MYLLENE BOTELHO - Formulário de Práticas de Laboratório

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais 
Graduação em Engenharia Civil
Laboratório de Pavimentação
Nome: Myllene Kethlen Pereira Botelho
Turma: 02
QUESTÕES PRÁTICAS DE LABORATÓRIO
Professor: Dr Getúlio F. Manoel
Belo Horizonte
2020
1- Ensaio de Compactação – DNIT Me-164; DNER Me 162
a) Qual o objetivo do método?
Reduzir os espaços de vazios, expulsar a água do solo, aumentar a densidade seca, estabilizar o solo, diminuir a permeabilidade, aumentar a resistência a compressão, identificar a relação entre o teor de umidade e a densidade aparente seca do solo.
b) Qual o fundamento do ensaio?
A densidade que um solo atinge quando compactado sobre uma dada energia de compactação depende da umidade do solo no momento da compactação. A relação entre o peso específico, teor de umidade e o grau de saturação é representada no gráfico de compactação.
c) Qual a função da umidificação do solo durante o ensaio?
Homogeneizar os grãos, de forma que todos fiquem lubrificados e tenham melhor aderência uns aos outros.
d) Qual o valor da energia utilizada no ensaio?
Proctor normal, energia de aproximadamente 5,72 kgf.cm/cm³.
e) Qual a diferença entre densidade aparente e densidade seca do solo?
A densidade aparente considera o volume total da amostra, incluindo os vazios.
Já a densidade seca é a massa específica do solo após a retirada de toda parcela de água e dos vazios presentes na amostra de solo. Em um ensaio de compactação, quanto menor o índice de vazios, maior é a densidade seca.
f) Como é reportada a expressão do resultado.
O resultado do grau de compactação (GC) é adimensional, e a umidade ótima é expresso em porcentagem. 
g) Qual a análise do resultado obtido no nosso ensaio de compactação?
	Densidade seca máxima: 1,39 g/cm²
	Umidade ótima: 22,59%
	
h) Caso a umidade natural esteja abaixo da ótima, qual a quantidade de água a ser adicionado em litros em uma camada de 20 cm de profundidade, 10 m de largura com extensão de 1 km?
Suponhamos que a umidade natural de um solo esteja a 18,59%, assim como o ensaio de compactação (em anexo). 
Volume: 20 cm x 10 m x 1 km = 20 cm x 1000cm x 100000 cm = 2*10^9 cm³
Massa: d x v = 1,39 g/cm³ x 2 x 10^9 cm³= 2,78*10^9 g 
% volume de água: h ot - h nat = 22,59 - 18,59 = 4%
M corrigida: 2,78*10^9 x 0,004= 0,1112*10^9 g = 0,1112 * 10^6 kg = 1112 L
2- Ensaio CBR – DNER ME-049
a) Qual o objetivo do método?
Medir a resistência à penetração de uma amostra saturada compactada segundo o método Proctor.
b) Qual o fundamento do ensaio?
Consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente.
c) Com relação ao valor do CBR e da expansão, quais os limites recomendados pelo DNIT para a utilização do solo nas camadas do pavimento flexível?
- Reforço do subleito: CBR > que o do subleito e expansão ≤ 1%;
- Sub-base: CBR ≥ 20% e expansão ≤ 1%;
- Base: CBR ≥ 80% e expansão ≤ 5%.
d) Porque o corpo de prova deve ficar dentro do tanque com água durante 4 dias?
Para poder determinar a expansão do solo.
e) Como é reportada a expressão dos resultados de CBR e expansão?
Os resultados do ensaio CBR são expressos em porcentagem.
	
f) Qual a análise do resultado obtido no nosso ensaio de CBR e expansão?
Expansão: 4,85%
CBR: 1,40% 
	Pode-se afirmar que os siltes e outros solos expansíveis, apresentam baixos valores de CBR, inferiores a 6%.
g) Para qual camada do pavimento o solo ensaiado atenderia?
