Aula 7 Dosagem de CBUQ Método Marshall

Prévia do material em texto

Pavimentação
AULA 7 – D OSAGEM DE CBUQ 
MÉTODO DE MARSHALL
PROF. ALAN REIS
M O NT E C A RM ELO, A B RI L D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Introdução
S L I D E 22 D E M A I O D E 2 0 1 8
Dosagem de 
misturas 
asfálticas 
(CBUQ)
Consiste na determinação do teor de ligante que comporá a mistura asfáltica.
Este teor também pode ser indicado por teor ótimo ou teor de projeto
O teor de asfalto 
na mistura 
depende:
- o método de dosagem; 
- a energia de compactação;
- tipo de mistura;
- Temperatura a qual o pavimento estará submetido; 
- dentre outros.
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Métodos de dosagem de misturas 
asfálticas
S L I D E 32 D E M A I O D E 2 0 1 8
Métodos de 
dosagem
Método de 
Marshall
 Método mais utilizado mundialmente e recomendado pela
norma brasileira (DNER-ME 043/95).
 Foi concebido no decorrer da 2ª Guerra Mundial como um
procedimento para definir a proporção de agregado e
ligante capaz de resistir às cargas de roda e pressão de
pneus das aeronaves militares.
Método 
SUPERPAVE
 Desenvolvido nos EUA, a partir do projeto SHRP, na década
de 80, mas ainda pouco utilizado no Brasil (fins de
pesquisa).
 Visou corrigir as diferenças entre a compactação obtida
nos corpos de prova e a compactação obtida em campo,
além de deformações permanentes prematuras atribuídas
ao excesso de ligante nas misturas.
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Constituição da mistura asfáltica
S L I D E 42 D E M A I O D E 2 0 1 8
Agregado Gráudo
Agregado Fino
Filer
Asfalto
Vazios
𝑀௔௚
𝑀௔௙
𝑀௙
𝑀௕
𝑴𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
𝑉௔௚
𝑉௔௙
𝑉௙
𝑉௕
𝑽𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
𝑉௩
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Parâmetros de interesse 
 Densidade aparente da mistura (𝒅):
𝑑 =
𝑀௧௢௧௔௟
𝑀௧௢௧௔௟ − 𝑀௦௨௕
Sendo:
𝑀௧௢௧௔௟: massa do corpo de prova
𝑀௦௨௕: massa do corpo de prova imerso em água
Finalidades:
 Cálculo da % de vazios do agregado mineral
(exigência de projeto)
 Controle de compactação durante a construção.
S L I D E 52 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
 Densidade máxima teórica da mistura (𝑫𝑴𝑻):
É a densidade da mistura asfáltica suposta sem
vazios. É a relação entre a massa total da mistura
(100%) e os volumes correspondentes ao “cheios“ da
mistura:
𝐷𝑀𝑇 =
𝑀௧௢௧௔௟
𝑉௔௚ + 𝑉௔௙ + 𝑉௙ + 𝑉௕
𝐷𝑀𝑇 =
𝑀௧௢௧௔௟
% 𝑎𝑔
𝐷௔௚
+ % 𝑎𝑓𝐷௔௙
+ % 𝑓𝐷௙
+ %𝑏𝐷௕
% 𝑎𝑔 , % 𝑎𝑓 , % 𝑓 , % 𝑏 : porcentagem de cada
componente na mistura
𝐷𝑎𝑔, 𝐷𝑎𝑓, 𝐷𝑓, 𝐷𝑏: densidade (real ou aparente) de
cada componente da mistura
S L I D E 62 D E M A I O D E 2 0 1 8
Parâmetros de 
interesse 
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Parâmetros de interesse 
 Porcentagem de Vazios na mistura ( ௩):
É a relação entre o volume de vazios ocupado
pelo ar e o volume total da mistura.
௩
 Misturas com elevado 𝑉௩:podem levar a ocorrência
de oxidação excessiva do ligante betuminoso,
reduzindo a vida útil do concreto asfáltico, além de
proporcionar permeabilidade ao ar e água.
 Misturas com baixo 𝑉௩: levam a ocorrência do
fenômeno da exsudação.
S L I D E 72 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Parâmetros de interesse 
 Porcentagem de Vazios do Agregado Mineral
(VAM)
É o volume total de vazios dado pela soma dos
vazios da mistura mais o volume ocupado pelo
asfalto.
