Eng Civil Washington Peres Núñez Dr. em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

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1 PESQUISA ANÁLISE DE CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DE MISTURAS ASFÁLTICAS PRODUZIDAS NA ATUALIDADE NO SUL DO BRASIL E IMPACTOS NO DESEMPENHO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS. MANUAL DE OPERAÇÃO DO BANCO DE DADOS PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE MISTURAS ASFÁLTICAS Eng Jorge,Augusto Ceratti DSc. pela Universidade Federal do Rio de Janeiro Eng Civil Washington Peres Núñez Dr. em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul Eng Civil Matheus Lemos Nogueira Mestrando em Engenharia Civil Dezembro de 2009

2 Sumário: 1. Apresentação Entrada de Dados Teor de Ligante e Granulometria Dados de Identificação Dados do Teor de Ligante Dados da Granulometria Tabelas Secundárias e Saída Gráfica Espessura e Grau de Compactação Dados de Identificação Dados da Espessura Dados do Grau de Compactação Tabelas Secundárias e Saída Gráfica Relatório Mensal Relatório Anual 18 1

3 1. APRESENTAÇÃO: Diante das graves patologias dos revestimentos asfálticos, sendo que muitas delas estão surgindo precocemente, fica evidente a necessidade de implantação de procedimentos que possam assegurar a qualidade dos novos pavimentos. Para isso, é imprescindível que se conheça as características das misturas asfálticas produzidas atualmente, de forma que se tenha um retrato fiel da realidade. Dessa forma, tem-se uma base consistente para a elaboração de documentos para controle e garantia de qualidade que, ao mesmo tempo em que visam enquadrar as misturas nas especificações vigentes, vão ao encontro das possibilidades da indústria. Sendo assim, juntamente com estudos sobre o desempenho de pavimentos, utilização de novos materiais e desenvolvimento de novas técnicas construtivas, é importante que se elabore banco de dados contendo as principais características de qualidade (teor de ligante, grau de compactação, dentre outras). Partindo desse princípio, foi desenvolvido um documento chamado Controle Estatístico da Qualidade cujas finalidades principais são: Armazenar de forma racional e sistemática os dados referentes às características de qualidade das misturas asfálticas, originando um banco de dados prático e eficiente; Analisar estatisticamente o nível das características de qualidade armazenadas, permitindo que possam ser tomadas decisões baseadas nas análises dos dados assim que são inseridos nas planilhas. O formato escolhido para o documento foi o Microsoft Office Excel 2007 por ser de domínio da maioria dos profissionais e devido à sua grande flexibilidade. Dessa maneira, fica garantido o acesso e entendimento para boa parte dos usuários, além de estar aberta a possibilidade de qualquer implementação que se julgue necessária. Controle Estatístico da Qualidade possui cinco planilhas. A inserção dos dados acontece basicamente nas duas primeiras: TEOR DE LIGANTE E GRANULOMETRIA e ESPESSURA E GRAU DE COMPACTAÇÃO. Nas duas planilhas seguintes, os resultados das análises são apresentados de forma tabular e de forma gráfica: em RELATÓRIO MENSAL é apresentada a análise para o mês que o usuário selecionar e em RELATÓRIO ANUAL são apresentados os níveis da qualidade ao longo do ano. Uma quinta planilha, MENUS, é utilizada apenas para armazenar elementos que auxiliem no funcionamento das demais, sendo este o motivo pelo qual é mantida oculta. 2

4 Apesar de terem sidos mencionados os períodos mensal e anual, as análises podem ser feitas simultaneamente com a inserção dos dados, permitindo que se gere relatórios quinzenais, trimestrais, semestrais, dentre outros. Vale ressaltar que em determinadas situações deverão ser feitas adaptações nas células, reforçando a escolha de um formato conhecido e aceito por grande parte dos usuários. 3