Como parâmetros de projeto, pisos e pavimentos rígidos requerem CBR > 8%, enquanto que os pavimentos flexíveis exigem valores de CBR > 12%, sendo assim, o solo analisado não se adequa a nenhuma das camadas de base, sub-base e reforço do subleito. MATERIAL NÃO ADEQUADO PARA TERRAPLENAGEM. DEVERÁ SER DESTINADO A BOTA-FORA
3- Ensaio de Densidade in Situ pelo Frasco de Areia – DNER ME-092
a) Qual o objetivo do método?
Determinar, por intermédio do frasco de areia, a massa específica aparente do solo “in situ”. Aplica-se ao subleito e às diversas camadas de solo do pavimento.
b) Qual o fundamento do ensaio?
Consiste em retirar uma quantidade de amostra do solo e medir sua densidade comparando com o resultado inicial obtido em laboratório. Para tal, usa-se uma quantidade de areia com densidade conhecida, para medir o volume de terra retirado da pista. Com a massa de areia antes de ser colocada no buraco e após ser colocada no buraco, temos o volume do buraco e por consequência o volume de terra retirado. A densidade (m/v) e conhecida e então calcula-se o grau de compactação em função dos valores obtidos em laboratório antes da compactação.
c) O que é um gamadensímetro? Como ele funciona e qual a sua utilidade?
O Gamadensímetro é um aparelho para determinação do teor de umidade (w) e do peso específico seco (𝛾𝑆 ) em campo. Utilizado no controle do processo de compactação de solos ou misturas de solo, quando compactadas para a conformação de aterros em rodovias, utilizando o equipamento de radiação nuclear, utilizando o Método de Retrodispersão e Método de Transmissão Direta.
d) Qual o limite mínimo recomendado pelo DNIT do Grau de Compactação em campo?
Não deve ser inferior a 100% do que foi fixado nas especificações gerais.
e) Qual ação deve ser tomada em campo quando este limite não for atingido?
O material deverá ser revolvido e recompactado.
f) Qual o valor do Grau de Compactação obtido no ensaio?
O valor do Grau de Compactação obtido no ensaio foi de 56,11%
g) Como é reportada a expressão do resultado?
Os valores do grau de compactação e do teor de umidade das amostras são expressos em porcentagem. 
	
h) Qual a análise do resultado obtido no nosso ensaio de densidade in situ?
O resultado obtido não foi satisfatório pois esperava-se um graus de saturação acima de 100%.
4- Ensaio de Equivalente de Areia – DNER ME
a) Qual o objetivo do método?
Determinar a quantidade de materiais finos plásticos, como silte e argila, presentes na fração de areia, e conhecer o grau de compactação e a densidade úmida do solo compactado.
b) Qual o fundamento do ensaio?
Colocar o material na proveta com solução padronizada, deixá-lo em repouso, em seguida agitar, ler a altura da suspensão (h1) e da sedimentação (h2). Obtendo assim, o valor relativo ao equivalente de areia (EA) é determinado em uma relação entre as alturas h1 e h2.
c) Quais os limites mínimos recomendados pelo DNIT?
Equivalente de areia mínimo de 30%.
d) Qual ação deve ser tomada em campo quando estes limites não forem atingidos?
O ensaio de equivalente de areia foi desenvolvido para determinar a quantidade de argila presente no agregado fino é prejudicial ao desempenho de misturas asfálticas. Caso os limites mínimos de equivalentes de areia forem muito baixos é recomendado acrescentar a parcela de agregado fino para que o solo seja devidamente estabilizados e satisfaça as condições de ISC.
e) Como é reportada a expressão do resultado?
Os resultados para o ensaio de Equivalente de Areia são reportados em percentagem.
f) Qual o defeito associado a mistura asfáltica quando o equivalente de areia possui valores baixos? Como controlar este problema?
O baixo valor de equivalente de areia pode acarretar deformação permanente a segregação e presença de finos na superfície do pavimento e também baixa resistência à água e desagregação de mistura asfáltica. O problema pode ser controlado com a inspeção da pedreira fazendo operação de decapagem e limpeza dos agregado. na massa asfáltica controla-se revendo o teor de finos em função de teor de vazios e ver o controle da fluência Marshall.
g) Qual a análise do resultado obtido no nosso ensaio de equivalente de areia?
O resultado obtido no ensaios de equivalente de areia foi de 43,86%, obtendo valores satisfatórios.
