de mistura.

Na Figura 14 apresentam-se os resultados de deformação permanente para misturas com maior

energia de compactação, para os ligantes CAP 50-70 e CAP 30-45.


0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o p e r m

a n e n t e a p ó s

3 0 . 0

0 0 c i c l o s [ % ]

TP-0,25% TP TP+0,25%

30-45

50-70

5 , 3

5 %

4 , 5

5 %

5 , 6

%

4 , 8

%

5 , 8

5 %

5 , 0

5 %

30-45 5,5 5,8 5,9

50-70 4,4 4,9 4,5

TP-0,25% TP TP+0,25%


nominal 9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 90 golpes

Comparando-se os dados obtidos na Figura 14 e na Figura 13, observa-se que a tentativa de

aumentar a energia de compactação do que seria equivalente aos 75 golpes para 90 golpes não

surtiu o efeito desejado, uma vez que as deformações permanentes não se alteraram para o caso





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das misturas com CAP 30-45. No entanto, o teor de projeto recomendado como ótimo para 90

golpes é 0,4% maior que o teor para 75golpes, o que não procede, uma vez que teoricamente o

teor deveria ser inferior devido ao aumento de energia. No caso do CAP 50-70, o teor de projeto

para 90 golpes foi reduzido em 0,6% em relação à energia de 75 golpes. Embora siga a tendência

esperada, esta redução é muito grande para este aumento de energia. O uso de pouco ligante

resulta em uma mistura muito pobre e propensa à desagregação.

A Figura 15 mostra os resultados obtidos para os concretos asfálticos com 12,5 mm de diâmetro

nominal máximo, para os quatro tipos de ligantes testados, nos cinco teores de pesquisa, usando

a energia Marshall 75 golpes por face do corpo-de-prova.

12,5mm Faixa C DNIT – 75 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e

a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

30-4550-70AMPAMB

4 , 2 %

3 , 9 %

4 , 0 %

5 , 3 %

4 , 4

5 %

4 , 1

5 %

4 , 2

5 %

5 , 5

5 %

4 , 7 %

4 , 4 %

4 , 5 %

5 , 8 %

4 , 9

5 %

4 , 6

5 %

4 , 7

5 %

6 , 0

5 %

5 , 2 %

4 , 9 %

5 , 0 %

6 , 3 %

30-45 5,4 5,3 5,6 7,5 9,1

50-70 5,3 5,3 5,5 6,5 8,1

AMP 3,7 4,0 3,9 5,2 5,5

AMB 3,3 4,4 3,6 5,2 6,5

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%


nominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 75 golpes





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Com a granulometria alterada para um diâmetro máximo nominal de 12,5mm, as misturas com

ligantes convencionais 30-45 e 50-70 mostraram valores de deformação permanente bastante

semelhantes até o teor de projeto e, a partir daí, os concretos asfálticos com 30-45 foram mais

sensíveis ao afundamento em trilha de roda. Este comportamento pode ser explicado pelo

aumento de 0,3% de teor de ligante para CAP 30-45 em relação ao CAP 50-70 no teor de

projeto. Ressalta-se que para a Superpave de 9,5mm os teores de projeto deram iguais. Neste

caso, de 12,5mm de diâmetro nominal, o aumento de 0,3% de um em relação ao outro não

corresponde ao esperado. Assim, deveria analisar com um aumento de ligante para o teor de

projeto da mistura com CAP 50-70. Isto foi feito e é apresentado na Figura 15 (b), com

translação dos resultados em +0,25% para o CAP 50-70. Em todos os casos, a deformação

permanente ficou acima do limite aceitável de 5%, não sendo aconselhável seu uso na Rodovia

Presidente Dutra nestas configurações de mistura. Dependendo da viscosidade do CAP 30-45,

estes valores podem se reduzir. Pode-se igualmente corrigir um pouco a graduação de maneira a

reduzir a deformação permanente.

Já as misturas com asfalto modificado por polímero SBS e por borracha se mostraram mais

resistentes à deformação permanente, apresentando valores de afundamento dentro do limite

aceitável em misturas que continham teores de ligante até os de projeto. Acima deste último,

nota-se que o acréscimo de asfalto causa deformações permanentes maiores do que o limite

recomendável, mesmo dentro do que é usualmente aceitável em usina (+0,3%). Da mesma forma

a análise dos teores mostra um teor excessivo nas misturas com asfalto borracha. Para melhorar a

correspondência de análise, foi feita uma translação de resultados reduzindo o teor em 0,5% para

ser compatível com os teores da mistura de 9,5mm – Figura 16.





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D

e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e a p ó s

3 0 . 0

0 0 c i c l o s [ % ]

30-4550-70AMPAMB

30-45 5,4 5,3 5,6 7,5 9,1

50-70 5,3 5,5 6,5 8,1

AMP 3,7 4,0 3,9 5,2 5,5

AMB 3,3 4,4 3,6

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

Figura 16. Deformação permanente corrigida das misturas asfálticas densas com diâmetro

máximo nominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 75 golpes

A Figura 17 mostra os resultados com o aumento de energia de compactação de 75 golpes para90 golpes.





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12,5mm Faixa C DNIT – 90 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f

o r m a ç ã o p e r m a n e n t e a p ó s

3 0 . 0

0 0 c i c l o s [ % ]

TP-0,25% TP TP+0,25%

30-45

50-70

4 , 4

%

3 , 9

5 %

4 , 6

5 %

4 , 2

%

4 , 9

%

4 , 4

5 %

30-45 4,3 5,5 6,1

50-70 3,3 4,0 4,4

TP-0,25% TP TP+0,25%

Figura 17 - Deformação permanente das misturas asfálticas densas com diâmetro máximonominal 12,5mm Faixa C DNIT, compactadas com energia equivalente a 90 golpes

Segundo a Figura 17 as misturas com CAP 30-45 se mostraram mais suscetíveis à deformação

permanente que aquelas com CAP 50-70, todas compactadas com energia equivalente a 90

golpes, com estas configurações de agregados.

Neste caso, esperava-se que o ligante mais consistente (30-45) gerasse misturas que

apresentassem melhores resultados em termos de afundamento em trilha de roda do que aquelasque foram preparadas com o asfalto menos consistente (50-70). A redução de ligante para a CAP

50-70 em relação ao teor de projeto da mistura com CAP 30-45 é novamente muito expressiva,

não sendo justificada.

