Notas de aulas de Pavimentação (parte 7)

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1 1 Notas de aulas de Pavimentação (parte 7) Hélio Marcos Fernandes Viana Tema: Agregados (2. o Parte) Conteúdo da parte 1 1 Características tecnológicas importantes dos agregados utilizados para pavimentação asfáltica

2 2 1.1 Introdução i) Importância dos agregados Os agregados são importantes porque são misturados com o ligante asfáltico para formar as misturas asfálticas, que são utilizadas nos revestimentos asfálticos dos pavimentos. OBS. Como exemplo de agregado tem-se: as britas, os seixos, as areias e etc. ii) O desempenho do pavimento depende do agregado O desempenho do pavimento será melhor quanto melhor for a combinação (ou ligação) do agregado com o ligante asfáltico para formar a mistura asfáltica utilizada no pavimento. iii) Seleção de agregados para utilização em revestimentos asfálticos A seleção de agregados para utilização em revestimentos asfálticos depende: Da disponibilidade de agregado nas proximidades da obra; Do custo do agregado; Da qualidade do agregado; e Do tipo de revestimento asfáltico (Por exemplo: se for utilizado asfalto areia, então é necessário areia como agregado; se for utilizado concreto asfáltico usinado a quente é necessário brita como agregado). 1.2 Propriedades físicas e químicas dos agregados i) Influência das propriedades de maneira geral Segundo Roberts et al. (1996), as propriedades físicas do agregado são as principais propriedades para a utilização dos agregados em misturas asfálticas; Contudo, as propriedades químicas dos agregados também influenciam na misturas asfálticas, mas em menor escala (ou extensão). ii) Descrição das propriedades físicas e mecânicas dos agregados São consideradas como propriedades físicas e mecânicas dos agregados, as seguintes propriedades: a) Resistência do agregado; b) Porosidade do agregado; c) Peso específico do agregado; e d) Forma do agregado.

3 3 iii) Descrição das propriedades físico-químicas dos agregados São consideradas propriedades físico-químicas dos agregados as seguintes propriedades: a) Umidade do agregado; e b) Adesividade do agregado. iv) Considerações quanto às propriedades químicas dos agregados As propriedades químicas dos agregados têm pequeno efeito no desempenho do agregado, quando o agregado é misturado ao ligante asfáltico para formar as misturas asfálticas. As propriedades químicas dos agregados merecem maior atenção, quando existe má adesividade entre o agregado e o ligante asfáltico. Dentre as propriedades químicas dos agregados, destacam-se: a) A solubilidade em água; b) A oxidação; c) A hidratação; e c) A carbonatação. Quanto à solubilidade em água, tem-se que as rochas que são utilizadas como agregados em misturas asfálticas não devem apresentar quantidade significativa de minerais solúveis em água. Agregados de rochas que apresentam grande quantidade de minerais solúveis em água devem ser rejeitadas para o uso em misturas asfálticas. Agregados susceptíveis, ou que podem sofrer reações de oxidação, hidratação ou carbonatação podem ter comportamento prejudicial quando expostos diretamente à atmosfera. Portanto, os agregados susceptíveis a reações de oxidação, hidratação ou carbonatação devem ser evitados em misturas asfálticas. 1.3 Amostragem de agregados A aceitação de um agregado para fins de pavimentação é definida pela análise de uma série de propriedades do agregado; Assim sendo, deve-se proceder à coleta da amostra de agregado de maneira adequada. OBS(s). A identificação de minerais que constituem a rocha, a qual dá origem aos agregados a serem utilizados em misturas asfálticas, pode fornecer informações sobre as propriedades físicas e químicas importantes do futuro agregado; e Um agregado que tenha algum mineral nocivo (ou prejudicial) para uma mistura asfáltica deve ser evitado (Por exemplo: minerais que reagem com a água com facilidade são prejudiciais para as misturas asfálticas).

