estudo de caso asfalto capitulo 4

7/26/2019 Estudo de Caso Asfalto Capitulo 4

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4. ESTUDOS DE CASOS

4.1 INTRODUO

Os dois casos de aplicao prtica do BBTM estudados neste captulo correspondem

s obras de restaurao de duas rodovias de trfego pesado e rpido, cuja

administrao concedida a empresas privadas.

Uma das rodovias francesa (Autoroute A6), cujo revestimento adotado foi o BBTM

0/6, executado em uma camada com 25 mm de espessura. A segunda rodovia

brasileira, a Rodovia Presidente Castelo Branco (SP 280), situada no estado de So

Paulo, sendo o BBTM 0/10 o revestimento asfltico escolhido para a camada de

rolamento.

Neste captulo so apresentados os ensaios de laboratrio, o acompanhamento da

produo, da execuo e dos ensaios de controle tecnolgico realizados aps aaplicao da camada de BBTM em cada rodovia.

4.2 ACOMPANHAMENTO DA RESTAURAO DO REVESTIMENTO DA AUTO-

ESTRADA A6 (PARIS-LYON) EM BBTM 0/6

Durante o seu estgio de doutorado na Frana e a sua estada no LRPC (LaboratoireRginal des Ponts et Chausses) da cidade de Autun, a doutoranda teve a

oportunidade de acompanhar os trabalhos de restaurao de um trecho com extenso

de 13 km da Auto-estrada A6 (Paris-Lyon), situada entre as cidades de Villefranche e

Belleville, sentido Lyon-Paris. Esta uma rodovia concedida e est sob a

administrao da empresa Autoroutes Paris Rhin Rhne (APRR), cuja camada de

rolamento atual (concreto asfltico drenante) foi substituda por uma camada de 25

mm de BBTM 0/6. O responsvel pelas obras de restaurao grupo APPIA


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Revillon/GERLAND Savoie-Lma e o controle externo (fiscalizao contratada pela

APRR) representado pelo LRPC de Autun.

O trabalho foi dividido em duas etapas: diretamente na obra, acompanhando a

execuo da camada de BBTM 0/6 e em laboratrio (LRPC de Autun). Portanto, a

descrio das atividades parte dos trabalhos em laboratrio e em seguida em campo.

Isto se deve ao fato de que a dosagem do BBTM 0/6 j foi previamente determinada

e no momento da execuo ela foi testada por meio da avaliao de um trecho

experimental e, simultaneamente, em laboratrio, foi feita a verificao da dosagem

por meio dos ensaios prescritos na norma XP P 98-137 (2001).

Depois da verificao da dosagem do BBTM 0/6 foram fabricadas placas no LRPC

de Autun, utilizando dois modos de compactao. Alm da fabricao em laboratrio

extraiu-se uma placa de BBTM 0/6 do campo. A fabricao e a extrao das placas

tm o objetivo de avaliar a textura obtida em laboratrio em relao de campo. Para

tanto, j no LCPC de Nantes, foram feitas avaliaes da textura superficial de todas

as placas. Estas avaliaes foram feitas por meio do Mtodo da Mancha de Areia e

com o auxlio de estaes de medida com raio laser (avaliao ptica - sem contato).

4.2.1 HISTRICO DO TRECHO

A auto-estrada A6 uma das rodovias mais movimentadas da Frana com 47.000

veculos de passeio/dia e 12.704 caminhes/dia (dados de 2001), classificando-a, em

termos de dimensionamento, como uma rodovia de trfego muito elevado. Este fato

exige um controle constante do nvel e da qualidade dos servios oferecidos,

sobretudo do ponto de vista da segurana e do conforto dos usurios, onde a camada

de rolamento tem uma contribuio fundamental.

A deciso de restaurar esta rodovia foi tomada aps um estudo de manuteno

minucioso, do qual fizeram parte vrias campanhas de ensaios, tais como medidas de

deflexes e extrao de corpos-de-prova (determinao da densidade, composio da


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mistura asfltica, caracterizao do ligante recuperado), determinao de

propriedades da superfcie, como a avaliao contnua da macrotextura (Rugolaser),

da aderncia (medida do coeficiente de atrito transversal a 60 km/h, peloequipamento SCRIM), das degradaes da superfcie (avaliaes visuais), de

deformaes transversais (avaliao ptica das deformaes equipamento Pallas) e

longitudinais (medidas da irregularidade superficial com o equipamento APL).

O histrico de manuteno da rodovia divide o trecho (km421 a km409) em duas

sees:

421 a 415+800 mm:1976 80 mm de BBSG (Bton bitumineux semi grenu Concreto Asfltico

Espesso);

1983 40 mm de BBM (Bton Bitumineux Mince Concreto Asfltico

Delgado);

1987 e 1988 40 mm de BBM (Bton Bitumineux Mince Concreto

Asfltico Delgado) Rugosit;

1991 40 a 50 mm de BBDr (Bton Bitumineux Drainant Concreto

Asfltico Drenante BBDr 0/14).

415+800 mm a 409:

1976 80 mm de BBSG (Bton bitumineux semi grenu ouConcreto Asfltico

Espesso);

1985 40 mm de BBM (Bton Bitumineux Mince Concreto Asfltico

Delgado) denominado Salviasable;

1991 40 a 50 mm de BBDr (Bton Bitumineux Drainant Concreto

Asfltico Drenante BBDr 0/14).

A partir do histrico de restauraes verifica-se que a camada de rolamento existente

composta por um revestimento asfltico drenante (BBDr) de graduao 0/14mm e

com espessuras variando entre 40 e 50 mm, que apesar do trfego intenso

permaneceu em operao por 14 anos.