5- Ensaio de Adesividade de ligantes asfálticos: DNER ME 078; DNER ME 079; DNER ME 59
a) Qual o objetivo do ensaio de adesividade?
Verificaro poder de aderência do ligante asfáltico com e sem adição de promotor de adesão quando aplicado sobre agregados.
b) Qual o fundamento do ensaio?
A adesividade indica a capacidade do agregado ser recoberto por uma película de ligante, promovendo a adesão sem que haja soltura do agregado. Essa adesão se dá devido a diferença de carga entre o agregado e o ligante.
c) Há diferença de execução do ensaio para agregado graúdo e agregado miúdo?
São utilizadas metodologias diferentes para agregados miúdos onde o ensaio de adesividade é realizado por meio de soluções e nos agregados graúdos o ensaio é realizado diretamente no material.
d) O que significa “dopar” o ligante asfáltico?
Significa mudar a carga do ligante misturando pequenas percentagens de substâncias com a finalidade de melhorar a adesividade do ligante ao agregado.
e) Caso seja necessária a dopagem do ligante, como é escolhido o produto e qual a concentração do mesmo é adicionada ao ligante?
A escolha do produto é feita com base na sua eficiência e facilidade de aplicação no campo. Quanto a concentração, normalmente é utilizado uma proporção de 0,5% a 2% de cimento asfáltico.
f) Agregados ácidos (eletronegativos) são melhores que agregados básicos (eletropositivos)? Explique.
Os agregados ácidos ou eletronegativos altamente silicosos são hidrofóbicos (ex.: granitos, gnaisses, quartzitos, entre outros) enquanto agregados básicos ou eletropositivos (ex.: basalto, diabásios, calcário) são hidrofóbicos. Assim os agregados ácidos são melhores dado a sua característica hidrofóbica e também pelo fator de sua carga negativa e o Cap possuir carga positiva.
 
g) Porque a cal virgem não deve ser utilizada como melhorador de adesividade?
O cal virgem não deve ser utilizado pois a sua reação expansiva quando em contato com a água afeta as propriedade coercivas da mistura asfáltica. É recomendado a utilização da cal hidratada como 	melhorador de adesividade.
h) Como é expresso o resultado de adesividade?
O resultado é expresso em: satisfatório ou não satisfatório.
i) Quais os limites aceitáveis na interpretação do ensaio para o DNIT?
Os valores aceitáveis pelo DNIT são de 100%.
6- Ensaio de Penetração e de Ponto de Amolecimento em Asfalto – DNIT ME 155 e DNIT ME 131
a) Qual o objetivo do ensaio de penetração em asfalto?
Determinar a penetração em materiais betuminosos sólidos e semissólidos.
b) Qual o fundamento do ensaio de penetração?
A penetração é a profundidade, em décimos de milímetro, que uma agulha de massa padronizada (100g) penetra numa amostra de volume padronizado de cimento asfáltico, por 5 segundos, à temperatura de 25 ºC.
c) Qual o objetivo do ensaio de ponto de amolecimento em asfalto?
O ponto de amolecimento é uma medida empírica que correlaciona a temperatura na qual o asfalto amolece quando aquecido sob certas condições particulares e atinge uma determinada condição de escoamento. O ponto de amolecimento indica a temperatura na qual o material poderá ser normalmente fundido.
d) Qual o fundamento do ensaio de ponto de amolecimento?
Uma bola de aço de dimensões e peso especificados é colocada no centro de uma amostra de asfalto que está confinada dentro de um anel metálico padronizado. Todo o conjunto é colocado dentro de um banho de água num béquer, que é aquecido a uma taxa controlada de 5ºC/minuto. Quando o asfalto amolece o suficiente para não mais suportar o peso da bola, a bola e o asfalto deslocam-se em direção ao fundo do béquer. A temperatura é marcada no instante em que a mistura amolecida toca a placa do fundo do conjunto padrão de ensaio. O teste é conduzido com duas amostras do mesmo material. Se a diferença de temperatura entre as duas amostras exceder 2ºC, o ensaio deve ser refeito.
e) Monte uma tabela com os limites de especificação para os ensaios de Penetração, Ponto de Amolecimento e IST com o tipo de CAP.
f) Qual o valor calculado do IST?