4 4 i) Locais onde são tomadas as amostras de agregado para pavimentação Os agregados utilizados em misturas asfálticas são previamente analisados, no laboratório, através de amostras normalmente tomadas nos seguintes locais: a) Nas pilhas (ou dunas) de estocagem; b) Nas correias transportadoras da central de britagem; c) Nos silos de estocagem nas usinas de asfalto; d) Nos caminhões carregados de agregados; e e) Na pista, quando o agregado é espalhado, antes do tratamento superficial. A Figura 1.1 ilustra alguns silos de estocagem de agregado utilizados em misturas asfálticas. A foto da Figura 1.1 foi tirada de uma usina de asfalto em São Carlos - SP. Figura 1. - Alguns silos de estocagem de agregados utilizados em misturas asfálticas, que pertencem a uma usina de asfalto de São Carlos - SP A Figura 1.2 ilustra duas pilhas (ou dunas) de agregados utilizados para fabricação de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ). A foto da Figura 1.2 foi tirada em uma central de britagem em São Carlos - SP. Percebe-se, na Figura 1.2, que a pilha (ou duna) da frente parece ser de material britado de maior diâmetro.

5 5 Figura Duas pilhas (ou dunas) de agregados utilizados para fabricação de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ), em uma central de britagem de São Carlos - SP ii) Procedimentos para obter uma amostra representativa do agregado Uma amostra representativa do agregado é formada por um número de pequenas amostras obtidas em um período de tempo. Por exemplo: a amostra de agregado é formada por um número de pequenas amostras tomadas em uma correia da central de britagem durante 1 (um) dia. De acordo com Marques (2001), ao colher amostras em pilhas (ou dunas) de estocagem de agregado, deve-se remover a camada superficial e obter a amostra que está abaixo da camada superficial. OBS. Embora, a literatura não cite, mas, possivelmente, a camada superficial da pilha (ou duna) de agregado pode está poluída com dendritos de matéria orgânica (folhas) e/ou poeira.

6 6 iii) Norma relacionada a amostragem de agregados A norma DNER-PRO 120/97 fixa as exigências para a amostragem de agregados, tais como: 1. o (primeiro): A norma determina o material necessário para realização da coleta de amostras de agregados, os quais são: Pá; Caixa de madeira; Enxada; Vassoura; Lona; e Etiquetas. 2. o (segundo): A norma determina as quantidades necessárias de agregado miúdo e graúdo para a realização dos ensaios laboratoriais. 3. o (terceiro): A norma DNER-PRO 120/97 descreve os procedimentos para amostragem de agregados em: Silos de estocagem de agregados; Em pilhas (ou dunas) de estocagem de agregados; Em caminhões que transportam agregados; e Em agregado espalhado sobre a pista antes da mistura tipo tratamento superficial. iv) Informações que devem está contidas em uma etiqueta de uma amostra de agregado Em uma etiqueta de uma amostra de agregado deve conter as seguintes informações: Procedência da amostra (ou rocha que deu origem ao agregado); Local de coleta da amostra; Data da realização da amostragem; Finalidade da amostra; Técnico responsável pela amostragem; Etc. v) Quarteamento da amostra no laboratório Quando a amostra do agregado chega no laboratório; Então, a amostra deve ser quarteada para obtenção da quantidade necessária para os ensaios laboratoriais.

7 7 O procedimento do quarteamento da amostra é descrito como se segue: 1. o (primeiro): No laboratório, a amostra de agregado é espalhada sobre uma superfície plana e limpa; Então, a amostra é misturada com uma pá, e depois formase uma pequena pilha em forma de cone com a amostra. 2. o (segundo): Na sequência, a pilha de amostra em forma de cone é achatada em forma de um círculo, de mesma altura aproximadamente; Então, a amostra em forma de círculo é dividida em quatro partes iguais. 3. o (terceiro): Após dividir a amostra em quatro partes iguais; Então, duas partes da amostra (das quatro partes) são guardadas no laboratório, e as duas partes restantes são misturadas e novamente dividida em quatro partes iguais (ou quarteada) como descrito anteriormente. 4. o (quarto): Finalmente, o processo de quarteamento da amostra ocorre até se obter uma quantidade aproximadamente igual a quantidade necessária para realização do ensaio com a amostra de agregado. OBS. Muitas vezes, no laboratório, é utilizada uma lona e sobre a lona é realizado o processo de quarteamento da amostra. Assim sendo, evita-se sujar o piso do laboratório. A Figura 1.3 ilustra uma das fazes do quarteamento da amostra, que é realizado no piso do laboratório.

