dosagem Marshall

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Disciplina: ETG033 
Construção de Estradas e Vias Urbanas 
Profa. Jisela Aparecida Santanna Greco 
 
 
 
Misturas Betuminosas Densas 
Dosagem Marshall 
 
 
A aplicação de revestimentos asfálticos deve ser precedida por ensaios que permitam a obtenção do 
teor (ou quantidade) de ligante a ser utilizado na mistura, para que a mesma se enquadre dentro de 
especificações que são definidas com a finalidade de evitar desagregação prematura da mistura, por 
falta de ligante, ou superfícies escorregadias e deformáveis, por excesso de ligante. 
 
CONCRETO ASFÁLTICO: mistura de agregado mineral graduado, filler e asfalto, em usina e a 
quente. 
 
DOSAGEM DOS CONCRETOS ASFÁLTICOS 
Através da dosagem Marshall determina-se a quantidade ótima de ligante a ser utilizada em 
misturas asfálticas usinadas a quente, destinadas à pavimentação de vias. 
 
Ensaio Marshall 
– Preparação dos corpos de prova 
– Agregado e asfalto são aquecidos separadamente, até temperatura especificada; 
– Agregado e asfalto são misturados, mantendo-se a temperatura da mistura; 
– A mistura é colocada em molde aquecido e compactada com soquete de 10 libras 
de peso (4,54Kg), caindo de uma altura de 18” (45,72 cm). 
 
– Compactação 
– Aplicar 75 golpes do soquete por face do cp (corpo de prova) 
– Devem ser moldados 3 corpos de prova para cada teor de ligante utilizado na 
dosagem 
– Os corpos de prova são cilíndricos, com 4” (10,16 cm) de diâmetro e 2½” 
(6,35 cm) de altura. 
 
– Execução do ensaio 
– Após a compactação, deve-se esperar que os corpos de prova esfriem, para então 
realizar sua extrusão, retirando-os do molde metálico 
– Em seguida os corpos de prova devem ser pesados ao ar e imersos, para 
determinação de seu peso específico aparente (se necessário devem ser parafinados 
antes da determinação do peso imerso) 
– Devem ser realizadas medidas de seu diâmetro e de sua altura, com paquímetro (3 
medidas de cada, para se chegar a uma média confiável) 
– Os corpos de prova devem ser colocados em banho-maria a 60ºC, por 40 min 
– Imediatamente após a retirada do banho-maria, devem ser levados à prensa do 
aparelho Marshall, sendo a carga aplicada continuamente ao longo da superfície do 
 
 2 
cilindro (compressão diametral), à média de 2” (50,8 mm) por minuto, até o 
rompimento. 
– A carga máxima aplicada que provoca o rompimento do cp = valor da estabilidade 
Marshall (em Kgf) 
– A deformação sofrida pelo corpo de prova até o momento da ruptura (deformação 
máxima) é o valor da fluência. A unidade de fluência é 0,01” (um centésimo de 
polegada = 0,254 mm) ou 0,1 mm (um décimo de milímetro). 
 
Para a dosagem dos concretos asfálticos devem ser estudados os seguintes 
parâmetros: 
 
GRANULOMETRIA DO AGREGADO: determinar a Densidade Máxima utilizando o método de 
FULLER-TALBOT, para garantir máxima estabilidade 
 
DENSIDADE APARENTE DA MISTURA (d): obtida do ensaio de dosagem Marshall 
 
 
 
Onde 
M cp ao ar= massa do corpo de prova ao ar 
M cp imerso = massa do corpo de prova imerso em água 
 
DENSIDADE MÁXIMA TEÓRICA (D): densidade da mistura suposta sem vazios 
 
 
 
 
 
 
Onde 
ag – agregado graúdo 
af – agregado fino 
f – filler ou material de enchimento 
b – betume ou asfalto 
 
VOLUME DE VAZIOS (Vv): é o volume de vazios existente na mistura em relação ao volume 
total da mistura 
 
 
 
 
 
PORCENTAGEM DE VAZIOS DO AGREGADO MINERAL (VAM): é a soma dos vazios não 
preenchidos (Vv) com os vazios preenchidos por betume (Vb), ou seja, é o volume total de vazios 
da mistura 
 