5 2. ENTRADA DE DADOS: A entrada de dados acontece através das planilhas TEOR DE LIGANTE E GRANULOMETRIA e ESPESSURA E GRAU DE COMPACTAÇÃO. Em cada uma delas, há doze tabelas principais relacionadas aos meses do ano. Além disso, há tabelas secundárias acompanhadas de saídas gráficas, referentes às características de qualidade, que possibilitam uma análise prévia assim que os dados são inseridos. Segue algumas recomendações quanto à entrada de dados que são comuns às duas planilhas: A princípio, as células em branco são as que se destinam a receber os dados e as células preenchidas com alguma cor são as que contêm as funções de cálculo; Quando não houver espaço suficiente para todos os dados, recomendase que se insiram as linhas necessárias no final das tabelas, evitando que elementos da planilha que possam estar à direita sofram alguma distorção; A inserção de novas linhas deve ser feita clicando com o botão direito do mouse na barra numérica, que fica à esquerda da área de trabalho do Excel, e selecionando a opção Inserir. O arraste de células ou até mesmo de linhas ou colunas inteiras pode comprometer os intervalos de cálculo das funções contidas nas planilhas; Quando a quantidade de dados for menor que o espaço disponível, as células que sobrarem devem ser mantidas em branco, ou seja, não devem ser preenchidas com nenhum tipo de caractere (traço -, zero, dentre outros), pois a presença destes também pode comprometer o funcionamento das funções. A seguir, serão descritas as particularidades de cada uma das planilhas de entrada de dados, destacando que os dados presentes nos exemplos não são representativos de nenhuma agência ou órgão rodoviário e servem apenas para expor o funcionamento do documento apresentado TEOR DE LIGANTE E GRANULOMETRIA: As tabelas presentes na planilha TEOR DE LIGANTE E GRANULOMETRIA possuem o mesmo aspecto da tabela da figura 1. Elas serão discutidas através de 3 segmentos distintos para que se consiga perceber melhor os seus detalhes. 4

6 Fig. 1 Tabela da Planilha Teor de Ligante e Granulometria DADOS DE IDENTIFICAÇÃO - 1º SEGMENTO: O primeiro segmento, figura 2, é responsável por identificar a procedência dos dados: Data da coleta da amostra; Trecho da rodovia onde a amostra foi coletada; Tipo de serviço executado com a mistura asfáltica em questão (recapeamento, tapa-buracos, dentre outros). Fig. 2 Dados de Identificação DADOS DO TEOR DE LIGANTE - 2º SEGMENTO: No segundo segmento, figura 3, os dados referentes ao teor de ligante são inseridos em duas colunas: 5

7 Teor de Projeto: trata-se do teor de projeto da mistura asfáltica amostrada; Teor de Ligante: trata-se do teor de ligante extraído da amostra. Nas colunas Faixa de Diferença é mostrada a faixa de diferença aceitável entre o teor de ligante das amostras e o teor de ligante de projeto, que deve ser de ±0,30%. Na coluna Diferença dos Teores é calculada a diferença entre os teores das amostras e os de projeto. A penúltima célula dessa coluna mostra a média das diferenças dos teores e a última mostra o desvio padrão. Fig. 3 Dados do Teor de Ligante DADOS DA GRANULOMETRIA - 3º segmento No terceiro segmento, o usuário deve primeiro informar as peneiras utilizadas para o projeto da mistura dos agregados e depois informar o projeto. A inserção desses dados é feita nas células contornadas em vermelho na figura 4. A seguir, os dados referentes à granulometria das amostras são inseridos nas colunas correspondentes. As colunas preenchidas com azul claro calculam a diferença entre a granulometria das amostras e a granulometria do projeto das misturas para cada uma das peneiras. Assim como no segmento anterior, a penúltima célula das colunas mostra a média das diferenças e a última mostra o desvio padrão. 6