8 8 Figura Uma das fazes do quarteamento da amostra, que é realizado no piso do laboratório 1.4 Tamanho e granulometria do agregado A espessura mínima de uma camada de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) está diretamente associada ao diâmetro máximo do agregado utilizado na mistura asfáltica para produção do CAUQ. A Tabela 1.1 mostra as faixas granulométricas recomendadas pela norma DNIT 031/2004-ES para os agregados a serem utilizados na produção de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ). Pode-se observar na Tabela 1.1 que: a) Quanto menor o diâmetro máximo do agregado menor será a espessura mínima da camada de CAUQ. b) Existe uma granulometria específica de agregado para camada de ligação, e uma granulometria específica para camada de rolamento. Tabela Faixas granulométricas recomendadas pela norma DNIT 031/2004- ES para os agregados a serem utilizados na produção de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) Peneira de malha quadrada Número Abertura (mm) A B C Tolerância 2 pol. 50, e 1/2 pol. 38, ± 7% 1 pol. 25, ± 7% 3/4 pol. 19, ± 7% 1/2 pol. 12, ± 7% 3/8 pol. 9, ± 7% N. o 4 4, ± 5% N. o 10 2, ± 5% N. o 40 0, ± 5% N. o 80 0, ± 5% N. o 200 0, ± 2% Teor de asfalto em peso (%) 4,0 a 7,0 4,5 a 7,5 4,5 a 9,0 ± 0,3% Tipo de camada de revestimento asfáltico recomendada Espessura da camada (cm) Faixas granulométricas Porcentagem em peso passando Camada de ligação Camada de rolamento ou de ligação Camada de rolamento de 6,5 a 9,0 de 5,0 a 7,5 de 2,5 a 5,0 De acordo com a ASTM C125, o diâmetro nominal máximo do agregado é a maior abertura de malha de peneira, a qual retém no máximo até 10%, em peso, das partículas do agregado. De acordo com Bernucci et al. (2008), a granulometria do agregado assegura a estabilidade da camada de revestimento asfáltico, porque a

9 granulometria do agregado se relaciona com o entrosamento (ou união) entre as partículas e com o atrito entre as partículas. 1.5 Limpeza do agregado a ser utilizado em misturas asfálticas Introdução 9 Alguns agregados contêm certos materiais deletérios, que torna estes agregados impróprios para a utilização em revestimentos asfálticos; Contudo, os agregados com materiais deletérios podem ser utilizados no caso da quantidade de materiais deletérios nos agregados for pequena. OBS. Material deletério = material danoso ou prejudicial. São considerados como materiais deletérios para os agregados utilizados em misturas asfálticas os seguintes materiais: - Vegetação (ou matéria orgânica); - Conchas; e - Grumos (ou aglomeração) de partículas de argila. O ensaio utilizado para verificar a presença de materiais deletérios no agregado utilizado para produzir misturas asfálticas é o ensaio equivalente de areia (EA) Ensaio equivalente de areia (EA) i) Padronização do ensaio equivalente de areia A norma utilizada para realização do ensaio equivalente de areia em agregados a serem utilizados em misturas asfálticas é a norma DNER-ME 054/97. ii) Procedimentos básicos do ensaio equivalente de areia Os procedimentos básicos do ensaio equivalente de areia são os que se seguem: a) Inicialmente, no ensaio, uma amostra do agregado, com partículas menores que 4,8 mm, ou partículas que passam peneira de malha de diâmetro 4,8 mm, é colocada em uma cápsula de volume padrão. b) Na sequência do ensaio, o agregado contido na cápsula de volume padrão é colocado em uma proveta graduada, a qual contém uma solução de cálcio-glicerinaformaldeido. Então, a mistura do agregado com a solução na proveta fica em repouso por 20 minutos. c) Em seguida, a proveta com o agregado e a solução é agitada por 30 segundos; e então, a proveta é preenchida até um nível pré-estabelecido.