A Figura 18 mostra os resultados obtidos para os concretos asfálticos com 19,0 mm de diâmetro

nominal máximo, para os quatro tipos de ligantes testados, nos cinco teores de pesquisa, usando

a energia Marshall 75 golpes por face do corpo-de-prova





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0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã

o p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

30-4550-70AMPAMB

4 , 0

%

3 , 7

%

4 , 1

%

5 , 0

%

4 , 2

5 %

3 , 9

5 %

4 , 3

5 %

5 , 2

5 %

4 , 5

%

4 , 2

%

4 , 6

%

5 , 5

%

4 , 7

5 %

4 , 4

5 %

4 , 8

5 %

5 , 7

5 %

5 , 0

%

4 , 7

%

5 , 1

%

6 , 0

%

30-45 5,6 5,7 5,9 6,0 7,3

50-70 4,9 7,0 6,9 6,7 7,9

AMP 3,4 4,9 5,0 4,4 5,7

AMB 4,3 5,0 4,5 6,2 5,8

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%


nominal 19,0mm Superpave, , compactadas com energia equivalente a 75 golpes

De acordo com a Figura 18 as misturas com CAP 50-70 se mostraram mais sensíveis à

deformação permanente que as misturas com CAP 30-45, em função do teor de ligante. Todas as

misturas se apresentaram afundamentos em trilha de roda maiores do que o limite aceitável de5%. Com estas graduações de materiais, tais misturas não são recomendadas para aplicação na

Via Dutra.

Novamente neste caso, a mistura com CAP 50-70 sofreu redução de 0,3% de ligante em relação

à mistura com CAP 30-45, o que para as viscosidades de ligante utilizado, o projeto não procede.





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Já os concretos asfálticos com ligante modificado por polímero SBS e por borracha mostraram

comportamento melhor à deformação permanente. No caso das misturas com polímero, o

potencial para afundamento em trilha de roda não foi significativo até um acréscimo de 0,25%

no teor de ligante. Por outro lado, as misturas com borracha tiveram bom comportamento à

deformação permanente até o teor de projeto, não sendo recomendados concretos asfálticos com

quantidade de asfalto acima deste.

Por fim, a Figura 19 apresenta todos os resultados de deformação permanente obtidos com as

misturas compactadas com energia equivalente a 75 golpes.

Misturas de graduação densa compactadas com energia de 75 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e

a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

30-45 9,5mm 30-45 12,5mm 30-45 19,0mm

50-70 9,5mm 50-70 12,5mm 50-70 19,0mm

AMP 9,5mm AMP 12,5mm AMP 19,0mm

AMB 9,5mm AMB 12,5mm AMB 19,0mm

– – – Limite de deformação permanente recomendável para vias de tráfego

pesado no Brasil (5%)

Figura 19 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa, compactadascom energia equivalente a 75 golpes

De maneira geral, a Figura 19 mostra que, para todos os casos estudados de misturas de

graduação densa em energia de compactação equivalente a 75 golpes Marshall, as misturas com

CAP 50-70 são as mais suscetíveis ao afundamento em trilha de roda, principalmente com o

incremento do teor de ligante e com o menor diâmetro máximo.





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Comparando-se os dois tipos de asfalto convencional no Brasil (50-70 e 30-45), os concretos

asfálticos com ligante 30-45 apresentaram melhor comportamento quanto à deformação

permanente, embora com valores geralmente acima do recomendável. Ressalta-se novamente

que os ligantes testados possuem características similares, o que não possibilita realçar as

diferenças de propriedades.

Por outro lado, as misturas com asfaltos modificados tiveram bom comportamento à deformação

permanente, principalmente quando com teores de ligante até o de projeto. De modo geral, pode-

se dizer que as misturas com polímero se mostraram ligeiramente mais resistentes que aquelas

com borracha. Aceitam em geral um acréscimo de teor sem risco. No caso das misturas com

asfalto-borracha, os teores de ligante são muito elevados e, acredita-se, que devam ser reduzidos.

A Figura 20 mostra os valores observados nos concretos asfálticos quando foi utilizada energia

de compactação equivalente a 90 golpes.





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Misturas de graduação densa compactadas com energia de 90 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o

p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,25% TP TP+0,25%

30-45 9,5mm 30-45 12,5mm

50-70 9,5mm 50-70 12,5mm



Figura 20 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa, compactadascom energia equivalente a 90 golpes

Segundo a Figura 20, as misturas com CAP 50-70 tiveram melhor comportamento à deformação

permanente quando em comparação com os concretos asfálticos com CAP 30-45,

independentemente da granulometria. Entretanto, como mencionado anteriormente, acredita-se

que a compactação com energia equivalente a 90 golpes não tenha ocorrido de maneira eficiente.

Para fins comparativos, a Figura 21 apresenta os resultados de afundamento em trilha de roda

das misturas asfálticas que foram submetidas à compactação com energia de 75 e 90 golpes, nos

teores de projeto e suas variações de ±0,25%.





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Misturas de graduação densa compactadas com energia de 75 e 90 golpes

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o

p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,25% TP TP+0,25%

30-45 9,5mm 75g 30-45 9,5mm 90g

30-45 12,5mm 75g 30-45 12,5mm 90g

50-70 9,5mm 75g 50-70 9,5mm 90g

50-70 12,5mm 75g 50-70 12,5mm 90g



Figura 21 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação densa com ligantesconvencionais, compactadas com energia equivalente a 75 e 90 golpes

Embora em quase todos os casos da Figura 21 tenha havido uma certa melhoria quanto à

deformação permanente quando houve incremento da energia de compactação, nem sempre

parece ter havido significativo aumento da resistência à deformação permanente; aparentemente

houve maior dificuldade em se impor maior energia de compactação nas misturas com CAP 30-

45, possivelmente devido a uma limitação do equipamento. Neste caso, parece que o gasto

energético necessário para se tentar impor um maior grau de compactação não se refletiria em

níveis de afundamento em trilha de roda abaixo do máximo recomendável.

De qualquer modo, o estudo dos vazios, que será abordado posteriormente, poderá

complementar esta análise.

4.5 Resultados de volume de vazios





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Da Tabela 9 à Tabela 13 são apresentados os resultados de volume de vazios obtidos com os

corpos-de-prova extraídos das placas de misturas asfálticas nas condições antes e após a

deformação permanente (inicial e final), bem como suas respectivas variações. Além disso, a

Tabela também reapresenta as deformações permanentes obtidas em cada caso para comparação

dos resultados.

A Tabela 9 mostra os resultados obtidos para o concreto asfáltico com 9,5mm de diâmetro

nominal máximo.