-1,6
g) Qual o significado o Índice de susceptibilidade térmica?
A suscetibilidade térmica indica a sensibilidade da consistência dos ligantes asfálticos à variação de temperatura.
h) Em asfaltos modificados por polímeros os valores de IST podem ser maiores que +1. Isto implica que estes ligantes estão oxidados? Qual a interpretação para estes casos?
Sim, os ligantes estão oxidados. Isso quer dizer que esse asfalto modificado por polímeros é pouco sensível a elevadas temperaturas e quebradiços em temperaturas mais baixas.
i) Qual a expressão do resultado de penetração, ponto de amolecimento e IST? 
	Satisfaz ou não satisfaz aos valores de especificação.
j) Reporte os resultados encontrados e responda qual a análise dos resultados obtidos nas nossas amostras?
O resultado obtido não foi satisfatório pois os valores obtidos de IST estão fora da faixa de valores especificados.
7- (CANCELADO)
8- Ensaio de viscosidade Saybolt: DNER ME 004; ASTM D2161
a) Qual o objetivo do método?
Medir a viscosidade e o tempo de escoamento no funil Saybolt.
b) Qual o fundamento do ensaio?
O ensaio baseia-se no tempo cronometrado (em segundos) de escoamento do fluido no funil, onde a amostra é colocada em banho para manter uma temperatura constante durante a medição.
c) Quais os limites de especificação para estes ensaios para asfaltos e para emulsões asfálticas? (sugestão: monte um quadro de especificações de viscosidade e dos vários tipos de emulsões)
	
d) Qual a expressão do resultado?
Os resultados são expressos em SSF.
e) Os resultados da viscosidade Saybolt não podem ser comparados com os resultados de outros viscosímetros, porque?
Os viscosímetros desenvolvidos descreve o tempo de fluxo de volume de um fluido de um capilar é proporcional a viscosidade do fluido. No entanto, os viscosímetros consistem de capilares curtos não obedecendo a lei de Hagen-Poiseuille e o tempo de fluxo não apresenta uma relação conhecida de viscosidade. Há grande perda de energia hidrostática e cinética, devido ao orifício do tubo, portanto ele não segue as leis de viscosidades, não mantém o equilíbrio do ensaio de viscosidade.
f) Reporte o resultado encontrado e responda qual a análise do resultado obtido na nossa amostra?
	Ensaio não realizado.
9- Ensaio de viscosidade Brookfield: ASTM D 4402
a) Qual o objetivo do método?
O Viscosímetro Rotacional (Brookfield) é utilizado para caracterizar a rigidez do asfalto acima de 100ºC (135, 155 e 175ºC), na qual age quase que inteiramente como um fluido viscoso. 
b) Qual o fundamento do ensaio?
O ensaio segue o sistema Searle medindo o torque para vencer a resistência viscosa devido ao cisalhamento provocado. A deflexão é transmitida por uma mola espiralada e é lida em uma escala circular, ou através de painel digital. A taxa de deformação da mola é proporcional a viscosidade do fluido em função da velocidade de rotação do splinder e traduzido em taxa de cisalhamento. Obtendo como resultado a viscosidade do fluido. 
c) Quais os limites de especificação para estes ensaios para o CAP? (sugestão: monte um quadro de especificações de viscosidade)
· Faixa de Shear Rate de 0.025 até 330 s-1 
· Viscosidades desde 2 cP (mPa•s) até 80 x 106 cP (mPa•s) 
· Temperatura até 300°C 
· Amostras de 8 ml a 13 ml
d) Qual o conceito de viscosidade absoluta e viscosidade relativa?
O procedimento usual para determinar a viscosidade absoluta consiste em determinar a viscosidade do líquido em relação a uma substância de referência em uma dada temperatura. Já a viscosidade relativa de um líquido é definida como sendo a razão entre a sua viscosidade absoluta e a da água à mesma temperatura. Para obtê-la, medem-se em um viscosímetro os tempos de escoamento de volumes iguais do líquido em estudo e da água a uma dada temperatura.
e) Qual a expressão do resultado?