 
Onde: 
db = densidade real do asfalto (betume) 
%b = % de asfalto (betume) 
bfafag d
b %+
d
f %+
d
af %+
d
ag %
100=D


×=××
D
d-D x 100=100
d
P
dD
dP-DP
 100
d
P
D
P-
d
P
=100
V
V-V
=Vv
aparente
teóricoaparente
bd
%b) (d+VvVbVv =VAM x =+
aparenteV
Md =
v
mdb =
imerso cpar ao cp
ar ao cp
M-M
M
=d
D
100
d
b %+
d
f %+
d
af %+
d
ag %
bfafag
=
 
 3 
 
RELAÇÃO BETUME VAZIOS (RBV): é a relação entre o volume de betume e o volume total de 
vazios 
 
 
 
ESTABILIDADE: é a carga (kgf) sob a qual o corpo de prova rompe quando submetido à 
compressão diametral 
 
FLUÊNCIA: é a deformação (em 0,01" ou 0,1 mm) que o corpo de prova sofre quando rompe no 
ensaio de compressão diametral 
 
Através da dosagem Marshall buscam-se misturas com: 
– densidade máxima possível para garantir máxima estabilidade; 
– fluência entre certos limites, para garantir flexibilidade; 
– volume de vazios entre certos limites para garantir que não ocorra oxidação da massa 
asfáltica pela ação da água e/ou ar, e que também não ocorra exsudação e 
– relação betume vazios entre certos limites, para garantir que exista betume suficiente e 
que não ocorra exsudação. 
 
Especificações Granulométricas – DNIT 031/2006-ES 
Peneira de Malha Quadrada % em massa, passando 
Série ASTM Abertura 
(mm) 
Faixa A Faixa B Faixa C Tolerâncias 
2” 50,8 100 – – – 
1 ½” 38,1 95 – 100 100 – ±7% 
1” 25,4 75 – 100 95 – 100 – ±7% 
¾” 19,1 60 – 90 80 – 100 100 ±7% 
½” 12,7 – – 80 – 100 ±7% 
3/8” 9,5 35 – 65 45 – 80 70 – 90 ±7% 
Nº 4 4,8 25 – 50 28 – 60 44 – 72 ±5% 
Nº 10 2,0 20 – 40 20 – 45 22 – 50 ±5% 
Nº 40 0,42 10 – 30 10 – 32 8 – 26 ±5% 
Nº 80 0,18 5 – 20 8 – 20 4 – 16 ±3% 
Nº 200 0,075 1 - 8 3 – 8 2 – 10 ±2% 
 Camada de 
Ligação 
(Binder) 
Camada de 
Ligação e 
Rolamento 
Camadas de 
Rolamento 
 
 
 
A faixa usada deve ser aquela cujo diâmetro máximo for igual ou inferior a 2/3 da espessura da 
camada. 
 
ROTEIRO DE DOSAGEM MARSHALL 
 
Após fixada a granulometria da mistura, calcular o teor provável de asfalto através do método da 
superfície específica: 
 
 
 
VAM
V 100=RBV bx
100
f 135+a 12+A 2,3+g 0,33+G 0,17=S x x x x x 
 
 4 
 
S = superfície específica do agregado, em m2/kg 
G = % retida na # 9,52 mm 
g = % passada na # 9,52 mm e retida na # 4,76 mm 
A = % passada na # 4,76 mm e retida na # 0,297 mm 
a = % passada na # 0,297 mm e retida na # 0,075 mm 
f = % passada na # 0,075 mm 
 
Calcular o teor provável de betume em relação à massa de agregado mineral (Tca) 
 
 
 
Onde 
m = módulo de riqueza (3,75 - 4,00) 
TCA= teor de betume em relação à massa de agregado 
 
Corrigir o teor de asfalto devido à densidade do agregado mineral, segundo a seguinte expressão: 
 
 
 
 
Onde 
dam = densidade real média ponderada (se os agregados forem diferentes, ponderam-se suas 
densidades) 
 
Com o teor de asfalto corrigido, calcular a porcentagem de asfalto em relação à mistura. 
 
 
 
 
Estimado o teor provável de asfalto (Pca), moldar baterias de 3 corpos de prova para cada um dos 
seguintes teores: Pca, Pca ± 0,5% e Pca ± 1,0%. 
 