Tabela 9 - Volume de vazios das misturas asfálticas densas com diâmetro máximo nominal9,5mm Superpave, compactadas com energia equivalente a 75 golpes

Tipo deligante

Teor de liganteVVinicial

[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]

Deformaçãopermanente

[%]

30-45

4,7% (TP-0,5%) 7,9 6,9 12,7 5,34,95% (TP-0,25%) 8,3 5,6 32,5 5,35,2% (TP) 6,5 5,7 12,3 5,55,45% (TP+0,25%) 5,1 4,5 11,8 6,0

5,7% (TP+0,5%) 4,1 * * 6,6

50-70

4,7% (TP-0,5%) 8,1 6,0 25,9 9,54,95% (TP-0,25%) 7,8 5,7 26,9 7,75,2% (TP) 7,0 4,7 32,9 10,85,45% (TP+0,25%) 6,1 3,8 37,7 9,85,7% (TP+0,5%) 5,1 3,3 35,3 14,2

AMP

4,5% (TP-0,5%) 7,6 7,0 7,9 3,64,75% (TP-0,25%) 7,3 5,8 20,5 3,05,0% (TP) 6,3 5,4 14,3 3,65,25% (TP+0,25%) 6,0 5,6 6,7 4,05,5% (TP+0,5%) 4,7 4,2 10,6 5,1

AMB

5,3% (TP-0,5%) 7,7 6,5 15,6 3,05,55% (TP-0,25%) 6,0 5,8 3,3 3,35,8% (TP) 5,9 5,1 13,6 3,46,05% (TP+0,25%) 5,7 4,2 26,3 3,56,3% (TP+0,5%) 3,8 3,8 0 6,3

* Provavelmente ocorreu problema no ensaio, resultando em valor errôneo. Resultado a ser desprezado.

A Tabela 9 mostra a redução de vazios que ocorre com o aumento do teor de ligante nas placas

“virgens”. Após os afundamentos, os volumes de vazios tendem a ser reduzidos em relação ao

inicial. Observa-se que a maior redução de vazios se dá para as misturas com ligante CAP 50-70,





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devido à maior deformação permanente. As reduções de vazios para as misturas com excesso de

ligante, embora possam não ser em valor absoluto muito expressiva, há um reacomodamento de

agregados e fluência, com compensação de massa lateralmente, e elevação vertical. Ou seja, às

vezes, a redução de volume de vazios pode não parecer significativa, mas acompanha um

elevado afundamento por fluência.

A Tabela 10 mostra a redução de vazios nas placas onde a compactação foi feita inicialmente

com maior energia.


Tipo deligante


[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]


[%]

30-455,35% (TP-0,25%) 5,7 4,7 17,5 5,55,6% (TP) 5,3 4,3 18,9 5,85,85% (TP+0,25%) 3,0 2,9 3,3 5,9

50-70

4,55% (TP-0,25%) 7,8 7,2 7,7 4,4

4,8% (TP) 6,5 5,7 12,3 4,95,05% (TP+0,25%) 6,0 5,3 11,7 4,5

Neste caso, o volume de vazios é inferior às placas compactadas com menor energia, o que era

de ser esperar devido ao aumento de esforço em aproximar as partículas. O volume de vazios

diferente das misturas asfálticas com CAP 50-70 (6,5% inicial) para com CAP 30-45 (5,3%)

explicam em parte os maiores afundamentos na mistura com asfalto mais viscoso.

Na Tabela 11 apresentam-se os resultados obtidos para o concreto asfáltico com 12,5mm de

diâmetro nominal máximo.


Tipo deligante


[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]


[%]





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30-45

4,2% (TP-0,5%) 7,1 6,1 14,1 5,4

4,45% (TP-0,25%) 6,5 4,8 26,2 5,34,7% (TP) 5,9 4,3 27,1 5,64,95% (TP+0,25%) 4,6 3,3 28,3 7,55,2% (TP+0,5%) 3,6 2,5 30,6 9,1

50-70

3,9% (TP-0,5%) 7,6 6,6 13,2 5,34,15% (TP-0,25%) 7,2 5,8 19,4 5,34,4% (TP) 5,7 4,3 24,6 5,54,65% (TP+0,25%) 5,0 3,7 26,0 6,54,9% (TP+0,5%) 3,8 2,6 31,6 8,1

AMP

4,0% (TP-0,5%) 6,9 6,4 7,2 3,74,25% (TP-0,25%) 6,3 5,7 9,5 4,0

4,5% (TP) 5,3 5,0 5,7 3,94,75% (TP+0,25%) 5,6 4,7 16,1 5,25,0% (TP+0,5%) 4,8 4,0 16,7 5,5

AMB

5,3% (TP-0,5%) 6,8 5,9 13,2 3,35,55% (TP-0,25%) 6,1 4,2 31,1 4,45,8% (TP) 5,6 3,2 42,9 3,66,05% (TP+0,25%) 4,4 3,6 18,2 5,26,3% (TP+0,5%) 2,9 1,8 37,9 6,5

Como nas misturas com 9,5mm de diâmetro nominal máximo, o volume de vazios é inferior às

placas compactadas com menor energia, o que era de ser esperar devido ao aumento de esforçoem aproximar as partículas.

Apresentam-se na Tabela 12 os resultados de volume de vazios iniciais e após deformação para

as misturas compactadas com o emprego de maior energia.


Tipo deligante


[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]


[%]

30-454,4% (TP-0,25%) 4,8 4,2 12,5 4,34,65% (TP) 4,1 3,5 14,6 5,5





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4,9% (TP+0,25%) 3,4 2,8 17,6 6,1

50-703,95% (TP-0,25%) 6,0 5,5 8,3 3,34,2% (TP) 5,6 5,0 10,7 4,04,45% (TP+0,25%) 4,7 4,1 12,8 4,4

O volume de vazios inicial em geral é menor que nas misturas com energia correspondente a 75

golpes. Há uma menor redução de vazios pela deformação. Os resultados explicam os maiores

afundamentos observados nas misturas com CAP 30-45 devido ao menor volume de vazios

inicial.

A Tabela 13 apresenta os resultados de vazios inicial e final das misturas tipo concreto asfáltico

19,0mm.

A redução de vazios ocorre com o aumento do teor de ligante nas placas “virgens”. Após os

afundamentos, os volumes de vazios tendem a ser reduzidos em relação ao inicial, como também

observado nos casos do concreto asfáltico 9,5mm e 12,5mm. Observa-se redução de vazios

similares entre as misturas com ligante CAP 50-70 e com CAP 30-45, embora as misturas comCAP 50-70 apresentem-se um pouco mais susceptíveis à redução e à deformação permanente.

Há uma maior redução de vazios no caso de uso de asfalto-borracha em comparação com asfalto

modificado por polímero. No entanto, acredita-se que o teor de asfalto borracha seja muito

elevado, em comparação com as demais misturas.