10 10 d) Após o preenchimento da proveta até o nível pré-estabelecido, então a proveta é deixada em repouso por 20 minutos. e) Após os 20 minutos de repouso da proveta, com a mistura; Então, é introduzido um bastão padronizado na proveta, e este bastão repousa sobre o agregado sedimentado no fundo da proveta. f) Na sequência, com o auxílio do bastão repousando sobre o material sedimentado no fundo da proveta graduada determina-se h2, que corresponde a altura do material sedimentado, e que tem como referência a base da proveta. g) Após a leitura de h2; Então, determina-se a altura h1 do material mais escuro, que está em suspensão na proveta. h) A altura h1 do material mais escuro, que está em suspensão, é mediada com referência à base da proveta. i) Finalmente, o equivalente de areia do agregado e medido com base na eq.(1.1). h2 EA.100 h1 (1.1) Em que: EA = equivalente de areia do agregado (%); h2 = altura do material sedimentado na proveta (mm); e h1 = altura do material mais escuro em suspensão (mm). OBS. As leituras de h1 e h2 são feitas na própria proveta em relação a base da proveta. A Figura 1.4 ilustra os equipamentos utilizados no ensaio equivalente de areia, os quais são: cápsula de volume padronizado; proveta graduada; bastão para determinar a altura do material sedimentado; e tubo lavador que preenche a proveta com a solução. Na parte central da Figura 1.4 é ilustrado como são feitas as medidas das alturas h1 e h2.

11 11 Figura Equipamentos utilizados no ensaio equivalente de areia, os quais são: cápsula de volume padronizado; proveta graduada; bastão para determinar a altura do material sedimentado; e tubo lavador que preenche a proveta com a solução iii) Agregado apto a ser utilizado para fabricação de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) O agregado que apresentar um equivalente de areia maior ou igual a 55% (EA 55%) poderá ser utilizado para produção de concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ). 1.6 Resistência a abrasão do agregado a ser utilizado em misturas asfálticas Introdução Durante os processos de manuseio, transporte, fabricação e execução de revestimentos asfálticos, tem-se que os agregados estão sujeitos à quebras e abrasão. OBS. Abrasão é o desgaste do agregado causado pelo atrito entre as partículas. Os agregados a serem utilizados nas misturas asfálticas devem resistir à quebras, desagregação de partículas e a desintegração química.

12 12 Quanto à disposição das camadas asfálticas, destaca-se que os agregados utilizados na camada superficial ou de rolamento devem apresentar resistência a abrasão maior do que os agregados utilizados nas camadas de ligação ou intermediárias. Contudo, o mesmo agregado utilizado para fabricar a camada superficial ou de rolamento também pode ser utilizado para produzir as camadas intermediárias ou de ligação Ensaio de abrasão Los Angeles em agregados utilizados em misturas asfálticas i) Princípio básico do ensaio de abrasão Los Angeles No ensaio de abrasão Los Angeles, tem-se que os agregados são submetidos a uma desagregação mecânica, e então é medida a alteração provocada, principalmente, na granulometria inicial do agregado. ii) Procedimentos básicos do ensaio de abrasão Los Angeles Os procedimentos básicos do ensaio de abrasão Los Angeles são os que se seguem: a) Inicialmente, é separada uma amostra de 5000 g (ou 5 Kg) do agregado para realização do ensaio de abrasão Los Angeles. b) Então, os 5 Kg da amostra separados inicialmente é passado na peneira número 12 (ou malha de diâmetro de 1,7 mm). Assim sendo, determina-se o peso do agregado da amostra inicial, o qual fica retido na peneira número 12 (ou malha de diâmetro de 1,7 mm). c) Em seguida, toda a amostra inicial de 5000g (ou 5 Kg) do agregado é depositada no interior do tambor do aparelho de abrasão Los Angeles. d) Na sequência, em função da granulometria do agregado, um número padronizado de esferas de aço são depositadas no interior do tambor aparelho de abrasão Los Angeles. e) Após a colocação do agregado e das esferas no interior do tambor do aparelho de abrasão Los Angeles; Então, o tambor é fechado e submetido a 500 ou 1000 revoluções (ou giros completos do tambor). OBS. O número de revoluções aplicadas no tambor do aparelho de abrasão Los Angeles depende da granulometria do agregado. f) As revoluções ou rotações do tambor causam o impacto entre as esferas de aço e as partículas do agregado; Além de provocar o impacto entre as partículas do próprio agregado. Assim sendo, ocorre o desgaste do agregado colocado no tambor. g) Na sequência, os 5 Kg de agregado é retirado do tambor, e determina-se o peso de agregado retido na peneira número 12 (ou malha de diâmetro de 1,7 mm).

