2013pav dosagem Marshall

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11/3/2014 
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Universidade Federal da Paraíba 
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental 
Laboratório de Geotecnia e Pavimentação 
(LAPAV) 
 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
INTRODUÇÃO 
Durante a Segunda Guerra Mundial 
 A Divisão de Engenheiros do Exército dos EUA 
iniciou avaliação de métodos de dosagem para 
misturas asfálticas a quente 
 Uso em projetos de pavimentos aeroviários 
 Cargas de rodas e pressões pneus de aeronaves 
militares 
O método mais promissor foi proposto por 
Bruce G. Marshall, do Departamento de 
Rodovias do Mississipi em 1939 
Fonte: http://classes.engr.oregonstate.edu/...(2012) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
INTRODUÇÃO 
 A dosagem é baseada na carga máxima suportada 
pela mistura asfáltica 
 A medida da deformação foi incorporada para 
permitir melhor estimativa da quantidade de 
asfalto usada na mistura 
 Vantagens do método: 
 Rapidez dos procedimentos 
 Equipamento compacto, leve e portátil 
 As densidades obtidas em laboratório 
próximas as densidades de campo 
Fonte: http://classes.engr.oregonstate.edu/...(2012); http://gsl.erdc.usace.army.mil/...[2013?] 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
INTRODUÇÃO 
Anos 50: melhoria do método a partir de 
pistas experimentais com diferentes 
materiais, tráfego e condições climáticas 
É um dos métodos mais usados para 
dosagens de misturas asfálticas 
Fonte: http://classes.engr.oregonstate.edu/...(2012); Melo (2011) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Mistura Asfáltica: mistura de agregado (ou 
agregados) com ligante, em proporções 
estabelecidas, a temperaturas ambiente ou 
superiores 
Objetivo do método Marshall: dosar 
misturas econômicas entre agregado(s) e 
ligante, com estabilidade para resistir cargas 
e pressões de pneus dos veículos 
INTRODUÇÃO 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Estabilidade: resistência máxima à 
compressão diametral semiconfinada 
apresentada pelo corpo-de-prova 
 Coesão e estabilidade mecânica dos agregados 
 Moldagem e ensaio: “DNER-ME 043/95 – 
Misturas betuminosas a quente – ensaio 
Marshall” 
 
 
Fonte da figura: www.kasaba.com.ly Fonte do texto: DNER (1997) 
MÉTODO DE DOSAGEM MARSHALL 
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 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Vazios não preenchidos e preenchidos: 
determinante para massa específica do 
agregado (e da mistura) 
Fonte: http://training.ce.washington.edu (2005) 
MÉTODO DE DOSAGEM MARSHALL 
Sólido 
Vazio 
Sólido 
Vazio preenchido 
com água 
Vazio preenchido 
parcialmente com água 
Agregado seco Agregado úmido 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Fluência: deformação total apresentada pelo 
corpo-de-prova de mistura betuminosa, 
desde a aplicação da carga inicial nula até a 
aplicação da carga máxima, expressa em 10-1 
mm ou 10-2 pol. 
Fonte: DNER-ME 043/95 
MÉTODO DE DOSAGEM MARSHALL 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Fonte: Wapa (2002) 
Areia 
Brita 
SELEÇÃO DOS MATERIAIS 
Granulometria 
Soundness Test “antes” “depois” 
 Abrasão Los Angeles 
Forma 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Lago de asfalto em Trinidad 
Refinaria de petróleo (Brasil) 
Fonte: Wapa (2002); http://jonirocha.blogspot.com/2010; University of Washington (2005) 
SELEÇÃO DE MATERIAIS 
Consistência 
Ductilidade “amostras” “ensaio” 
Ponto de amolecimento 
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APARELHAGEM NECESSÁRIA 
Prensa com capacidade de 
carga até 4.000 kgf, manual 
ou mecânica, velocidade 5 
cm/minuto 
Moldes de compactação, com 
anéis superior e inferior e 
placa de base 
Soquete de compactação, 
massa de 4,54 kg 
 
 
Fonte: DNER – ME 043/95; Bernucci et al. (2008); SOLOCAP (2011) 
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APARELHAGEM NECESSÁRIA 
Medidor de fluência 
 
 
Outros equipamentos: banho maria, estufas, 
peneiras, paquímetro, extrator de 
amostras... 
Fonte: DNER – ME 043/95; SOLOTEST (2011) 
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DEFINIÇÕES DE MASSAS ESPECÍFICAS PARA 
MISTURAS ASFÁLTICAS 
Massa específica aparente da mistura 
compactada (Gmb) em corpos de prova 
moldados em laboratório ou obtida na pista: 
 
 
 Em que: 
 Ms: massa seca do corpo de prova 
 Mssub: massa seca do corpo de prova posteriormente 
submersa em água 
 0,9971: massa específica da água a 25oC (g/cm3) 
9971,0
subMsMs
Ms
Gmb
Fonte: DNER – ME 117/94 citado por Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
DEFINIÇÕES DE MASSAS ESPECÍFICAS PARA 
MISTURAS ASFÁLTICAS 