Tipo deligante


[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]


[%]

30-45

4,0% (TP-0,5%) 7,7 7,4 3,9 5,64,25% (TP-0,25%) 7,8 6,3 19,2 5,74,5% (TP) 6,5 5,5 15,4 5,9

4,75% (TP+0,25%) 6,5 5,3 18,5 6,0





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5,0% (TP+0,5%) 6,0 3,8 36,7 7,3

50-70

3,7% (TP-0,5%) 7,9 6,8 13,9 4,93,95% (TP-0,25%) 7,5 6,1 18,7 7,04,2% (TP) 6,4 5,3 17,2 6,94,45% (TP+0,25%) 7,4 4,6 37,8 6,74,7% (TP+0,5%) 5,8 4,2 27,6 7,9

AMP

4,1% (TP-0,5%) 7,6 5,9 22,4 3,44,35% (TP-0,25%) 6,0 5,3 11,7 4,94,6% (TP) 7,4 7,0 5,4 5,04,85% (TP+0,25%) 5,1 * 4,45,1% (TP+0,5%) 5,5 3,6 34,5 5,7

AMB

5,0% (TP-0,5%) 7,7 6,6 14,3 4,3

5,25% (TP-0,25%) 7,5 6,2 17,3 5,05,5% (TP) 6,5 4,7 27,7 4,55,75% (TP+0,25%) 4,6 3,5 23,9 6,26,0% (TP+0,5%) 3,5 4,0 -14,3* 5,8

* Provavelmente ocorreu problema no ensaio, resultando em valor errôneo. Resultado a ser desprezado.

Por fim, os resultados de volume de vazios e de deformação permanente foram agrupados em

função do tipo de ligante, podendo-se assim observar as mudanças de comportamento quando há

alteração do teor de asfalto e da granulometria das misturas asfálticas (Figura 22 à Figura 27).

A Figura 22 mostra os resultados de deformação permanente e de vazios inicial e final para os

concretos asfálticos usinados com CAP 30-45 e com energia de compactação correspondente a

75 golpes do Marshall.





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Misturas de graduação densa com CAP 30-45 e compactação equivalente a 75 golpes

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]

D e f o

r m a ç ã o p e r m a n e n t e [ % ]

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

V ol um e d e v a z i o s [ % ]

TP TP TP

DP 19,0mm VV ini 19,0mm VV fin 19,0mm



Figura 22 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comCAP 30-45 e compactação equivalente a 75 golpes

Observa-se a redução do teor de ligante de projeto com o aumento de diâmetro nominal máximo

devido à redução de superfície específica.

As deformações foram similares entre as misturas com 12,5mm e 19,0mm de diâmetro nominal

máximo. O comportamento da mistura com 9,5mm de diâmetro nominal máximo mostrou um

comportamento mais adequado à deformação permanente que as demais, possivelmente pelobom travamento dos agregados.

O gráfico mostra a redução dos vazios inicial com o aumento de teor para as três misturas. A

redução de vazios com os afundamentos é nítida em todos os casos, igualmente. Observe-se que

os afundamentos não são decorrentes apenas da redução de vazios, senão não poderia explicar o

aumento de deformação com o aumento no teor de ligante, uma vez que a redução de vazios

pode até ser menor que nas misturas mais pobres em ligante. Nestes casos, não se pode esquecer





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da fluência das misturas, que ocasiona um reacomodamento dos agregados e movimentação. Há

mais compensações volumétricas nos teores mais elevados, com as massas asfálticas se

deslocando lateralmente e apresentando sobre-elevações.

A Figura 23 mostra os resultados para as misturas com compactação correspondente a 90 golpes.


2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]

D e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e [ % ]

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TP TP



Figura 23 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comCAP 30-45 e compactação equivalente a 90 golpes

Mostra-se a redução menor de vazios inicial e final neste caso e menores afundamentos

decorrentes do uso de maior energia. As deformações entre as misturas com 9,5mm e 12,5mm de

diâmetro nominal máximo são similares.

A Figura 24 mostra os resultados de deformação permanente e de vazios inicial e final para os

concretos asfálticos usinados com CAP 50-70 e com energia de compactação correspondente a

75 golpes do Marshall.





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2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TP TP TP




Figura 24 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas com

CAP 50-70 e compactação equivalente a 75 golpes

Os mesmos comentários feitos para a Figura 22 podem ser feitos para a Figura 24. Neste caso, os

teores de projeto das misturas com 12,5mm de diâmetro nominal máximo ficaram relativamente

pobres em ligante, o que ocasionou uma menor deformação.

A Figura 25 mostra o comportamento quanto aos afundamentos e aos vazios para a energia decompactação correspondente a 90 golpes do Marshall.





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2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]

D e f o


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TP TP



Figura 25 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas com

CAP 50-70 e compactação equivalente a 90 golpes

Mostra-se a redução menor de vazios inicial para final neste caso e menores afundamentos

decorrentes do uso de maior energia. As deformações entre as misturas com 9,5mm e 12,5mm de

diâmetro nominal máximo são similares.

A Figura 26 mostra os resultados de deformação permanente e de vazios inicial e final dos

concretos asfálticos com asfalto-polímero.





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Misturas de graduação densa com AMP e compactação equivalente a 75 golpes

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]

D e f o


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TPTP TP




Figura 26 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comAMP e compactação equivalente a 75 golpes

O teor de projeto da mistura com 12,5mm é mais baixo que aquele com 19,0mm, o que não era

de se esperar. A variação de viscosidade dos ligantes para os estudos de dosagem pode ocasionar

esta alteração de dados, prejudicando a análise. As demais análises de tendências são similares

àquelas tecidas anteriormente para os asfaltos convencionais. Os afundamentos em trilha de roda

são menores nestes casos devido ao ligante.

A Figura 27 mostra os resultados de deformação permanente e de vazios inicial e final dos

concretos asfálticos com asfalto-borracha.

Neste caso, o uso de teor de projeto similar para as misturas com 12,5mm e com 9,5mm não são

compatíveis com o esperado, pois deveria ser inferior com 12,5mm em comparação com a

mistura com 9,5mm.





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Portanto, a mistura com 12,5mm apresenta menor volume de vazios inicial que a mistura com

9,5mm para os iguais teores. Neste caso, a mistura com 19,0mm mostrou teor ainda muito

elevado de projeto, mesmo sendo inferior às duas outras. Isto pode ser observado pelo pequeno

volume de vazios inicial nas placas. Graças às características do asfalto-borracha, os

afundamentos ainda são aceitáveis, embora os vazios sejam reduzidos.

Misturas de graduação densa com AMB e compactação equivalente a 75 golpes

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TP TPTP




Figura 27 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas densas comAMB e compactação equivalente a 75 golpes





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5.

MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃODESCONTÍNUA – GAP-GRADED

5.1 Agregados

Os agregados pétreos utilizados com as misturas asfálticas de graduação descontínua tinham

origem granítica e foram obtidos na Pedreira Pombal (RJ). Esta opção decorre do uso desta

mistura em obras nesta região com mistura descontínua do tipo gap-graded .

A Tabela 14 apresenta a composição de agregados utilizada nos projetos das misturas asfálticas

descontínuas gap-graded , a Tabela 15 mostra a granulometria obtida e a Figura 28 ilustra sua

curva de distribuição.