13 h) Finalmente, é medida a abrasão Los Angeles do agregado pela seguinte equação: 13 mi mf LA.100 mi (1.2) Em que: LA = abrasão Los Angeles do agregado (%); mi = peso inicial da amostra de agregado retido na peneira número12 (ou malha de diâmetro de 1,7 mm) antes do ensaio (g); e mf = peso final da amostra de agregado retido na peneira número12 (ou malha de diâmetro de 1,7 mm) depois do ensaio (g). A Figura 1.5 ilustra o equipamento do ensaio de abrasão Los Angeles, onde se percebe a presença do tambor e das esferas utilizadas no ensaio de abrasão Los Angeles. Figura Equipamento do ensaio de abrasão Los Angeles, onde se percebe a presença do tambor e das esferas utilizadas no ensaio de abrasão Los Angeles

14 Considerações finais quanto ao ensaio de abrasão Los Angeles Os valores permitidos de abrasão Los Angeles para os agregados são: - Pedregulho deve apresentar abrasão Los Angeles menor ou igual a 50%, ou seja, LA 50%; e - Pedra britada deve apresentar abrasão Los Angeles menor ou igual a 40%, ou seja, LA 40%. O ensaio de abrasão Los Angeles é padronizado pela norma DNER-ME 035/98, intitulada: Agregados - determinação da abrasão Los Angeles. OBS. Por falta de agregados resistentes à abrasão em determinadas regiões do país, então alguns órgãos rodoviários permitem que sejam utilizados agregados menos resistente à abrasão. 1.7 Ensaio de impacto Treton em agregados destinados à misturas asfálticas i) Procedimentos básicos do ensaio de impacto Treton Os principais procedimentos básicos do ensaio de impacto Treton em agregados destinados à misturas asfálticas são descritos como se segue: a) Inicialmente, são selecionadas entre 15 a 20 partículas do agregado, as quais possuem forma aproximadamente cúbica, e que passem na peneira de malha de diâmetro de 19 mm e fiquem retidas na peneira de malha de 16 mm. b) Após selecionar as partículas a serem utilizadas no de impacto Treton; Então é determinado o peso das partículas. c) Na sequência, as partículas do agregado são colocadas na base de um cilindro de oco, e então ficam sobre a base do cilindro oco. d) Em seguida, o cilindro oco é colocado sobre a sua base, e então, deixa-se cair no interior do cilindro oco um martelo de 15 Kg, de uma altura de 38 cm, 10 vezes sobre as partículas do agregado. e) Após o martelo cair 10 vezes sobre as partículas do agregado; Então, recolhe-se a amostra da base do cilindro oco, e é realizado um peneiramento na peneira de malha de diâmetro igual a 1,7 mm. f) Após o peneiramento da amostra de agregado na peneira de malha de diâmetro igual a 1,7 mm; Então, pesa-se o material da amostra do agregado que ficou retido na peneira de malha de diâmetro 1,7 mm.