fAmAga G
f
G
Am
G
Ag
G
a
DMT
%%%%
100
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
Determinação das massas específicas reais 
do cimento asfáltico de petróleo (CAP) e dos 
agregados 
Seleção da faixa 
granulométrica a ser 
usada de acordo com 
a mistura asfáltica, 
conforme 
DNIT ES 031/2006 
 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
Escolha da composição dos agregados, de 
forma a enquadrar a sua mistura nos limites 
da faixa granulométrica escolhida 
 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
 Escolha das temperaturas de mistura e de 
compactação, a partir da curva viscosidade-
temperatura do ligante escolhido 
 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
Escolha das temperaturas: 
 A temperatura do ligante na hora de ser 
misturado ao agregado deve ser tal que a sua 
viscosidade esteja situada entre 75 e 150SSF 
(segundos Saybolt-Furol) 
 A temperatura do ligante não deve ser inferior a 
107ºC nem superior a 177ºC 
 A temperatura dos agregados deve ser de 10 a 
15ºC acima da temperatura definida para o 
ligante, sem ultrapassar 177ºC 
 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
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PROCEDIMENTOS 
Adoção de 5 teores de asfalto para diferentes 
grupos de cps a serem moldados 
 Fazer pelo menos três corpos de prova para cada 
teor de betume 
 T; T
 
0,5%; T
 
1,0% 
 Total: 15 corpos-de-prova 
Secar os agregados até massa constante a 
temperaturas entre 105º e 110º C 
Pesar os agregados em recipientes (± 1.200 g 
para cada corpo de prova) 
 
Fonte: DNER – ME 043/95 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOSAdição de asfalto e mistura manual (2 a 3 
min) 
Fonte: DNER – ME 043/95; Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
Mistura com moinho 
Fonte: Wapa (2002) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
 Colocação da mistura em molde 
 Compactação manual ou mecânica da mistura no 
molde (75 golpes em cada face do corpo de prova) 
 Altura do corpo de prova: 63,5 ± 1,3 mm 
 Diâmetro: 101,6 mm 
 
Fonte: DNER – ME 043/95; Bernucci et al. (2008) 
Fonte: Wapa (2002) Fonte: University of Washington (2005) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
 Extração do corpo de prova do molde 
 Manter corpo de prova em repouso por 12 horas 
 Após resfriamento, medir altura e diâmetro dos 
CPs 
 Colocar corpo de prova em banho-maria (60º C) 
entre 20 a 30 minutos 
 Na seqüência, colocar o corpo de prova no molde 
de compressão, que deve estar com temperatura 
entre 21º e 38º C 
 Levar o conjunto à prensa e colocar o medidor de 
f luência 
 A prensa é operada a uma velocidade de 5 cm/min 
 
Fonte: DNER – ME 043/95 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
PROCEDIMENTOS 
O ensaio prossegue até rompimento do 
corpo de prova, indicado pelo valor máximo 
de deformação lido no deflectomêtro 
A carga máxima aplicada é o valor de 
estabilidade Marshall; que é corrigido em 
função da espessura do corpo de prova 
Durante a aplicação das cargas, os valores de 
deformação são anotados e o valor máximo 
corresponde a fluência do corpo de prova 
Cálculo dos parâmetros da dosagem: massa 
específica, Vv, VCB, VAM e RBV 
Fonte: DNER – ME 043/95 
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 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Determinação da estabilidade e fluência 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
CÁLCULO DOS PARÂMETROS DE DOSAGEM 
Volume do corpo de prova (V): 
 
Massa específica aparente da mistura (Gmb): 
 
 
 Os parâmetros Vv, VCB, VAM e RBV são calculados com 
valor médio de Gmb para 3 corpos-de-prova 
Volume de vazios (Vv, %): 
 
 
subMsMsV
9971,0
V
Ms
Gmb
100
DMT
GmbDMT
Vv
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
CÁLCULO DOS PARÂMETROS DE DOSAGEM 
 Vazios com betume (VCB, %): 
 
 
Vazios do agregado mineral (VAM, %): 
 
 
 Relação betume/vazios (RBV, %): 
 
 
 
 
 
aG
aGmb
VCB
%
VCBVVAM v
100
VAM
VCB
RBV
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
RESULTADOS 
Elaboração de gráficos das variações dos 
parâmetros em função dos teores de asfalto 
 Massa específica aparente 
 Estabilidade Marshall 
 Volume de vazios 
 Relação betume/vazios 
 Massa específica máxima teórica 
 Vazios de agregado mineral 
 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Massas específicas x teor de asfalto 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Volume de vazios x teor de asfalto 
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT ES 031/2006 
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Volume de vazios, vazios de agregado 
mineral x teor de asfalto 
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT ES 031/2006 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Relação betume-vazios x teor de asfalto 
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT ES 031/2006 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Estabilidade x teor de asfalto 
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT ES 031/2006 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE PROJETO DE 
LIGANTE ASFÁLTICO 
 Para camada de rolamento 
 1) Tomar o teor de asfalto que corresponde ao Vv 
(médio) de 4% 
 2) Média dos três teores de asfalto que 
correspondem a estabilidade máxima, massa 
específica aparente máxima e Vv de 4% 
 3) Média dos quatro teores de asfalto que 
correspondem a estabilidade máxima, massa 
específica aparente máxima, Vv de 4% e RBV de 
78,5% (Senço, 1997) 
 4) Considerando Vv e RBV, segundo descrito em 
Bernucci et al. (2008) 
 Independente do método escolhido, deve-se 
verificar se todos os parâmetros atendem às 
especificações 
Fonte: Bernucci et al. (2008) 
 UFPB/CT/DECA/LAPAV. Dosagem de misturas a quente pelo método Marshall.. Prof. Ricardo Melo. 
Dúvidas e/ou questões 
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NOVOS OLHARES DA TECNOLOGIA EM 
SALA DE AULA 
Fonte: http://redes.moderna.com.br/2012/10/24/os-novos-olhares-da-tecnologia-na-sala-de-aula/