Determinar as densidades (média de 3, para os diversos teores) 
 
 
 
 
Submeter os corpos de prova à compressão diametral 
Determinar a estabilidade (E) e a fluência (F) para cada teor (média de 3) 
Calcular a densidade teórica para cada teor de asfalto 
 
 
 
 
onde %b = Pca ou Pca ± 0,5% ou Pca ± 1,0% 
 
Com a densidade teórica (D), calcular o volume de vazios (Vv) para cada teor 
 
 
 
5
1
Sx m=Tca
am
ca
ca d
T
x 2,65=T'
ca
ca
ca T'+100
T' 100=P x
imerso cpar ao cp
ar ao cp
M-M
M
=d


×
D
d-D 100=Vv
bfafag d
b %+
d
f %+
d
af %+
d
ag %
100=D
 
 5 
Calcular o volume de betume (Vb) para cada teor 
 
 
 
Com Vv e Vb, calcular a relação betume vazios (RBV) para cada teor 
 
 
 
 
Lançar, em gráfico, o teor de betume versus as seguintes variáveis: E, F, d, Vv 
e RBV 
 
– Determinar a porcentagem de betume que satisfaça às seguintes condições: 
 d: máxima possível 
 E ≥ 500 kgf 
 20 ≤ F ≤ 46 (0,1 mm) 
 75% ≤ RBV ≤ 82% 
 3% ≤ Vv ≤ 5% 
 
Gráficostípicos obtidos através dos ensaios de dosagem Marshall 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
% de asfalto
Fluência
RBV
Volume de Vazios
Densidade
Estabilidade
b
b d
%b d=V ×
( ) VAM
V 100100
=RBV b
 ×=+
×
vb
b
VV
V
 
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Exemplo planilha dosagem Marshall
% % peso peso volume dens. dens. def. do cte. do carga corr. E F Vv Vb VAM RBV
cp asf. agreg. ao ar imerso aparente teórica anel anel (Kgf) (Kgf) (0,1 mm) (%) (%) (%) (%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
carga (Kgf) = def. do anel * cte. do anel
E = estabilidade = carga * correção (da altura do corpo de prova, pois esta deveria ser de 63,5 mm)
volume =peso ao ar - peso imerso em água
densidade aparente = d = Mar / V
densidade teórica = D = 100 /( (%ag/dag) + (%b/db) ) 
volume de vazios = Vv = 100 (D-d)/D
volume de betume = Vb = (d * %b)/db
volume de vazios do agregado mineral = VAM = Vv + Vb
relação betume vazios = RBV = 100 * Vb / VAM 
 
 
 
 7 
Tabela – Correção da estabilidade em função da espessura do corpo de prova (Anexo 
Normativo) 
Espessura Fator Espessura Fator Espessura Fator
(mm) (mm) (mm)
50,8 1,47 56,3 1,22 64,3 0,98
51,0 1,45 56,6 1,21 64,7 0,97
51,2 1,44 56,8 1,20 65,1 0,96
51,6 1,43 57,12 1,19 65,6 0,95
51,8 1,42 57,4 1,18 66,1 0,94
52,0 1,41 57,7 1,17 66,7 0,93
52,2 1,40 58,1 1,16 67,1 0,92
52,4 1,39 58,4 1,15 67,5 0,91
52,6 1,38 58,7 1,14 67,9 0,90
52,9 1,37 59,0 1,13 68,3 0,89
53,1 1,36 59,3 1,12 68,8 0,88
53,3 1,35 59,7 1,11 69,3 0,87
53,5 1,34 60,0 1,10 69,9 0,86
53,8 1,33 60,3 1,09 70,3 0,85
54,0 1,32 60,6 1,08 70,8 0,84
54,2 1,31 60,9 1,07 71,4 0,83
54,5 1,30 61,1 1,06 72,2 0,82
54,7 1,29 61,4 1,05 73,0 0,81
54,9 1,28 61,9 1,04 73,5 0,80
55,1 1,27 62,3 1,03 74,0 0,79
55,4 1,26 62,7 1,02 74,6 0,78
55,6 1,25 63,1 1,01 75,4 0,77
55,8 1,24 63,5 1,00 76,2 0,76
56,1 1,23 63,9 0,99 
 
Fonte: DNER-ME 043/95; p.07/11