15 g) Finalmente, o resultado final do ensaio é a perda por impacto Treton (T), que é obtido pela eq.(1.3). mi mf T.100 (1.3) mi Em que: T = perda por impacto Treton (%); mi = peso inicial da amostra de agregado utilizado no ensaio, ou peso das partículas selecionadas para o ensaio de impacto Treton (g); e mf = peso da amostra que ficou retido na peneira de malha de diâmetro igual a 1,7 mm, após o ensaio de impacto Treton (g). ii) Considerações finais quanto ao ensaio de impacto Treton O ensaio de impacto Treton é padronizado pela norma DNER-ME 399/99, intitulada: Agregados - determinação da perda ao choque no aparelho Treton. O agregado utilizado no ensaio de impacto Treton é considerado aceitável para produção de misturas asfálticas, quando apresenta uma perda por impacto Treton (T) menor ou igual a 60% (T 60%). 15 A Figura 1.6 ilustra a amostra do agregado a ser ensaiado, sobre a base do cilindro oco, antes de sofrer os impactos com o martelo do ensaio Treton. Figura Amostra do agregado a ser ensaiado, sobre a base do cilindro oco, antes de sofrer os impactos com o martelo do ensaio Treton

16 16 A Figura 1.7 mostra o cilindro oco, sobre a base de apoio do cilindro oco, e o martelo de 15 Kg utilizado no ensaio de impacto Treton. Figura Cilindro oco, sobre a base de apoio do cilindro oco, e o martelo de 15 Kg utilizado no ensaio de impacto Treton Figura 1.8 ilustra o aspecto de um agregado, na base do cilindro oco de Treton, após o ensaio de impacto de Treton. Observa-se que o agregado foi bastante esmagado em partículas menores após o ensaio de Treton.

17 17 Figura Aspecto de um agregado, na base do cilindro oco de Treton, após o ensaio de impacto de Treton 1.8 Ensaio de adesividade do agregado ao ligante asfáltico Introdução A água pode causar o descolamento da película de ligante asfáltico do agregado, e assim tornar inviável o uso de determinados agregados para fabricação de misturas asfálticas. Os agregados que apresentam o descolamento da película asfáltica são denominados de agregados hidrófilos, e são inviáveis para fabricação de misturas asfálticas. OBS(s). a) Hidro é uma palavra de origem grega que significa água; e b) Filos é uma palavra de origem grega que significa amigo. Os agregados oriundos de rochas tipo quartzito e tipo granito são agregados que requerem atenção, quanto a adesividade a película de ligante asfáltico. Os agregados que apresentam alta adesividade à película asfáltica, mesmo na presença de água, são denominados de agregados hidrofóbicos, e são aceitáveis para fabricação de misturas asfálticas. OBS(s). a) Hidro é uma palavra de origem grega que significa água; e b) Fobia é uma palavra de origem grega que significa medo ou temor.

18 18 O ensaio de adesividade do agregado a película asfáltica é padronizado pela norma ASTM D OBS. ASTM são as iniciais em das palavras inglesas American Society for Testing and Materials Ensaio de adesividade pelo método da ASTM D Basicamente, o ensaio de adesividade do agregado a película asfáltica da ASTM D apresenta os seguintes procedimentos: a) Inicialmente, são preparados corpos-de-prova de uma mistura asfáltica. b) Na sequência, um grupo de corpos-de-prova da mistura asfáltica é rompido por compressão simples, na temperatura ambiente, e determina-se a resistência à compressão média do grupo de corpos-de-prova (RCM). c) Em seguida, um grupo de corpos-de-prova da mistura asfáltica inicial é imerso em água, na temperatura de 50 o C, por 25 horas. d) Após a imersão em água, na temperatura de 50 o C, por 25 horas; Então, o grupo de corpos-de-prova é rompido a compressão simples e determina-se a resistência à compressão média da mistura imersa (RCMI). e) Finalmente, mede-se a relação de perda de resistência à compressão da mistura asfáltica pelo efeito da água pela seguinte equação: RCMI RE RCM (1.4) Em que: RE = relação de perda de resistência pelo efeito da água; RCM = resistência à compressão média da mistura asfáltica não imersa em água (kgf/cm 2 ); e RCMI = resistência à compressão média da mistura asfáltica imersa em água (kgf/cm 2 ) Considerações finais quanto ao ensaio de adesividade pelo método da ASTM D Destaca-se que se a relação de perda de resistência pelo efeito da água (RE) for igual ou superior a 0,75 (RE 0,75); Então, o agregado é considerado aceitável para produção de misturas asfálticas.