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No caso da rodovia A6, foram feitos trs estudos de manuteno, o primeiro em

1999, o segundo em 2002 (medidas de irregularidade longitudinal equipamento

APL) e o terceiro em 2003.

De acordo com os resultados do estudo de auscultao, o pavimento preserva toda a

sua integridade estrutural. O estudo de manuteno feito pelo LRPC de Autun em

2003 concluiu que era necessrio mudar a camada de rolamento, sendo aconselhvel

retirar a camada de revestimento drenante existente (BBDr 0/14). O revestimento

drenante no mais atendia s demandas do pavimento, devido ao envelhecimento do

ligante asfltico, da colmatao dos vazios comunicantes, do incio do processo dedesagregao e, sobretudo, devido ao fato que a infiltrao da gua atravs da

camada drenante estava acarretando o comprometimento da estrutura como um todo,

que no estava mais impermeabilizada na camada subjacente ao BBDr.

Uma outra recomendao do estudo feito pelo LRPC de Autun a reparao das

trincas transversais e das juntas longitudinais de construo e, em seguida, aplicar

um concreto asfltico delgado (BBM Bton Bitumineux Mince).

4.2.2 SOLUO DE RESTAURAO BBTM 0/6

A soluo de restaurao adotada pela concessionria APRR (Autoroutes Paris Rhin

Rhne), referente mistura asfltica para a camada de rolamento, foi um BBTM 0/6

aplicado em 25 mm de espessura.

Aps a deciso da empresa APRR, o construtor props um produto da empresa

APPIA, oMicrophone, um BBTM 0/6 aplicado em espessuras variando entre 20 e 30

mm, capaz de garantir excelentes nveis de aderncia (coeficiente de atrito

transversal e longitudinal), graas aos vrios pontos de contato entre o pneu e o

pavimento. Alm disso, os nveis de rudo so bem menores queles obtidos com o

BBDr 0/14.


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Para a aceitao do produto da APPIA, este deveria possuir todas as propriedades

determinadas na norma XP 98-137 (2001), confirmando os critrios de dosagem

referentes a um BBTM 0/6 classe 1.

De acordo com as exigncias do edital (CCTP - Cahier des Clauses Techniques

Particulires du marche Caderno de Clusulas Tcnicas Particulares do Contrato),

o construtor deve executar um trecho de experimental antes do incio das obras. A

construo desse trecho tem o objetivo de verificar se a dosagem satisfaz os

parmetros exigidos pelas especificaes em termos de textura, espessura e adeso

entre as camadas.

A aceitao definitiva da dosagem feita aps a avaliao do trecho experimental e

tambm valida o procedimento de execuo. A execuo do trecho experimental

deve ser feita nas mesmas condies da obra propriamente dita, com os mesmos

equipamentos, camadas de ligao e misturas asflticas, no mesmo ritmo previsto

para a obra.

A avaliao da macrotextura feita pelo Mtodo da Mancha de Areia; realizada a

extrao de corpos-de-prova para verificar a adeso entre as camadas de

revestimento novo e subjacente e para comprovar a espessura; finalmente coletam-se

amostras da mistura asfltica para verificar a sua composio (teor de ligante e

granulometria posteriormente em laboratrio). Estes so os ensaios de controle

realizados no mximo meio dia aps a execuo da camada.

4.2.3 MATERIAIS

Para a composio do BBTM foram utilizados agregados da frao 4/6 e da frao

0/2 provenientes da Jazida Ig, ambos de origem grantica porfirtica. O fler de

origem calcria e proveniente da Jazida de St Hilaire de Brens. O ligante utilizado, o

Biprne 83R, um ligante modificado por 4% do polmero SBS (Estireno-

Butadieno-Estireno).


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A partir de amostras coletadas no ptio de estocagem da usina de asfalto onde foi

produzido o BBTM, foi feito um ensaio de granulometria para a recomposio da

curva granulomtrica do BBTM e posterior verificao da dosagem. A granulometriade cada frao encontra-se na Tabela 4.1

Tabela 4.1 Granulometria dos agregados

% Passante

Frao 4/6 Frao 0/2 FlerAbertura das Peneiras

(mm) Ig Ig St Hilaire de Brens10,0 100,0 100,0 100,0

8,0 99,6 100,0 100,06,3 80,0 100,0 100,0

5,0 29,0 100,0 100,0

4,0 9,2 97,2 100,0

2,0 3,2 84,8 100,0

1,0 2,4 69,7 100,0

0,5 2,1 45,2 100,0

0,32 2,1 35,3 100,0

0,25 2,1 30,6 100,00,125 2,1 20,8 96,0

0,080 2,1 15,4 86,3

0,063 1,5 13,8 77,6

Tambm foi determinada a massa especfica dos agregados, segundo o mtodo de

ensaio da norma NF P 18-559 (1992). Para a realizao do ensaio foram preparadas

amostras de 500 g da frao 0/2 e de 800 g da frao 4/6, ambas secas em estufa na

vspera do ensaio.

O leo de parafina utilizado por ter uma viscosidade prxima do ligante asfltico

na fase de mistura com os agregados. Assim, se os agregados apresentarem uma certa

porosidade, os vazios externos acessveis ao ligante tambm o sero parafina. Neste

mtodo no se leva em conta a porosidade, seja ela acessvel ou no ao ligante, nos

clculos para a determinao da massa especfica dos agregados.