Stokes ou m²/s ou cP.
f) Como se converte o unidade cP para mm2/s?
viscosidade cinemática (cSt) = viscosidade absoluta (cP) / densidade (g cm⁻³)
1 cSt = 0,000001 m² s⁻¹ = 1 mm² . s⁻¹ .
g) Como se converte a unidade cP para SSF?
Interpolação.
h) Calcule as temperaturas que se pede no formulário:
Ver anexo.i) Trace um gráfico da temperatura versus viscosidade. Colocar a Temperatura no eixo das abcissas e a viscosidade no eixo das ordenadas em cP e SSF no mesmo gráfico.
Em anexo.
j) Reporte os resultados encontrados e responda qual a análise dos resultados obtidos na nossa amostra?
	Em anexo.
10- Ensaio Compactação Marshall - DNER ME 107, DNIT ME 043
a) Qual o objetivo do método?
No ensaio Marshall o principal aspecto de interesse é a análise de fatores como densidade, vazios, estabilidade e fluência. Este método de ensaio fixa o modo pelo qual se determina a estabilidade e a fluência de misturas betuminosas a quente utilizando-se o aparelho Marshall.
b) Qual o fundamento do ensaio?
O ensaio compactação Marshall baseia-se inicialmente na aplicação de um determinado número golpes/face, varia de acordo com o volume de tráfego, de um soquete de 10 lb, obtendo um volume de vazios,VCB, VAM, RBV. Com todos os valores dos parâmetros volumétricos e mecânicos determinados, são plotadas 6 curvas em função do teor de asfalto, que podem ser usadas na definição do teor de projeto.
c) O que representa a compactação em 50 golpes e 75 golpes?
Representa níveis de energia de compactação, sendo 50 golpes por face do corpo de prova para baixo volume de tráfego e 75 golpes por face do corpo de prova para alto volume de tráfego.
d) O que significa o resultado de estabilidade Marshall em relação ao serviço da massa asfáltica no pavimento?
É a carga máxima (unidade de força) indicativa da resistência do corpo de prova à compressão diametral confinada (modo de falha não definido).
e) O que significa o valor do teor de vazios da massa asfáltica em relação a qualidade da mistura?
 É a relação entre o volume de betume e o volume total de vazios 
f) O que significa a fluência da massa asfáltica em relação ao serviço no pavimento?
A fluência indica a rigidez da mistura em baixa temperatura, é o deslocamento máximo (unidade de distância) apresentado pelo corpo de prova correspondente a aplicação da carga máxima.
Casos de fluência elevada indica problemas de deformação permanente, enquanto casos de fluência baixa pode indicar teor de vazio elevado, com teor de ligante insuficiente, acarretando em problemas de durabilidade. 
g) Quais os limites de especificação da estabilidade Marshall e da fluência para a massa asfáltica?
Temperaturas máximas e mínimas de usinagem e de compactação.
h) Como corrigir a massa com fluência alta ou baixa?
Elevar a porcentagem de ligante na composição da massa asfáltica.
i) Quais os limites de especificação da estabilidade Marshall e da fluência para a massa asfáltica?
 E ≥ 500 kgf 
 20 ≤ F ≤ 46 (0,1 mm) 
 75% ≤ RBV ≤ 82% 
 3% ≤ Vv ≤ 5% 
j) Trace um gráfico de VV e RBV com o teor de ligante indicando qual o teor ótimo de ligante.
TEOR ÓTIMO DE LIGANTE (%): 
		FAIXA C: 
VALORES ESTIMADOS COM O GRÁFICO ACIMA:
VV min: 3% - LIG : 5,8
VV max: 5% - LIG: 4,75
RBV min: 75 - LIG: 5,3
RBV max: 82 - LIG: 5,85
MÉDIA: (5,3+5,8)/2= 5,55 %
TEOR ÓTIMO DE LIGANTE: 5,55%
k) Trace um gráfico de Estabilidade Marshall e teor de ligante indicando o ponto de fluência da massa asfáltica.
l) Reporte os resultados encontrados e responda qual a análise dos resultados obtidos na nossa amostra?
O CP 2 apresentou resultados satisfatórios tanto em estabilidade quanto no volume de vazios e na relação vazios betume.