19 Ensaio de determinação do índice de forma do agregado Introdução A forma dos agregados influencia nos seguintes aspectos da mistura asfáltica: Influencia na trabalhabilidade da mistura asfáltica; Influencia na resistência ao cisalhamento da mistura asfáltica; e Influencia na energia de compactação para se obter uma mistura asfáltica com certo peso específico. OBS. Trabalhabilidade é uma propriedade que apresenta o material de ser facilmente preparado e aplicado em obras; Assim sendo, quanto maior a trabalhabilidade de uma mistura asfáltica mais facilmente a mistura asfáltica pode ser preparada e aplicada em obras. O ensaio de determinação do índice de forma é padronizado pela norma DNER-ME 086/94. Partículas de pedras britadas, cascalhos e areias de brita tendem a apresentar melhor travamento entre os grãos (ou maior resistência ao cisalhamento), quando estes materiais são compactados, e quanto mais cúbicos forem os grão destes materiais. OBS. Cascalho é o material formado por lascas de pedra e areia, sendo que as partículas do cascalho apresentam dimensões que variam de 2 mm a 20 mm Procedimentos básicos do ensaio de determinação do índice de forma Os procedimentos básicos para realização do ensaio de índice de forma são os seguintes: a) Inicialmente, determina-se o peso da amostra de agregado com base na granulometria do agregado (o peso da amostra varia de 1 Kg a 3 Kg). b) Pesa-se a amostra a ser ensaiada; Então, a amostra é passada por 2 (dois) crivos circulares que têm o aspecto de peneiras. c) Determina-se o peso das partículas da amostra de agregado retidas no crivo I, e determina-se o peso das partículas da amostra de agregado retidas no crivo II. OBS. i) O crivo I é formado por um conjunto de peneiras de aberturas circulares; e ii) O crivo II é formado por um conjunto de peneiras de aberturas circulares. d) Em relação ao peso inicial da amostra, determinam-se as porcentagens, em peso, retidas no crivo I e no crivo II.

20 20 e) Finalmente, o índice de forma do agregado é determinado com base na seguinte equação: P1 2 F (0,5.P ) 100.n Em que: F = índice de forma; P 1 = porcentagem, em peso, do agregado retida no crivo I (%); P 2 = porcentagem, em peso, do agregado retida no crivo II (%); e n = número de frações da granulometria do agregado. (1.5) OBS. O número de frações da granulometria do agregado (n) é tabelado pela norma e varia de 4 a 2, conforme a granulometria do agregado ensaiado. A Figura 1.9 mostra o aspecto do conjunto de peneiras de aberturas circulares, que formam os crivos I e II. Figura Conjunto de peneiras de aberturas circulares, que formam os crivos I e II Considerações finais quanto ao ensaio de índice de forma do agregado O índice de forma do agregado (F) varia de 0,0 a 1,0, sendo que: - Se F = 1,0; Então, o agregado é considerado de ótima cubicidade; e - Se F = 0,0; Então, o agregado é considerado lamelar. O agregado será considerado aceitável para produção de misturas asfálticas quando apresentar índice de forma (F) maior ou igual a 0,5 (F 0,5).

21 A Figura 1.10 mostra uma porção de um agregado considerado de boa cubicidade, ou seja, F 0,5. 21 Figura Uma porção de um agregado considerado de boa cubicidade 1.10 Ensaio de sanidade Introdução Alguns agregados que inicialmente apresentam boas características de resistência podem sofrer desintegração química quando expostos às condições ambientais (chuva, temperatura, radiações do sol e etc.) no pavimento. Determinadas rochas tipo basalto, por exemplo, são suscetíveis (ou aptos) à deterioração química para formação de argilas. No meio rodoviário, existe um ensaio denominado ensaio de sanidade, o qual serve para avaliar se um determinado agregado é quimicamente aceitável ou não aceitável para pavimentação.