8 Fig. 4 Dados da Granulometria TABELAS SECUNDÁRIAS E SÁIDA GRÁFICA: Ao lado das tabelas principais estão as tabelas secundárias, que apresentam um resumo da análise dos dados inseridos. Na planilha TEOR DE LIGANTE E GRANULOMETRIA, as duas tabelas secundárias são: Análise Mensal do Teor de Ligante, figura 5 e Análise Mensal da Granulometria, figura 6. Deve-se ter cuidado para não esquecer de inserir os dados que devem ser informados na tabela secundária da granulometria. Diferença entre os Teores de Ligante Análise Mensal do Teor de Ligante - Janeiro / 2010 Quantidade das Amostras Valor Absoluto Porcentagem Média das Diferenças entre os Teores (%) Acima da Faixa 4 12,90% 0,390 Abaixo da Faixa 3 9,68% -0,500 Dentro da Faixa 24 77,42% 0,015 Total % 0,013 Fig. 5 Análise Mensal do Teor de Ligante A tabela da figura acima, por exemplo, mostra que foi feito extração de ligante em 31 amostras. Em 4 delas (12,90%) o teor ficou acima da faixa e a média da diferença entre os teores das amostras e os teores de projeto é de 0,390%. Outras 3 (9,68%) ficaram com teores abaixo da faixa e a média da diferença é de -0,500%. O restante das amostras, 24 (77,42%), está com os teores dentro da faixa, mas com média de diferença de 0,015%. 7

9 SÉRIE ASTM Abertura (mm) Análise Mensal da Granulometria - Janeiro / 2010 Projeto da Mistura Tolerâncias Faixa de Trabalho Média da Granulometria (%) 3/4" 19,1 100,0 0,0 0,0 100,0 100,0 99,968 1/2" 12,7 94,7-7,0 7,0 87,7 100,0 92,661 3/8" 9,5 83,7-7,0 7,0 76,7 90,7 83,800 nº 4 4,8 61,1-5,0 5,0 56,1 66,1 62,497 nº 8 2,38 46,6-5,0 5,0 41,6 51,6 44,871 nº 30 0,59 22,1-5,0 5,0 17,1 27,1 21,513 nº 50 0,297 15,6-5,0 5,0 10,6 20,6 14,632 nº 100 0,149 10,4-3,0 3,0 7,4 13,4 9,542 nº 200 0,075 7,8-2,0 2,0 5,8 9,8 6,371 Quantidade de Amostras 31 Fig. 6 Análise Mensal da Granulometria Na tabela da figura 6, o usuário deve informar a abertura das peneiras referentes às informadas na tabela principal da planilha; ele também deve informar a tolerância permitida, de modo que possa ser determinada a faixa de trabalho. Na última coluna, a tabela informa a granulometria média do período analisado. Quanto à saída gráfica, para o teor de ligante são apresentados dois gráficos: um que mostra a dispersão das diferenças entre os teores das amostras e os teores de projeto, figura 7, e outro, de colunas, que resume as informações da tabela secundária correspondente, figura 8. Para a granulometria, é apresentada a curva granulométrica do projeto, com a faixa de trabalho, juntamente com a curva granulométrica média do período, figura 9. 8

10 Fig. 7 Dispersão das Diferenças entre os Teores Fig. 8 Gráfico de Colunas do Teor de Ligante 9

11 Fig. 9 Curvas Granulométricas 2.2. ESPESSURA E GRAU DE COMPACTAÇÃO: As tabelas desta planilha serão explicadas através da mesma metodologia que a planilha anterior. As principais possuem o mesmo aspecto que a tabela da figura 10. Fig. 10 Tabela da Planilha Espessura e Grau de Compactação 10

12 DADOS DE IDENTIFICAÇÃO - 1º SEGMENTO: O primeiro segmento desta planilha é idêntico ao da planilha anterior DADOS DA ESPESSURA - 2º SEGMENTO: No segundo segmento, figura 11, os dados devem ser inseridos em duas colunas: Espessura de Projeto : trata-se das espessuras dos projetos; Espessura da Amostra : trata-se da espessura das amostras. A coluna Diferença das Espessuras calcula a diferença entre a espessura das amostras e a espessura de projeto. A penúltima célula mostra a média dessas diferenças e a última mostra o desvio padrão. Fig. 11 Dados da Espessura DADOS DO GRAU DE COMPACTAÇÃO - 3º SEGMENTO: No terceiro segmento, figura 12, só é necessário inserir dados na coluna Grau de Compactação da Amostra. A penúltima célula dessa coluna mostra a média do grau de compactação alcançado em campo e a última mostra o desvio padrão. As colunas Grau de Compactação mostram os limites inferior, 97%, e superior, 101%, para o grau de compactação que deve ser alcançado em campo. 11