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Cada amostra separada para fazer trs determinaes. Os picnmetros e suas

respectivas rolhas so pesados vazios (Figuras 4.1 e 4.2). Em seguida os picnmetros

so preenchidos por leo de parafina (em torno de 1 litro) a 20C (Figura 4.3), depoisse pesa o conjunto picnmetro+leo de parafina (Figura 4.4). O preenchimento dos

picnmetros e as pesagens devem ser feitas em ambiente climatizado, a uma

temperatura de 20C.

As amostras so introduzidas, cuidadosamente, nos picnmetros contento leo de

parafina, de forma a produzir o mnimo de bolhas neste procedimento, sendo em

seguida removidas as bolhas de ar aprisionadas por agitao aps a pesagem doconjunto picnmetro+leo de parafina+amostra (Figura 4.5).

Figura 4.1 Picnmetros vazios Figura 4.2 Pesagem dopicnmetros com suas rolhas


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Figura 4.3 leo de

parafinaFigura 4.4 Pesagem do

picnmetro+parafinaFigura 4.5 Pesagem do

picnmetro+parafina+amostra

A etapa seguinte consiste em eliminar as bolhas, que mesmo aps a agitao ainda se

encontram aprisionadas, por meio da induo ao vcuo. Os picnmetros so

colocados em uma redoma de vidro (cmara de vcuo) onde so submetidos a uma

presso residual de 47kPa durante 2 horas (Figura 4.6).

Passadas 2 horas, os picnmetros so retirados da redoma de vidro para uma novaagitao e eliminao das bolhas com uma esptula, devendo-se repetir este ltimo

processo por pelo menos mais trs vezes. Em seguida os picnmetros so deixados

em repouso por um perodo de 4 a 6h.

A etapa final corresponde ao completo preenchimento dos picnmetros seguidos da

ltima pesagem (Figura 4.7).


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Figura 4.6 Redoma de vidro com

presso residual de 47kPaFigura 4.7 ltima pesagem

O clculo da massa especfica (MVRg) feito pela expresso:

amostra

amostra

V

MMVRg= (4.1)

onde:

Mamostra= M2 M1M1: massa do conjunto picnmetro+leo de parafina (g)

M2: massa do conjunto picnmetro+leo de parafina+amostra (g)

picnmetroamostra

leo

MMMV

=

3

Vleo: Volume do leo de parafina (cm3)

M3: massa do conjunto picnmetro+leo de parafina+amostra aps a cmarade vcuo (g)

Mpicnmetro: massa do picnmetro vazio (g)

leopicnmetroamostra VVV =

Vamostra: Volume da amostra (cm3)

Vpicnmetro: Volume do picnmetro (cm3)

Os resultados de massa especfica obtidos so de 2,666 g/cm

3

para a frao 0/2 e2,669 g/cm3para a frao 4/6. A proximidade dos valores era esperada devido ao


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fato das duas fraes serem originadas da mesma jazida, tendo, portanto, a mesma

natureza mineralgica.

4.2.4 VERIFICAO DA DOSAGEM

A verificao da dosagem consiste em realizar os ensaios que fazem parte da prova

de dosagem recomendada pelo Manual de Dosagem LPC para Misturas Asflticas a

Quente (Thme de recherche CH-15 Formulation des enrobs chaud). A prova

de dosagem depende da utilizao (posio da camada no pavimento, espessura), dotipo de mistura e das solicitaes. A prova de dosagem dividida em verificao,

adaptao e nova dosagem, sendo os ensaios agrupados em quatro nveis de

dosagem. Pode-se tambm executar ensaios complementares para enriquecer o

conhecimento sobre as misturas asflticas em aplicaes mais especficas.

O estudo de dosagem para os revestimentos delgados ou muito delgados, que no

tm nenhuma contribuio estrutural para o pavimento, tais como o BBTM, consiste

em realizar apenas os ensaios que fazem parte dos nveis 1 e 2, isto , a realizao

dos ensaios com a PCG (Prensa de Compactao a Cisalhamento Giratrio), o Ensaio

Duriez e a Avaliao da Deformao Permanente.

A verificao da dosagem proposta pela construtora do trecho foi feita no laboratrio

do LRPC de Autun, respeitando as mesmas propores de cada frao de agregado

(Tabelas 4.2 e 4.3), tanto para o primeiro trecho experimental quanto para o segundo.

As curvas com as distribuies granulomtricas de cada composio encontram-se na

Figura 4.8.


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Tabela 4.2 Proporo de cada frao de agregado na composio do BBTM 0/6 do

primeiro trecho experimental

Frao do agregado Proporo em massa (%)4/6 74,0

0/2 23,5

Fler 2,5

Tabela 4.3 Proporo de cada frao de agregado na composio do BBTM 0/6 do

segundo trecho experimental

Frao do agregado Proporo em massa (%)

4/6 72,0

0/2 25,5

Fler 2,5

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,010 0,100 1,000 10,000

Abertura das Peneiras (mm)

%p

assante

Recomposio do Primeiro Trecho ExperimentalAPPIA

Recomposio do Segundo Trecho Experimental

Recomposio BBTM 0/6 no LRPC AUTUN

1o e 2o Trecho Experimental

Figura 4.8 Curvas granulomtricas da recomposio dos trechos experimentais de

BBTM 0/6 (Auto-estrada A6)


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Segundo a XP P 98-137 (2001), para o BBTM 0/6, o mdulo de riqueza K deve ser

superior ou igual a 3,5. Para as duas misturas de BBTM foi adotado o mesmo teor de

ligante de 5,8%, sendo K = 3,64 para a mistura do primeiro trecho experimental eK=3,61 para o segundo trecho, seguindo o procedimento adotado no LCPC para o

clculo do teor inicial a ser testado.