Tabela 14 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-

graded Tipo de material

Porcentagem[%]

Brita 1” 24,0Pedrisco 57,0

Pó-de-pedra 17,5Cal CH-I 1,5

Tabela 15 – Granulometria obtida nas misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded

Peneira Abertura [mm]Porcentagemobtida [%]

1” 25,4 1003/4" 19,1 1001/2" 12,7 813/8” 9,52 70

4 4,75 288 2,36 18

200 0,075 4,5





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0

20

40

60

80

100

0,0 0,1 1,0 10,0 100,0

abertura das peneiras [mm]


a s s a n t e [ % ] Curva descontínua gap-graded

Figura 28 - Curva granulométrica das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-

graded


Com as misturas asfálticas descontínuas foram empregados dois tipos de ligantes asfálticos:

Asfalto modificado por borracha (AMB), tipo AB8; Asfalto modificado por polímero SBS (AMP).

Na Tabela 5 apresentada anteriormente foram listados os limites estabelecidos pela ANP quanto

às propriedades destes dois tipos de asfalto.


descontínua gap-graded são apresentados na Tabela 16.

Tabela 16 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação descontínua gap-graded Penetração Ponto Viscosidade Recuperação





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(0,1mm) de

Amolecimento[ºC]

Elástica

[%]135ºC 150ºC 177ºC

AMB (Ecoflex Pave B) 67 56 - - * 67AMP (Stylink 60/85 – PG 76-22) 46 67 ** ** ** -

* Faixa de temperatura para mistura e temperatura mínima para compactação respectivamente 167ºC a 175ºCe 165ºC** Faixa de temperatura para mistura e temperatura mínima para compactação respectivamente 166ºC a175ºC e 165ºC

5.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded

A dosagem das misturas asfálticas gap-graded foi desenvolvida pelo Centro de Pesquisas

Rodoviárias da Concessionária Nova Dutra, sendo empregado o método de dosagem Marshall

com 75 golpes por face, cujos parâmetros obtidos são apresentados na Tabela 17.

Tabela 17 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas degraduação descontínua gap-graded , para 75 golpes por face Marshall

Granulometria Ligante TP[%] VV[%] DMT[g/cm3] DAp[g/cm3] VAM[%] VCB[%] RT[MPa]Graduação descontínua

gap-graded

AMB 6,0 5,1 2,553 2,423 18,1 72,1 1,30AMP 4,7 5,0 2,603 2,473 15,3 67,2 1,30



A Figura 29 apresenta as deformações permanentes obtidas em função do tipo e do teor de

ligante nas misturas asfálticas de graduação descontínua gap-graded estudadas nesta pesquisa.





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Gap-graded

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m

a ç ã o p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

AMP

AMB

4 , 2

%

5 , 5

%

4 , 4

5 %

5 , 7

5 %

4 , 7

%

6 , 0

%

4 , 9

5 %

6 , 2

5 %

5 , 2

%

6 , 5

%

AMP 4,3 3,2 3,0 3,3 3,4

AMB 3,8 4,1 5,0 4,8 7,4

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

– – – Limite de deformação permanente recomendável para vias de tráfegopesado no Brasil (5%)

Figura 29 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação descontínua gap-

graded

Observa-se na Figura 29 que, de maneira geral, as misturas com asfalto modificado por polímero

apresentaram melhor comportamento à deformação permanente que aquelas em que foi

empregado ligante modificado com borracha, além de mostrarem menor sensibilidade à variação

do teor de ligante. Deve ser ressaltada a diferença muito grande entre os teores de ligante, o queexplica parte deste comportamento diferenciado.

No que tange ao limite máximo de afundamento em trilha de roda para vias de tráfego pesado

(5%), nota-se que todas as misturas asfálticas com AMP apresentaram valores bastante

satisfatórios. Os concretos asfálticos com AMB também atenderam a este requisito, exceto na

mistura com teor mais elevado de ligante (+0,5%). Sendo assim, o uso das misturas gap-graded





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estudadas nesta pesquisa seria recomendável no caso da Via Dutra, com exceção daquela em que

houve acréscimo de 0,5% de AMB.

Por fim, considerando a variação de teor de ligante aceitável em usina (±0,3%), observa-se que

isto não comprometeria o comportamento quanto à deformação permanente das misturas

asfálticas estudadas, nas configurações de materiais empregadas.


A Tabela 18 apresenta os resultados de volume de vazios obtidos com os corpos-de-prova

extraídos das placas de misturas asfálticas nas condições antes e após a deformação permanente

(inicial e final), bem como suas respectivas variações. Além disso, a Tabela também reapresenta

as deformações permanentes obtidas em cada caso para comparação dos resultados.

Tabela 18 - Volume de vazios das misturas asfálticas descontínuas gap-graded Tipo deligante


[%]VVfinal

[%]Variação VV

[%]


[%]

AMP

4,2% (TP-0,5%) 7,5 7,2 4,0 4,34,45% (TP-0,25%) 7,1 6,5 7,9 3,24,7% (TP) 7,2 6,4 11,2 3,04,95% (TP+0,25%) 6,1 5,3 13,5 3,35,2% (TP+0,5%) 5,1 4,9 3,5 3,4

AMB

5,5% (TP-0,5%) 5,9 5,0 14,4 3,85,75% (TP-0,25%) 5,8 5,0 14,0 4,1

6,0% (TP) 4,6 4,1 10,3 5,06,25% (TP+0,25%) 5,7 4,3 24,2 4,86,5% (TP+0,5%) 4,4 2,8 36,8 7,4

Pode-se observar nos resultados da Tabela 18 que o volume de vazios inicial tende a ser menor

quanto maior o teor de ligante, o que era de se esperar. No entanto, comparativamente, as

misturas com asfalto-borracha ficaram mais “fechadas”, com menor volume de vazios, que

aquelas usinadas com asfalto-polímero. A análise de resultados mostra que o volume de vazios

da mistura com 6,25% de ligante é muito elevado, o que indica erro no teor de ligante real





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utilizado. Isto explica a baixa deformação permanente obtida na Figura 28, que deve ser superior

na realidade que aquela encontrada.

Por fim, a Figura 30 apresenta os resultados da Tabela 18 de maneira gráfica, para melhor

visualização.

Misturas de graduação descontínua gap-graded

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5

Teor de ligante [%]


0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


TPTP

DP AMP

DP AMB

VV ini AMP VV fin AMP

VV ini AMB VV fin AMB

Figura 30 - Deformação permanente × Volume de vazios das misturas asfálticas descontínuasgap-graded com AMP e AMB






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6. MISTURAS ASFÁLTICAS DE GRADUAÇÃOABERTA – CAMADA POROSA DE ATRITO CPA

6.1 Agregados

Os agregados pétreos utilizados com as misturas asfálticas de graduação aberta CPA eram de

origem granítica e foram obtidos na Pedreira Riúma (SP).

A Tabela 19 apresenta a composição de agregados utilizada nos projetos das misturas asfálticas

CPA, devendo-se observar que há uma diferença com relação à adição de fibra de celulose no

caso do concreto asfáltico com AMP.