A % VAM é normalmente fixada em função do
diâmetro máximo do agregado da mistura:
௩ ௕
௕
S L I D E 82 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Parâmetros de interesse 
 Porcentagem de Vazios do Agregado Mineral
(VAM)
 Este parâmetro é de grande interesse. Se uma
mistura betuminosa sofrer uma consolidação
devido a ação do tráfego, sua plasticidade poderá
ficar acrescida, pois a % de betume que preenchia
os vazios dos agregados pode tornar-se excessiva,
devido à redução do volume de vazios. Este
fenômeno poderá levar o revestimento a
deformação, deslocamentos e rupturas.
S L I D E 92 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Parâmetros de interesse 
 Relação Betume Vazios (RBV):
Esta relação indica qual a porcentagem de vazios
do agregado mineral é preenchida por betume.
௕
௩
 Se , todos os vazios da mistura
estariam preenchidos de asfalto.
 Se , mistura sem asfalto.
S L I D E 1 02 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Dosagem do CBUQ
 Etapas a serem realizadas para a dosagem:
S L I D E 1 12 D E M A I O D E 2 0 1 8
1ª - Escolha dos agregados e material betuminoso
2ª - Determinação das porcentagens com que os agregados (grosso e fino) e filer devem
contribuir na mistura de modo a atender as especificações com relação a granulometria.
3ª - Determinação do teor ótimo de betume. Esta operação pode ser feita por tentativas, 
aonde se vai variando o teor de asfalto e comparando os resultados de ensaios de 
estabilidade para vários teores estudados.
4ª - Comparação da mistura estudada com as exigências das especificações 
(DNER-ME 043/95)
Aplicação do 
método de 
dosagem
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
a) Estudo da mistura de agregados
 Nesta fase preliminar são determinadas as principais características dos agregados escolhidos
como por exemplo a massa específica real e aparente dos agregados, a porcentagem de vazios
dos agregados e a granulometria.
 Conhecidos os materiais e estando de acordo com as especificações, passa-se ao estudo da
mistura dos agregados, de modo a atenderem à especificação granulométrica do CBUQ, ou seja,
os agregados devem ser misturados em proporções de modo a se enquadrarem nas faixas
granulométricas pré-estabelecidas (conforme especificações do DNIT)
S L I D E 1 22 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
b) Determinação do teor ótimo de ligante
Utilizando-se agregados razoavelmente bem graduados, os vazios existentes entre as partículas
deverão ser preenchidos com ligantes. O teor de asfalto deve ser progressivamente aumentado
de modo a preencher os vazios de ar até que os espaços vazios do agregado mineral estejam
cheios ao máximo permitido. Ao se aumentar o teor de ligante além de um certo ponto, não se
conseguirá uma máxima consolidação.
A medida que se varia o teor de ligante, a densidade, a estabilidade, a fluência, a porcentagem
de vazios da mistura, a relação betume-vazios também sofre variação. O teor ótimo de ligante
será aquele que satisfizer, ao mesmo tempo, os limites especificados para os vários parâmetros
de interesse.
S L I D E 1 32 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
b) Determinação do teor ótimo de ligante
O teor ótimo de ligante pode ser expresso através da porcentagem de asfalto, em peso, em
relação à mistura ou através da porcentagem de asfalto, em peso, em relação aos agregados.
 Exemplo: Suponhamos 3 materiais (Agregado graúdo = 65%, Agregado miúdo = 31% e Filer
=4%) que satisfaçam a uma determinada faixa granulométrica. Suponhamos também que a
porcentagem encontrada para o asfalto seja 6%, sobre 100% da mistura de agregados
S L I D E 1 42 D E M A I O D E 2 0 1 8
Brita: 65% 61,32%
Areia: 31% 29,25% 
Filer: 4% 3,77%
100%
Asfalto: 6% 5,66%106% 100%
Ex.: para a brita:
65% ____________ 106%
x ____________ 100%
x = (65 x 100) / 106 = 61,32%
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
c) Determinação dos parâmetros de interesse e das características Marshall da mistura
No ensaio Marshall o principal aspecto de interesse é a análise de fatores como densidade,
vazios, estabilidade e fluência.