Uma vez que as misturas j foram recompostas, parte-se para a produo em

laboratrio e realizao dos ensaios de verificao da dosagem.

Produo das Misturas em Laboratrio

As duas misturas foram produzidas na temperatura determinada pelo fornecedor do

ligante asfltico, isto , 180C para o Biprne 83R. O mtodo de fabricao seguiu as

recomendaes da norma NF P 98-250-1 (1992), utilizando-se um misturador do tipo

BBMAX 25 com capacidade de 25 kg (Figura 4.9).

Figura 4.9 Mistura de BBTM 0/6 pronta dentro do misturados BBMAX 25

BBTM 0/6


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Massa especfica da mistura de BBTM 0/6 (Mtodo Volumtrico)

A massa especfica da mistura foi determinada utilizando-se amostras coletadas da

vibroacabadora (3 amostras) e outras produzidas em laboratrio (2 amostras). O

ensaio foi realizado em uma sala climatizada a 20 C.

O mtodo de ensaio segue a norma NF EN 12697-5 (2003). A massa das amostras

(expressa em gramas) determinada em funo do dimetro mximo (D) dos

agregados, sendo numericamente igual a 50 vezes D e deve ser superior a 250 g. Para

o BBTM 0/6, as amostras tiveram massas iguais a 300 g (50 x 6).

Inicialmente a mistura aquecida a uma temperatura que no ultrapasse 110C,

depois desagregada manualmente com o auxlio de uma esptula, desfazendo-se os

grumos. Para reduzir ao mximo os grumos, a mistura passada nas peneiras de

abertura 5 e 6 mm.

No mtodo volumtrico, o volume da amostra medido pelo deslocamento da gua

destilada (utilizada neste ensaio) ou de um solvente quando a amostra depositada

dentro de um picnmetro de volume conhecido. O picnmetro deve ser pesado com a

sua rolha capilar.

Uma vez desagregada, a amostra introduzida no picnmetro e o conjunto

picnmetro+amostra pesado. A gua posta dentro do picnmetro at que atinja

aproximadamente 30 cm abaixo da marca de referncia da rolha capilar (Figura

4.10), pode-se ainda adicionar algumas gotas de um agente dispersante.

Para eliminar as bolhas de ar, os picnmetros so agitados e em seguida submetidos a

uma presso residual de 4 kPa, ficando dentro de uma redoma de vidro (cmara de

vcuo similar quela mostrada na Figura 4.6) durante 15 minutos. Aps este perodo

na cmara de vcuo os picnmetros so preenchidos por gua destilada at a marca

de referncia da rolha capilar (Figura 4.11).


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Figura 4.10 Preenchimento dos

picnmetros at 30 cm abaixo da marca dereferncia da rolha capilar

Figura 4.11 Preenchimento dospicnmetros at a marca de referncia

da rolha capilar

A recomendao da norma NF EN 12697-5 (2003) de submeter cada picnmetro a

um banho com temperatura uniforme durante pelo menos 30 minutos, de forma que a

amostra atinja a temperatura da gua. Entretanto, no caso das amostras analisadas,

esta etapa foi suprimida e os picnmetros apenas ficaram em repouso, pois a sala

onde o ensaio estava sendo realizado j estava climatizada a 20C.

Passado o perodo de repouso o conjunto picnmetro+amostra+gua destilada foi

pesado pela ltima vez.

A massa especfica real da mistura (mv) calculada pela expresso abaixo:

w

mv mmxVp

mm

23

12

1000

= (4.2)

onde:

m1 : massa do picnmetro vazio (g);

m2: massa do conjunto picnmetro+amostra (g);

m1- m2: massa da amostra (g);

m3: massa do conjunto picnmetro+amostra+gua destilada a 20C (g);


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m2- m3 : massa de gua destilada (g);

Vp : volume do picnmetro (cm3);

w: massa especfica da gua destilada (0,998 g/cm3).

Para as amostras coletadas na vibroacabadora obteve-se uma massa especfica mdia

de 2,447 g/cm3e para as amostras da mistura fabricada em laboratrio 2,443 g/cm3.

Estes resultados so julgados como muito prximos, cujo desvio no

representativo, validando a mistura utilizada na obra.

Prensa de Compactao a Cisalhamento Giratrio (PCG)

A evoluo da porcentagem de vazios das misturas asflticas em funo da

compactao pode ser determinada pelo ensaio na PCG, que corresponde ao primeiro

ensaio do Nvel 1 da verificao da dosagem, cujo procedimento consta na norma NF

98 252 (1999).

Para o BBTM extremamente difcil, por vezes impossvel, medir a porcentagem de

vazios de uma camada to delgada com uma preciso aceitvel. Portanto, atribui-se

PCG a funo de estimar uma ordem de grandeza do grau de compactao para o

BBTM. Distinguem-se os tipos de BBTM pela porcentagem de vazios, classificando-

o em classe 1 (BBTM tradicional) e classe 2 (com porosidade mais elevada).

Aps produo, a mistura posta dentro dos moldes metlicos com 150 mm de

dimetro, j que foi utilizada uma PCG 2 (segunda gerao). O molde com a mistura

colocado na prensa e submetido a uma baixa acelerao at atingir a velocidade

de ensaio de 30 rpm. O ngulo de inclinao adotado para o ensaio de 1.