Tabela 19 - Composição de agregados das misturas asfálticas de graduação aberta CPA

Tipo de materialPorcentagem [%]

AMP AMBPedrisco grosso (6,3mm) 49,8 50,0Pedrisco fino (4,8mm) 48,3 48,5

Cal CH-I 1,5 1,5Fibra de celulose 0,4 -

A Tabela 20 mostra a granulometria obtida nas misturas CPA e a Figura 31 ilustra a sua curva de

distribuição.

Tabela 20 – Granulometria obtida nas misturas asfálticas de graduação aberta CPAPeneira Abertura [mm]

Porcentagemobtida [%]

1” 25,4 1005/8" 15,9 1001/2" 12,7 1003/8” 9,52 100

4 4,75 408 2,36 930 0,60 4200 0,075 2,4






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0

20

40

60

80

100

0,0 0,1 1,0 10,0 100,0abertura das peneiras [mm]


a s s a n t e [ % ]

Curva de graduação aberta - CPA

Figura 31 - Curva granulométrica das misturas asfálticas de graduação aberta CPA


Com as misturas asfálticas descontínuas foram empregados dois tipos de ligantes asfálticos:

Asfalto modificado por borracha (AMB), tipo AB8;

Asfalto modificado por polímero SBS (AMP).

Na Tabela 5 apresentada anteriormente foram apresentados os limites estabelecidos pela ANP

quanto às propriedades destes dois tipos de asfalto.


aberta CPA são apresentados na Tabela 21.

Tabela 21 - Caracterização dos ligantes asfálticos empregados nas misturas asfálticas degraduação aberta CPA

Penetração(0,1mm)

Ponto deAmolecimento

[ºC]

ViscosidadeRecuperação

Elástica[%]135ºC 150ºC 177ºC

AMB (Ecoflex Pave B) 67 56 - - * 67






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AMP (Flexpave 65/90) 46 67 ** ** ** -* Faixa de temperatura para mistura e temperatura mínima para compactação respectivamente 167ºC a 175ºCe 165ºC** Faixa de temperatura para mistura e temperatura mínima para compactação respectivamente 166ºC a175ºC e 165ºC

6.3 Dosagem das misturas asfálticas de graduação aberta CPA

A dosagem das misturas asfálticas CPA foi desenvolvida pelo Centro de Pesquisas Rodoviárias

da Concessionária Nova Dutra, sendo empregado o método de dosagem Marshall com 50 golpes

por face, cujos parâmetros obtidos são apresentados na Tabela 22.

Tabela 22 - Parâmetros obtidos na dosagem Marshall das misturas asfálticas de graduação abertaCPA, para 75 golpes por face Marshall

GranulometriaLigant

eTP[%]

VV[%]

DMT[g/cm3]

DAp[g/cm3]

VAM[%]

VCB[%]

RT[MPa]

Graduação aberta CPA AMB 5,2 21,5 2,465 1,936 30,6 29,9 0,7AMP 4,7 20,4 2,457 1,957 29,5 31,0 0,7



Embora a especificação européia de misturas drenantes (EN 13108-7, 2006) não exija o ensaio

de deformação permanente para este tipo de material, a análise desta característica foi inserida

neste estudo.






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A Figura 32 apresenta as deformações permanentes obtidas em função do tipo e do teor de

ligante nas misturas asfálticas de graduação aberta CPA desta pesquisa.

CPA

0,0

3,0

6,0

9,0

12,0

15,0

D e f o r m a ç ã o p e r m a n e n t e a p ó s 3 0 . 0

0 0

c i c l o s [ % ]

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

AMP

AMB

4 , 2

%

4 , 7

%

4 , 4

5 %

4 , 9

5 %

4 , 7

%

5 , 2

%

4 , 9

5 %

5 , 4

5 %

5 , 2

%

5 , 7

%

AMP 13,6 6,2 7,8 7,5 6,2

AMB 10,7 7,3 12,7 6,7 7,2

TP-0,5% TP-0,25% TP TP+0,25% TP+0,5%

– – – Limite de deformação permanente recomendável para vias de tráfegopesado no Brasil (5%)

Figura 32 - Deformação permanente das misturas asfálticas de graduação aberta CPA

Nota-se na Figura 32 que as misturas asfálticas CPA sofreram afundamentos expressivos, mas

que certamente estão relacionados à condição de elevado volume de vazios neste tipo de material

e pouco ligante dando coesão entre agregados graúdos. Isto foi observado principalmente na

condição de -0,5% de ligante, cujas misturas estão mais “secas” e em teoria possuem maior

quantidade de vazios.






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Os resultados gerais não mostraram muita linearidade, uma vez que em certos teores de liganteas misturas com AMP apresentaram melhor comportamento à deformação permanente, e em

outros este comportamento foi verificado com as misturas AMB. Deste modo, não é possível

afirmar que ambos concretos asfálticos sejam pouco ou muito sensíveis à variação do teor de

ligante.

Por fim, deve-se realçar que o limite máximo de 5% não deve ser aplicado aos resultados

obtidos, pois a norma européia não estabelece valores máximos de deformação permanente. Oimportante de ser realçado é que misturas de CPA pobres em ligantes são instáveis e irão

apresentar desagregação com facilidade e, por conseqüência, deformação permanente.

O excesso de ligante não é uma realidade para a análise pois muitas vezes estas misturas

asfálticas não retém o ligante em excesso e há um acúmulo deste material na parte inferior da

placa. Portanto, o excesso de ligante não afeta os resultados de deformação permanente por este

fato.

O importante no caso das misturas CPA seria garantir que após a situação de afundamento em

trilha de roda ainda haja uma quantidade de vazios que seja capaz de promover uma rápida

percolação da água de chuva até a sua saída para as sarjetas.


A Tabela 23 apresenta os resultados de volume de vazios obtidos com os corpos-de-prova

extraídos das placas de misturas asfálticas nas condições de placa virgem, como suas respectivas

deformações permanentes obtidas em cada caso para comparação dos resultados.






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Tabela 23 - Volume de vazios das misturas asfálticas de graduação aberta CPATipo deligante


[%]


[%]

AMP

4,2% (TP-0,5%) 12,0 13,64,45% (TP-0,25%) 18,4 6,24,7% (TP) 20,8 7,84,95% (TP+0,25%) 18,4 7,55,2% (TP+0,5%) 11,2 6,2

AMB

4,7% (TP-0,5%) 20,5 10,74,95% (TP-0,25%) 18,4 7,3

5,2% (TP) 25,5 12,75,45% (TP+0,25%) 14,1 6,75,7% (TP+0,5%) 22,7 7,2

Os resultados são muito variáveis e mostram o erro de ensaio na medida de vazios nestas

condições. Não há uma variação de volume de vazios conforme se esperava.