 São moldados corpos-de-prova com teores crescentes de asfalto (4 a 8%). As proporções de
agregados e filer são definidas previamente através de estudo específico. Os corpos de prova
têm a forma cilíndrica, apresentando aproximadamente 10 cm de diâmetro e 6,35 cm de altura
e são compactados através de soquete que age sobre a mistura em um cilindro padronizado.
Após a confecção dos corpos de prova podem ser calculados os seguintes parâmetros:
𝑑; 𝐷𝑀𝑇; 𝑉௩; 𝑉𝐴𝑀; 𝑅𝐵𝑉;
S L I D E 1 52 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
c) Determinação dos parâmetros de interesse e das características Marshall da mistura
Feitos estes cálculos iniciais, os corpos de prova são aquecidos até atingirem 60°C e submetidos
aos ensaios de estabilidade (E) e fluência Marshall (f).
Entende-se por estabilidade como sendo a grandeza que mede a resistência da massa asfáltica
à aplicação de carga. Determina a carga máxima que a massa asfáltica pode suportar.
O ensaio de estabilidade Marshall é feito por cisalhamento e não por compressão, pois sendo o
concreto asfáltico uma camada de rolamento, o maior esforço solicitante é dado pela ação do
tráfego, que é de cisalhamento, devido às cargas horizontais. Normalmente é expresso em Kg ou
N.
S L I D E 1 82 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
c) Determinação dos parâmetros de interesse e das características Marshall da mistura
A fluência é a medida do quanto a massa asfáltica pode “andar” (esmagar, deformar) sob ação
cisalhante sem se romper. É a medida da elasticidade da massa.
Se uma massa asfáltica “andar” muito, acarretará esmagamento da mistura e em
consequência, ondulação à pista. É inconveniente também que a massa asfáltica “ande” pouco,
pois ao sofrer ação de elevado carregamento, sem capacidade de mover-se, pode trincar.
S L I D E 1 92 D E M A I O D E 2 0 1 8
No Brasil, grande parte dos laboratórios dispõe de prensas
Marshall que usam anel dinamométrico para leitura da carga e
um medidor mecânico de fluência
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Vídeo 
explicativo do 
Ensaio 
Marshall –
obtenção da 
estabilidade e 
da fluência
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
d) Curvas de projeto de misturas de concreto asfáltico pelo método Marshall
Com todos os valores dos parâmetros volumétricos e mecânicos determinados, são plotadas
seis curvas em função do teor de asfalto que podem ser usadas na definição do teor de projeto.
 Para o traçado dos gráficos é considerada a média de três determinações para cada parâmetro.
Quando uma determinação apresentar um valor muito discrepante em relação às outras duas,
pode-se tomar a média apenas destas duas.
S L I D E 2 22 D E M A I O D E 2 0 1 8
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Método Marshall
 Passo a passo da aplicação do método de dosagem Marshall:
e) Determinação do teor ótimo de ligante:
O teor ótimo de ligante é adotado como sendo o valor médio dos seguintes teores de asfalto:
A. Porcentagem de asfalto correspondente à máxima Estabilidade 
B. Porcentagem de asfalto correspondente à máxima Densidade Aparente
C. Porcentagem de asfalto correspondente à média dos limites estabelecidos nas especificações 
para a Porcentagem de Vazios
D. Porcentagem de asfalto correspondente à média dos limites estabelecidos nas especificações 
para a Relação Betume-Vazios
S L I D E 2 52 D E M A I O D E 2 0 1 8
(௠á௫ ா) (௠á௫ ௗ) (௏ೡ) (ோ஻௏)
P A V I M E N T A Ç Ã O
P R O F . A L A N R E I S
Observações:
1) Após a definição do teor ótimo de asfalto deve -se estabelecer uma faixa de trabalho para este
valor. Para o CBUQ esta variação é normalmente de ± 0,3%.
2) O teor ótimo de ligante assim determinado deve ser conferido em todas as curvas traçadas, e
caso não satisfaça alguns dos limites impostos pelas especificações, uma nova mistura deverá ser
adotada.
S L I D E 2 62 D E M A I O D E 2 0 1 8
 Requisitos de dosagem de mistura asfáltica do DNIT:
Obrigado pela atenção!
AULA 7 – D OSAGEM DE CBUQ 
MÉTODO DE MARSHALL
PROF.: ALAN REIS
M O NT E C A RM ELO, A B RI L D E 2 0 1 8