Durante o ensaio foram registradas a fora axial, a velocidade de rotao e a altura

dos corpos-de-prova em funo do nmero de giros. As medidas foram feitas 1, 2,

3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 80, 100, 150 e 200 giros.


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A partir dos resultados do ensaio com a PCG2, aps 25 giros, obteve-se uma

porcentagem de vazios de 20,6% (superior ao limite mximo permitido pela norma)

para a mistura do primeiro trecho experimental, o que foi confirmado por umamacrotextura muito rugosa no ensaio de mancha de areia realizado em campo. Para a

mistura do segundo trecho experimental - cuja proporo da frao 4/6 foi reduzida,

acrescentando 2% na proporo da frao 0/2 - a porcentagem de vazios foi de 19%,

atendendo ao limite estabelecido pela norma para um BBTM 0/6 classe 1 (12 a 20%).

A evoluo da porcentagem de vazios em funo do nmero de giros de cada mistura

mostrada no grfico da Figura 4.12.

Compactao PCG 2 Auto-estrada A6

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

1 10 100 1000Nmero de Giros

%v

azios

Primeiro Trecho ExperimentalSegundo trecho Experimental

Figura 4.12 Compactao PCG2 das misturas de BBTM 0/6 dos trechos

experimentais da Auto-estrada A6


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Ensaio Duriez

O Ensaio Duriez o segundo ensaio do Nvel 1. Este ensaio permite determinar oefeito da umidade na durabilidade das misturas. Esta sensibilidade umidade

expressa pela relao entre resistncia compresso simples dos corpos-de-prova

sem imerso (R) e aps sete dias de imerso em gua (r), isto , r/R (NF P 98 251-1,

2002), que expressa a perda de resistncia aps o condicionamento.

As Figuras 4.13 e 4.14 mostram os corpos-de-prova sem e com imerso,

respectivamente.

Figura 4.13 Corpos-de-provaconservados sem imerso

(18 C e 50% umidade relativa do ar)

Figura 4.14 Corpos-de-prova imersos emgua (18 C) por 7 dias

Passados os sete dias, os corpos-de-prova foram rompidos (conservados e no

conservados em imerso) compresso simples a velocidade de 1 mm/s (Figuras

4.15 e 4.16). Mediu-se ento, a resistncia mxima de cada corpo-de-prova e

calculou-se a perda de resistncia com a presena da gua.


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Figura 4.15 Rompimento por

compresso simplesFigura 4.16 Corpos-de-prova

aps o rompimento

A resistncia dos corpos-de-prova sem imerso (R) foi igual a 7,2 MPa e com

imerso (r) igual a 6,7 MPa, resultando em uma relao r/R de 0,93. A massa

especfica foi de 2,235 g/cm3e uma compacidade mdia (91%) superior que aquela

obtida a 25 giros da PCG (81%). Este ltimo resultado j era esperado, pois o modo

de compactao dos corpos-de-prova muito diferente. Portanto, desconsidera-se aporcentagem de vazios obtida no Ensaio Duriez em detrimento porcentagem da

PCG, pois considerada muito mais representativa daquela que realmente ocorrer

em campo.

Segundo a norma XP P 98-137 (2001), o BBTM 0/6 deve apresentar uma relao r/R

de no mnimo 0,8. Como a relao obtida para a mistura avaliada foi de 0,91, ela

satisfatria do ponto de vista de resistncia ao descolamento do filme de ligante

asfltico pela ao da umidade.

Deformao Permanente e Evoluo da Macrotextura

O ensaio de avaliao da resistncia deformao permanente foi realizado com a

ajuda do Simulador de Trfego LPC do LRPC de Autun. Como o BBTM aplicado


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em campo em uma espessura de 20 a 30 mm, a espessura adotada para a placa de

50 mm.

Em campo, a compactao da camada de BBTM 0/6 feita por um rolo compactador

tandem liso, sem vibrao. Portanto, comum utilizar um cilindro liso envolvendo o

pneu para a compactao em laboratrio. Entretanto, para seguir a metodologia de

compactao empregada no LRPC de Autun, as placas foram compactadas apenas

com o pneu.

A folha de compactao referente ao procedimento de compactao do BBTM 0/6encontra-se na Tabela 4.4, utilizando-se uma seqncia de passagens para trfego

leve.

Tabela 4.4 Folha de compactao BBTM 0/6 Trfego leve (LRPC de Autun)

Av Ar C Presso pneu (bar) Presso eixo (bar) Posio eixo

1 1 0,6 bloqueado1 1 0,6 bloqueado



2 3 1,2 livre2 3 1,2 livre

4 1 3 1,2 livre4 3 1,2 livre

2 3 1,2 livre2 3 1,2 livre

2 3 1,2 livre

1 3 1,2 livre1 3 1,2 bloqueado



Av : Avant- Para frenteAr : Arirre- Para trsC : Centre - Centro

Aps a compactao na mesa compactadora (Figura 4.17), as placas ainda nosmoldes foram colocadas aos pares no Simulador de Trfego LPC (Figura 4.18) e


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submetidas temperatura de ensaio (60C). Na Figura 4.19 encontram-se as placas

aps o ensaio.

Figura 4.17 Mesa

Compactadora(LRPC de Autun)

Figura 4.18 Simulador de

Trfego (LRPC de Autun)

Figura 4.19 Placas aps

3.000 ciclos BBTM 0/6(Auto-estrada A6)

Aps o ensaio, o BBTM 0/6 apresentou uma porcentagem mdia de deformao aos

3000 ciclos de 3,7% inferior ao limite mximo de 20% estabelecido pela norma. Esta

mistura mostrou-se praticamente insensvel s condies do ensaio de deformao

permanente, devido principalmente utilizao de um ligante asfltico modificado

por polmero e ao elevado volume de vazios, confirmado pelas curvas contidas no

grfico da Figura 4.20.