13 Fig. 12 Dados do Grau de Compactação TABELAS SECUNDÁRIAS E SAÍDA GRÁFICA: Da mesma maneira que na planilha anterior, pode-se avaliar o desempenho quanto à espessura e ao grau de compactação alcançado em campo assim que os dados forem inseridos. A figura 13 apresenta um exemplo da tabela de análise para a espessura e a figura 14 para o grau de compactação. Análise Mensal da Espessura - Janeiro / 2010 Quantidade das Amostras Média das Diferenças entre as Espessuras (cm) Espessuras Valor Absoluto Porcentagem Iguais ou Maiores que a de Projeto 26 83,87% 0,138 Menores que a de Projeto 5 16,13% -0,100 Total % 0,099 Fig. 13 Análise Mensal da Espessura 12

14 Diferença entre os Graus de Compactação Análise Mensal do Grau de Compactação - Janeiro / 2010 Quantidade das Amostras Valor Absoluto Porcentagem Média dos Graus de Compactação (%) Maior 101% 1 3,23% 101,500 Menor 97% 4 12,90% 96,050 Entre 97% e 101% 26 83,87% 98,600 Total % 98,365 Fig. 14 Análise Mensal do Grau de Compactação Tanto para a espessura quanto para o grau de compactação, a saída gráfica apresenta dois gráficos: um que mostra a dispersão de valores e outro, de colunas, que resume as informações das tabelas secundárias correspondentes. As figuras 15 e 16 apresentam a saída gráfica da espessura e as figuras 17 e 18 do grau de compactação. Fig. 15 Dispersão da Diferenças entre as Espessuras 13

15 Fig. 16 Gráfico de Colunas da Espessura Fig. 17 Dispersão dos Graus de Compactação 14

16 Fig. 18 Gráfico de Colunas do Grau de Compactação 15

17 3. RELATÓRIO MENSAL: A planilha RELATÓRIO MENSAL é a primeira planilha de saída de dados. A vantagem que ela apresenta frente à saída de dados das anteriores, é dispor os dados das 4 características numa mesma tabela. Outra vantagem é plotar alguns dos gráficos já apresentados de forma conjunta. Como pode ser visto na figura 19, esta planilha possui apenas duas entradas de dados. Na primeira linha o usuário deve responder qual o ano se refere o relatório e na segunda deve selecionar no menu qual o mês de interesse. Feito isso, a tabela abaixo apresenta a análise completa das características para o mês selecionado e plota alguns dos gráficos já mencionados nas planilhas anteriores. A saída gráfica para o exemplo que vem sendo utilizado está apresentada na figura 20. Fig. 19 Planilha RELATÓRIO MENSAL 16

18 Fig. 20 Saída Gráfica da Planilha RELATÓRIO MENSAL 17

19 4. RELATÓRIO ANUAL: Esta é a última planilha do documento e a única entrada de dados necessária é a confirmação das peneiras utilizadas no projeto da mistura do agregado. Trata-se de um resumo da análise de todas as características ao longo de todos os meses onde foram coletados dados. A tabela formada é semelhante à tabela da planilha RELATÓRIO MENSAL, a diferença é que se repete 12 vezes. A saída gráfica permite analisar o nível das 4 características ao longo de um ano inteiro. A figura 21 apresenta a configuração da saída gráfica. Logo após, as figuras 22, 23, 24 e 25 apresentam os gráficos do teor de ligante, granulometria, espessura e grau de compactação, respectivamente, de forma ampliada. Fig. 21 Saída Gráfica da Planilha RELATÓRIO ANUAL 18

20 Fig. 22 Teor de Ligante de RELATÓRIO ANUAL Fig. 23 Granulometria de RELATÓRIO ANUAL 19

21 Fig. 24 Espessura de RELATÓRIO ANUAL Fig. 25 Grau de Compactação de RELATÓRIO ANUAL 20