6.6 Resultados de permeabilidade

A Figura 33 ilustra a aparência de alguns dos corpos-de-prova tipo CPA analisados no ensaio de

permeabilidade.

Figura 33 - Aparência de corpos-de-prova CPA no estudo de permeabilidade






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A Tabela 24 apresenta os resultados de permeabilidade de corpos-de-prova extraídos das placasde misturas asfálticas nas condições de placa “virgem”, bem como suas respectivas deformações

permanentes obtidas em cada caso para comparação dos resultados. Os resultados são todos

similares de permeabilidade.

Tabela 24 - Permeabilidade das misturas asfálticas de graduação aberta CPA

Tipo deligante

Teor de ligantePerminicial

[m/s]


[%]

AMP

4,2% (TP-0,5%) 1,7 × 10-3 13,64,45% (TP-0,25%) 1,5 × 10-3 6,24,7% (TP) 1,6 × 10-3 7,84,95% (TP+0,25%) 1,9 × 10-3 7,55,2% (TP+0,5%) 1,6 × 10-3 6,2

AMB

4,7% (TP-0,5%) 1,7 × 10-3 10,74,95% (TP-0,25%) 2,0 × 10-3 7,35,2% (TP) 1,4 × 10-3 12,75,45% (TP+0,25%) 1,5 × 10-3 6,75,7% (TP+0,5%) 1,5 × 10-3 7,2

Considerando-se que a norma européia EN 12697-19 (2004) menciona que a permeabilidade

vertical de misturas asfálticas em geral deve se situar entre 0,5 × 10 -3 a 3,5× 10-3 m/s, nota-se

pela Tabela 24 que todos os concretos asfálticos estudados apresentaram resultados satisfatórios

quanto à esta propriedade.

6.7 Resultados de abrasão por desgaste Cantabro

A Figura 34 ilustra a aparência de alguns dos corpos-de-prova tipo CPA analisados no ensaio de

abrasão Cantabro.






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Figura 34 - Aparência de corpos-de-prova CPA no estudo de abrasão por desgaste Cantabro

A Tabela 25 apresenta os resultados de Cantabro obtidos inicialmente no CPR, quando da

dosagem da mistura asfáltica CPA. Já a Tabela 26 mostra os valores observados no LTP-EPUSP,

a partir de corpos-de-prova extraídos de placas antes do ensaio no simulador (final). Nesta última

também se tem os resultados de deformação permanente para fins de comparação.

Tabela 25 - Perda por abrasão Cantabro das misturas CPA estudadas no CPR da NovaDutra

Corpos-de-prova MarshallTipo deligante

Teor de liganteCantabro

CPR[% perda]

AMP

3,5% 27,44,0% 18,74,5% 12,25,0% 6,55,5% 5,6

AMB

3,5% 44,64,0% 30,8

4,5% 20,75,0% 13,95,5% 8,2

Tabela 26 - Perda por abrasão Cantabro das misturas CPA estudadas no LTP-EPUSP

Tipo deligante

Teor de liganteCantabroLTPinicial

[% perda]


[%]

AMP4,2% (TP-0,5%) 87,9 13,64,45% (TP-0,25%) 48,5 6,24,7% (TP) 46,0 7,8






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4,95% (TP+0,25%) 8,8 7,55,2% (TP+0,5%) 29,5 6,2

AMB

4,7% (TP-0,5%) 42,8 10,74,95% (TP-0,25%) 28,0 7,35,2% (TP) 23,4 12,75,45% (TP+0,25%) 19,6 6,75,7% (TP+0,5%) 15,6 7,2

Para melhor visualização dos resultados obtidos, os mesmos foram agrupados em um único

gráfico, como mostra a Figura 35.

CPA

0,0

10,0

20,0

30,040,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0Teor de ligante [%]

P e r d a d e m a s s

a n o e n s a i o C a n t a b r o

[ % ]

Perda Cantabro CPR - AMP

Perda Cantabro LTP AMP ini

Perda Cantabro CPR AMB

Perda Cantabro LTP AMB ini

Figura 35 - Desgaste Cantabro das misturas CPA estudadas no CPR da NovaDutra e no LTP-EPUSP

Considerando-se que a norma européia EN 13108-7 (2006) menciona que a perda de massa

máxima de misturas asfálticas drenantes deve ser de no máximo 20%, nota-se pela Tabela 25 e

pela Tabela 26 que a maior parte dos resultados acima de 4,5% se mostraram satisfatórios

perante a norma.






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Os corpos-de-prova extraídos de placas foram mais suscetíveis à perda de massa que aquelespreparados diretamente no molde Marshall, além de apresentarem maior variabilidade de

resultados com o acréscimo da quantidade de asfalto na mistura. O sistema de extração de

corpos-de-prova das placas altera as ligações entre os agregados, rompendo as conexões entre

eles, o que aumenta a perda por abrasão.

Ademais, também se pode observar que o aumento do teor de ligante torna a mistura CPA menos

vulnerável à perda de massa por desgaste pois a coesão entre agregados é mais eficiente.






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7. CONCLUSÕES

Pelos resultados obtidos nesta extensa pesquisa laboratorial, têm-se as seguintes considerações a

serem feitas:

Caráter Geral:

O estudo corrobora a teoria mostrando pelos seus resultados que:

• o aumento de teor de ligante provoca uma redução de volume de vazios;

• o aumento de teor de ligante provoca um aumento da deformação permanente;

• após ensaio de simulador, o volume de vazios fica reduzido por consolidação da mistura;

a deformação ocorre pela redução de vazios pela consolidação, mas também pela

fluência;

Concreto Asfáltico:

As misturas densas e bem-graduadas do tipo concreto asfáltico apresentam:

• com maior diâmetro nominal máximo, o teor de ligante é menor devido à redução de

superfície específica, como era de se esperar;

• não foi observada uma tendência clara de aumento de resistência à deformação

permanente pelo aumento do diâmetro nominal máximo pois as curvas granulométricas

seguem diferentes padrões de arranjo no esqueleto mineral;

• embora as graduações sigam diferentes padrões de arranjo, todas se apresentem de

graduação mais grosseira em relação à linha de densificação máxima, o que é

recomendável para não causar problemas de segregação e de superfície com

macrotextura muito fechada;

• as misturas com asfalto convencional CAP 50-70 resistiram, em geral, menos que todas

as demais misturas asfálticas;

• as misturas com asfalto convencional CAP 30-45 mostram maior resistência, em geral,

que aquelas com CAP 50-70, embora as características destes ligantes estivessem






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lamentavelmente muito próximas. Este aspecto foi observado após a realização de grandeparte dos ensaios em concretos asfálticos; os ligantes foram reavaliados pela Dutra, e

foram encontrados dados que aproximavam as características de um ao outro;

• os asfaltos convencionais não deram resultados de deformação permanente inferiores a