Deformao Permanente BBTM 0/6 Auto-estrada A6

1,00

10,00

100,00

1 10 100 1000 10000

Nmero de Ciclos

%deafund

amento

Placa 1Placa2

Deformao Mdia

Figura 4.20 Porcentagem de afundamento do BBTM 0/6 (Auto-estrada A6)


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104

Durante o ensaio e sob o efeito das solicitaes foram percebidos pontos de

arrancamento dos agregados que podem alterar as medidas, mas sem influncia no

resultado final, haja vista os baixos nveis de deformao.

A partir do ensaio de deformao permanente tambm foi possvel avaliar a evoluo

da macrotextura da superfcie das placas, medindo a altura mdia de areia (HS) por

meio do Mtodo da Mancha de Areia, antes (Figura 4.21) e aps o ensaio (Figura

4.22).

Figura 4.21 Mancha de areia antes doincio do ensaio de deformao

permanente (BBTM 0/6 Auto-estrada A6)

Figura 4.22 Mancha de areia aps 3.000ciclos no Simulador de Trfego(BBTM 0/6 Auto-estrada A6)

Aps medir HSinicial (1,5 mm) e HSfinal (1,0 mm) pde-se calcular a perda de

macrotextura ao final do ensaio, obtendo-se uma perda de 35%, ou seja, uma reduo

inferior ao valor limite admitido de 50%.

4.2.5 PRODUO

O BBTM 0/6 foi produzido numa usina de asfalto de modo contnuo (Drum-Mixer),

onde o tambor-secador tambm misturador (TSM Tambour Scheur Malaxeur)

21 (dimetro do tambor 2,10 m), de fluxo paralelo com uma capacidade de 260 t/h,

automatizada, produzida pela empresa francesa ERMONT. As TSM de fluxo

paralelo so usinas em que o deslocamento do gs no interior do tambor secador se

faz paralelamente ao sentido de movimento dos agregados.


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105

O tempo mdio de mistura para a massa de carga de cada caminho foi de

aproximadamente 5 minutos no tambor. A usina foi instalada na Aire de Dreac

(Figura 4.23) cedida pela prefeitura do municpio de Belleville.

Figura 4.23 rea da usina de asfalto

A instalao desse tipo de usina de asfalto se faz normalmente em meio dia. A

calibrao e outras aferies com os demais equipamentos em campo necessitam de

1 a 2 dias. O modo de produo contnuo o mais adaptado a obras de vultos

variados e principalmente para um grande volume de produo, quando se desejarealizar um nico tipo de mistura asfltica.

Vale ressaltar que se a umidade dos agregados registrada no programa da usina no

estiver de acordo com a umidade real dos agregados podem ocorrer desvios ou

grandes variaes na composio (perodos chuvosos, estoque bem ou mal drenado),

isto tambm pode provocar porcentagens incorretas na dosagem do ligante asfltico.

Cada frao de agregado estocada em correias de estocagem abaixo das quais

encontram-se tapetes rolantes ou esteiras de pr-dosagem, dosagem ponderal para as

areias (neste caso 15% de finos na areia), de forma a evitar eventuais variaes no

escoamento da areia (Figuras 4.24 e 4.25).


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106

Silos de

a re ados Correias

Filtro de finos

Tambor secador

Figura 4.24 Correias transportadorasque leva os agregados do silo ao tambor

de secagem

Figura 4.25 Introduo dos agregadosno tambor secador

A pr-dosagem de todos os agregados consiste em introduzi-los no tambor na

proporo determinada na composio da mistura durante a fabricao. A quantidade

de agregado que sai dos silos e cai sobre as correias transportadoras controlada por

central de informtica em uma cabine de comando, de onde possvel acompanhar

constantemente o desempenho da usina. A dosagem dos agregados grados

volumtrica e das areias ponderal.

Cada central possui sua capacidade mxima (t/h), a partir da qual so feitas a

calibrao da usina e as dosagens (dados do construtor em funo de uma umidade

mdia entre 3 e 5% dos agregados e para uma determinada presso atmosfrica).

Os extratores so controlados vrias vezes ao dia e os resultados so comparados

com a capacidade de produo determinada para a jornada. Se os desvios ou as

tendncias no estiverem de acordo com a capacidade determinada, necessriomudar a capacidade e recomear a calibrao.

A calibrao da usina para a produo do BBTM 0/6 ocorreu nos dias 15 e 16 de

setembro de 2005.

A entrada do tambor corresponde zona de combusto e secagem dos agregados,

com o auxlio de uma chama (Figura 4.26). Em seguida, encontra-se a fase deaquecimento, eventualmente a entrada de material reciclado, a fase de mistura, a


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107

sada de gs, a entrada do ligante asfltico, dos finos e finalmente a sada da mistura

pronta (Figura 4.27).

Figura 4.26 Parte do tambor ondeacontece o incio da secagem dos

agregados

Figura 4.27 Parte do tambor onde osagregados so aquecidos e em seguida

misturados ao ligante asfltico

Uma vez que a mistura est pronta, ela transportada por um elevador de canecas at

o silo de estocagem, tambm chamado de anti-segregao (Figura 4.28). Dentro

deste silo existem paletas que provocam o tombamento da mistura mantendo a sua

homogeneidade antes de ser descarregado nos caminhes. O tipo de caminhotransportador da mistura asfltica pode ser visto na Figura 4.29.