22 Características básicas do ensaio de sanidade As principais características do ensaio de sanidade são as que se seguem: a) Inicialmente, uma amostra do agregado é pesada, e colocada em contato com uma solução de sulfato de sódio, ou em contato com uma solução de sulfato de magnésio. b) Durante o contado do agregado com a solução; Então o agregado é atacado pela solução, e o agregado reage quimicamente com a solução. c) O processo de ataque da solução ao agregado se dá através de 5 (cinco) mergulhos de 18 (dezoito) horas da amostra na solução; Sendo que, entre um mergulho e outro, da amostra na solução, a amostra é previamente secada em estufa. OBS. A temperatura da solução onde é mergulhada a amostra deve ser igual a 21 o C. d) Finalmente, após o último mergulho, a amostra é retirada da solução, secada e pesada; Então determina-se a perda de massa por imersão pela seguinte equação. Mi Mf PM Mi.100 (1.6) Em que: PM = perda de massa do agregado (%); Mi = peso inicial da amostra seca (g); e Mf = peso final da amostra seca (g) Considerações finais quanto ao ensaio de sanidade O agregado será considerado aceitável para pavimentação, se após o ensaio de sanidade, o agregado apresentar uma perda de massa menor que 12% (PM < 12%). O ensaio de sanidade é padronizado pela DNER-ME 089/94. A Figura 1.11(a) e (b) ilustra uma amostra de agregado antes e depois do ensaio de sanidade. Observa-se, na Figura 1.11(b), que após o ensaio de sanidade, o agregado se apresenta com rachaduras causadas pelo ataque da solução química.

23 23 Figura Amostra de agregado antes e depois do ensaio de sanidade 1.11 Outros ensaios utilizados no laboratório para caracterizar os agregados utilizados nas misturas asfálticas Dentre os ensaios utilizados para caracterizar os agregados utilizados nas misturas asfálticas, pode-se destacar: a) O ensaio de adesividade miúda ou adesividade de Riedel Weber, que é padronizado pela norma DNER-ME b) O ensaio de determinação da massa específica e massa específica aparente e absorção de água do agregado graúdo, que é padronizado pela norma DNER 081/98. c) O ensaio de determinação da massa específica e massa específica aparente do agregado miúdo, que é padronizado pela norma ABNT NBR - NM52 ou pela norma DNER 084/95. Referências Bibliográficas AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D Standard test method for effects of water on compressive strenght of compactaded bituminous mixtures. USA (Unitend States of America), BALBO, J. T. Pavimentação asfáltica - Materiais, projeto e restauração. São Paulo - SP: Oficina de Textos, p. BAUER, L. A. Materiais de construção civil. 4. ed., Vol. 1. São Paulo - SP: Livros Técnicos e Científicos editora Ltda, p. BERNUCCI, L. B.; MOTA, L. M. G.; CERRATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica - Formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro - RJ: Petrobrás, ou ABEDA (Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos, p. (Bibliografia principal)

24 24 DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER -089/94. Agregados: avaliação da durabilidade pelo emprego de soluções de sulfato de sódio ou de magnésio. Rio de Janeiro, DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER -120/97. Coleta de amostras de agregados. Rio de Janeiro, DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER -035/98. Agregados: determinação da abrasão Los Angeles. Rio de Janeiro, FABBRI, G. T. P. Notas de aulas da disciplina Misturas Betuminosas - STT5830. São Carlos - SP: Escola de Engenharia de São Carlos - USP, FERREIRA, A. B. H. Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa. 2. ed. Rio de Janeiro - RJ: Editora Nova Fronteira, p. INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS - IPR. Estudos e pesquisas de rochas de pedreiras para estabelecimento de critérios de qualidade frente às normas e procedimentos existentes e sua aceitação. Relatório Final. ECL - Engenharia, Consultoria e Economia S. A.. Rio de Janeiro, MARQUES, G. L. O. Procedimentos de avaliação e caracterização de agregados minerais usados na pavimentação asfáltica. Seminario de qualificação ao doutoramento - Coordenação de Programas de Pós-graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, ROBERTS, F. L.; KANDHAL, P. S.; BROWN, E. R.; LEE, D-Y; KENNEDY, T. W. Hot mix asphalt materials, mixture design and construction. 2. ed. Lanham, Maryland: Napa Research and Education Foundation, SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 1. São Paulo - SP: Pini, p. VIANA, H. M. F. Foto da instalação de britagem Bandeirantes e da usina de asfalto em São Carlos - SP. São Carlos - SP