5%, limite europeu para tráfego pesado aos 30.000 ciclos de ensaio no simulador de

tráfego LCPC em condições padronizadas, tornando-os produtos que podem apresentar

problemas de deformação em trilha de roda. O uso de CAP 30-45 mais consistente que o

aqui testado pode auxiliar sobremaneira na redução dos valores encontrados nestapesquisa;

• os concretos asfálticos usinados com asfalto convencional são muito sensíveis à variação

positiva no teor de ligante (excesso em relação ao de projeto); valores de +0,25% (em

excesso) podem ocasionar aumentos expressivos de deformação. O aumento de +0,5% é

em geral proibitivo pelas más características de resistência à deformação permanente;

• os asfaltos modificados oferecem às misturas de concreto asfáltico maior resistência à

deformação permanente;• os asfaltos modificados, de maneira geral, são menos sensíveis às variações de teores de

ligante quanto à deformação permanente, embora a deformação aumente em geral com o

aumento do teor;

• a maior parte das misturas asfálticas tipo concreto asfáltico com asfalto modificado (por

polímero e por borracha) apresentam deformação inferior ao limite de 5% no simulador

de tráfego LCPC;

• observaram-se teores elevados de asfalto-borracha no teor de projeto, podendo este valorser afetado pela remessa de ligante e de suas características reológicas; por este motivo,

algumas misturas com excesso de ligante (+0,5%) apresentam maiores deformações

permanentes; característica raramente observada nas misturas com asfalto polímero.

Gap-graded :

No caso das misturas do tipo gap-graded :






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• observa-se, de maneira geral, que as misturas com asfalto modificado por polímeroapresentaram melhor comportamento à deformação permanente que aquelas em que foi

empregado ligante modificado com borracha, além de mostrarem menor sensibilidade à

variação do teor de ligante. Deve ser ressaltada a diferença muito grande entre os teores

de ligante empregados neste estudo (com maior teor para o gap-graded com borracha), o

que explica em parte este comportamento diferenciado;

• no que tange ao limite máximo de afundamento em trilha de roda para vias de tráfego

pesado (5%), nota-se que todas as misturas asfálticas com AMP apresentaram valoresbastante satisfatórios;

• considerando a variação de teor de ligante aceitável em usina (±0,3%), observa-se que

isto não comprometeria o comportamento quanto à deformação permanente das misturas

asfálticas estudadas, nas configurações de materiais empregados, no caso de asfalto

polímero;

• os gap-graded com AMB também atenderam a este requisito, exceto na mistura com

teores mais elevados;• o uso das misturas gap-graded estudadas nesta pesquisa seria recomendável no caso da

Via Dutra;

• uma vez que os misturas tiveram graduação predeterminada, o estudo se ateve

principalmente voltado às características de ligante.

Camada Porosa de Atrito (CPA):

Para as misturas do tipo CPA:• embora a especificação européia de misturas drenantes (EN 13108-7, 2006) não exija o

ensaio de deformação permanente para este tipo de material, a análise desta característica

foi inserida neste estudo; nota-se que as misturas asfálticas CPA sofreram afundamentos

expressivos, mas que certamente estão relacionados à condição de elevado volume de

vazios neste tipo de material e pouco ligante dando coesão entre agregados graúdos. Isto

foi observado principalmente na condição de -0,5% de ligante, cujas misturas estão mais






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“secas” e em teoria possuem maior quantidade de vazios; ou seja, devem ser evitadas asmisturas pobres de ligante no caso de CPA por serem instáveis e irão apresentar

desagregação com facilidade e, por conseqüência, deformação permanente;

• os resultados gerais de deformação permanente não mostraram muita linearidade, uma

vez que em certos teores de ligante as misturas com AMP apresentaram melhor

comportamento à deformação permanente, e em outros este comportamento foi

verificado com as misturas AMB;

• o excesso de ligante não é uma realidade para a análise pois muitas vezes estas misturasasfálticas não retém o ligante em excesso e há um acúmulo deste material na parte

inferior da placa. Portanto, o excesso de ligante não afeta os resultados de deformação

permanente por este fato;

• deve-se realçar que o limite máximo de 5% não deve ser aplicado aos resultados obtidos,

pois a norma européia não estabelece valores máximos de deformação permanente;

• considerando-se que a norma européia EN 12697-19 (2004) menciona que a

permeabilidade vertical de misturas asfálticas em geral deve se situar entre 0,5 × 10-3

a3,5× 10-3 m/s, nota-se que todos os CPAs estudados apresentaram resultados satisfatórios

quanto a esta propriedade.

• os corpos-de-prova extraídos de placas foram mais suscetíveis à perda de massa no

Cantabro que aqueles preparados diretamente no molde Marshall, além de apresentarem

maior variabilidade de resultados com o acréscimo da quantidade de asfalto na mistura. O

sistema de extração de corpos-de-prova das placas altera as ligações entre os agregados,

rompendo as conexões entre eles, o que aumenta a perda por abrasão. Estes resultadosnão devem ser considerados em projeto. Deve-se considerar aqueles obtidos por desgaste

Cantabro com corpos-de-prova compactados no Marshall;

• pode-se observar que o aumento do teor de ligante torna a mistura CPA menos vulnerável

à perda de massa por desgaste pois a coesão entre agregados é mais eficiente, porém o

volume de vazios pode ficar reduzido e modificar a permeabilidade.






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Os resultados deste relatório técnico aplicam-se somente aos materiais analisados.






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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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AMARAL, S. DA C. Estudo de misturas laterita-asfalto da Região Metropolitana de Belém-PApara revestimentos de pavimento. Tese de Doutorado. Escola Politécnica da Universidadede São Paulo, São Paulo, 2004.

BERNUCCI, L. L. B.; MOURA, E.; LEITE, L. M. Efeitos do uso de asfaltos modificados naspropriedades mecânicas dos revestimentos asfálticos. Anais do 2º Simpósio sobre ObrasRodoviárias – RODO 2002, São Paulo. ABGE e DER, set., p.147-157, 2002.

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2006.CARVALHO, A. D. Propriedades das misturas asfálticas densas com brita e com seixo rolado

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______. EN 12697-22: Mélanges bitumineux: Méthodes d'essai pour mélange hydrocarboné àchaud: Partie 22: Essai d'orniérage. Version française. Bruxelles, 2003b.






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9. EQUIPE TÉCNICA DO LTP-PTR-EPUSP

Profa. Dra. Liedi Légi Bariani Bernucci, Professora Titular, Coordenadora Geral

Edson de Moura, Doutor, Técnico Nível Superior

Rosângela dos Santos Motta, Mestre, Doutoranda

Erasmo Alves, Técnico de Laboratório

Diomária Rocha Santos, Secretária

São Paulo, 27 de julho de 2010.

Profa. Dra Liedi Légi Bariani Bernucci

Coordenadora do Laboratório de Tecnologia de Pavimentação

Documents

Relatorio Final Pesq D