Elevador

Silo deestocagem

Silo deestocagem

Figura 4.28 Silo anti-segregao

(estocagem)Figura 4.29 Carregamento dos caminhes

Depois de carregados os caminhes so pesados (Figura 4.30) e em seguida saem em

direo obra (Figura 4.31).


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Figura 4.30 Pesagem dos caminhes Figure 4.31 Chegada dos caminhesna obra

No gerenciamento da obra necessrio sincronizar o tempo de aplicao da mistura

pela vibroacabadora velocidade de produo na usina e ao tempo de transporte.

Esta sincronia importante para evitar pausas na produo na usina e na execuo da

camada, j que toda pausa da vibroacabadora se apresenta como um defeito que

causa irregularidade e heterogeneidade na compactao, prejudiciais boa qualidade

dos servios.

Durante a produo do BBTM 0/6, as medidas de rudo e de emisses de gases na

usina foram realizadas, de tal forma que se verificasse a conformidade da usina em

relao regulamentao francesa sobre os riscos de poluio na instalao de

usinas.

4.2.6 EXECUO

O incio da obra se deu com a fresagem do revestimento drenante existente (BBDr

0/14), com uma fresagem geral de 50 mm e pontual de 60 mm (Figura 4.32). A

Figura 4.33 mostra o aspecto superficial do revestimento existente e o estado de

colmatao em que se encontrava, constatado pelo acmulo de gua no orifcio

realizado no revestimento.


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109

Figura 4.32 Fresagem Figura 4.33 Camada de BBDr 0/14

existente

As fresadoras utilizadas (2000 TECHNOVIA) possuem um grande nmero de dentes

e por isso a superfcie fresada bem regular, evitando o descolamento dos agregados

das camadas inferiores de BBM (Bton Bitumineux Mince) ou de BBSG (Bton

Bitumineux Semi Grenu).

Reparao de Trincas Longitudinais e Transversais

Aps a fresagem geral de 50 mm, iniciou-se a reparao das trincas longitudinais e

transversais segundo a tcnica descrita a seguir.

A reparao das trincas longitudinais entre as pistas central e rpida, provavelmente

ocasionadas por um alargamento para a construo da terceira pista, foi feita por:

Uma nova fresagem de 1 m de largura e 50 mm de espessura;

Aplicao de uma geogrelha tipo Rotaflex 838 (Figuras 4.34 e 4.35) aps a

execuo de uma camada de ligao com uma emulso modificada por

polmero elastomrico para garantir a impregnao da geogrelha;

Execuo de uma camada de 50 mm de BBSG 0/10 por uma vibroacabadora

com um dispositivo especial de espalhamento (Figura 4.36 e 4.37).


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110

Figura 4.34 Geogrelha aplicada ao longo

da trinca longitudinalFigura 4.35 Detalhe da geogrelha

Figura 4.36 Aplicao doBBSG 0/10 sobre a geogrelha

Figura 4.37 Compactao do BBSG 0/10

Para o tratamento das trincas transversais situadas na pista esquerda, foi utilizado o

mesmo procedimento empregado para as trincas longitudinais. Desta formaexecutou-se a fresagem de 1 m de largura, mas com uma profundidade maior que a

das trincas longitudinais, variando entre 90 e 150 mm.

A geogrelha foi aplicada sobre uma camada de ligao dosada com elevada taxa de

emulso modificada por polmeros para garantir uma perfeita adeso com a mesma

formando uma barreira reflexo das trincas. Em seguida executou-se uma camada

degrave bitume0/14 classe 4.


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A aplicao direta de um BBTM sobre um GB (Grave Bitume) 0/14 classe 4 no

representa nenhum problema, pois este GB rico em ligante asfltico e origina uma

mistura asfltica densa e impermevel, assegurando um bom suporte para o BBTM.

Pintura de Ligao

Para a pintura de ligao foram utilizadas duas tcnicas. Uma para os locais pouco

trafegados, como o acostamento e os refgios de superlargura e outra para as pistas

de trfego rpido, central e lenta.

Para o acostamento escolheu-se uma pintura de ligao com salgamento (Figura

4.38), isto , uma camada de emulso modificada por polmero (ECR65) a uma taxa

de 450 g/m2sobre a qual foram aplicados agregados de frao 4/6 mm TARMAC,

cuja dosagem foi fixada em aproximadamente 2 l/m2. O salgamento (leve) impede

que a emulso cole nos pneus dos caminhes.

Figura 4.38 Pintura de ligao com salgamento no acostamento(emulso modificada + agregados na frao 4/6 mm)

Sobre as trs pistas foi aplicada uma camada de ECF (Enrob Coul Froid- mistura

asfltica a frio). O ECF composto por areia na frao 0/4 Ig, fibras de vidro,

emulso e cimento, os quais so misturados dentro de um caminho especial de

espalhamento (Figura 4.39). O aspecto do ECF pode ser visualizado na Figura 4.40.


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112

ECF

Figura 4.39 Caminho com o misturadore aplicador do ECF

(mistura asfltica a frio)

Figura 4.40 Aspecto do ECFdentro de um recipiente

As principais propriedades do ECF segundo a norma NF P 98 150-3 (2004) so:

Agregados classe C IIIa;

Granulometria 0/6;

Mdulo de riqueza superior a 4,0;

Teor ponderal mnimo de fibras: 0,3%;

Dosagem mnima: 12 kg/m2.

A aplicao do ECF feita em uma nica camada com dosagem de 10 a 13 kg/m e

um dia antes da aplicao do BBTM, sendo que a recomendao do CCTP (Cahier

des Clauses Techniques Particulires du March) de evitar a desagregao do

BBTM. O espalhamento feito por uma mquina especial, de preparao e aplicao

(Figura 4.41). Uma lmina de borracha dura passa sobre o produto regularizando a

superfcie.

O ECF, um produto lquido no misturador, adquire rapidamente uma certa

consistncia sobre o pavimento. Esta ruptura ajustada pelos aditivos introduzidos

durante a misturao e beneficiada aps alguns minutos pelo uso de um compactador

de pneus.

A camada de ECF permite o nivelamento das asperezas deixadas pela fresagem do

revestimento drenante existente (Figura 4.42) e corresponde a uma boa pintura deligao, cuja adeso proporcionada principalmente por seus componentes. O ECF


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113

permite alimentar o suporte antigo de uma camada de mstique asfltico,

garantindo a sua impermeabilizao e aderindo camada de BBTM que ser

aplicada.

Figura 4.41 Aplicao do ECF Figura 4.42 Camada de ECF pronta

Camada de Rolamento BBTM 0/6

Antes de iniciar a execuo da camada de rolamento, foi construdo um trechoexperimental no dia 22 de setembro de 2005, cujo objetivo foi a aferio dos

equipamentos utilizados (principalmente vibroacabadora), do trao (dosagem), do

funcionamento da usina de asfalto e tambm para determinar o nmero de passadas

dos rolos compactadores.

O trecho experimental foi iniciado na estaca 421, com 200 m de extenso, 15,70 m

de largura, espessura mdia de 25 mm e com produo total de 175 toneladas.

Depois da execuo da pintura de ligao, pde-se iniciar a aplicao da camada de

BBTM.

A composio do primeiro trecho experimental foi de 74% da frao 4/6, 23,5% da

frao 0/2, 2,5% de fler calcrio e 5,8% do ligante asfltico Biprne (modificado por

4% de SBS) Tabela 4.2 e Figura 4.8.


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114

Para transferir a mistura asfltica do caminho para a vibroacabadora utilizou-se um

alimentador do tipo FRANEX (Figuras 4.43 e 4.44). O alimentador freqentemente

utilizado quando a aplicao feita com uma vibroacabadora de grande largura, poispermite a estocagem da mistura sem perdas importantes de temperatura e permite

revolver a massa asfltica antes de envi-la para a vibroacabadora, devido

principalmente ao conjunto de grandes parafusos e esteiras (Figura 4.45).

Uma outra contribuio do alimentador a estocagem temporria durante o trajeto

dos caminhes (obra-usina de asflato-obra), permitindo um ritmo o mais contnuo

possvel da vibroacabadora eliminando ou reduzindo o nmero de pausas prejudiciais quantidade de aplicao, evitando o resfriamento da mistura nos perodos de espera

da compactao mediante uma pausa, alm do melhoramento da planicidade

longitudinal da superfcie, evitando emendas e descontinuidades na alimentao.

Figura 4.44 Transferncia da mistura do alimentador para a vibroacabadora por meiode uma esteira adicional

Figura 4.43 Transferncia da mistura do caminho para o alimentador


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Figura 4.45 Conjunto de grandes parafusos helicoidais e de esteiras de

degraus do alimentador

Uma outra esteira de grande capacidade foi adicionada vibroacabadora para

aumentar as condies de alimentao contnua dos grandes parafusos helicoidais,

devido s dimenses da vibroacabadora.

Para a aplicao do BBTM em toda a largura da rodovia foram utilizadas duasvibroacabadoras em paralelo. Para as trs pistas (rpida, central e lenta) foi utilizada

a vibroacabadora de grande largura (Vogele S 2500) com uma mesa fixa de 12 m

(Figura 4.46).

Figura 4.46 Vibroacabadora de grande largura (12 m)

Esta vibroacabadora composta por vrios mdulos (mesa com vibradores, tamperse grandes parafusos helicoidais) que eram montados e desmontados todos os dias.


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Uma particularidade desse tipo de vibroacabadora o conjunto de grandes parafusos

helicoidais prolongados at as extremidades da mesa (Figuras 4.47a e 4.47b) que

homogeneza a mistura antes do espalhamento e evita problemas de segregao. Esteconjunto deve estar presente at as extremidades para que no haja defeitos

(arrancamento de agregados) na compactao ou segregaes, o que aconteceu no

incio da obra na faixa direita da pista lenta (Figura 4.48).

(a) (b)Figura 4.47 Conjunto de grandes parafusos helicoidais ao longo de toda a largura da

vibroacabadora (a) e detalhe dos parafusos (b)

Figura 4.48 Defeito (riscos provenientes do arrancamento de parte dos agregados)ocasionados por uma falta de regulagem da mesa da vibroacabadora

O desempenho da vibroacabadora acompanhado, durante toda a obra, por uma

equipe de tcnicos que podem solucionar eventuais problemas durante ofuncionamento do equipamento.


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117

A outra vibroacabadora utilizada um equipamento tradicional, uma ABG Titan 325

(Figura 4.49), destinada ao espalhamento do acostamento que se movimenta

paralelamente vibroacabadora de grande largura e o mais prximo possvel damesma (Figura 4.50) para produzir uma junta a quente evitando o surgimento de

pontos frgeis na camada.

Figura 4.49 Vibroacabadora para oespalhamento do acostamento

Figura 4.50 Vibroacabadora situada aolado da vibroacabadora de grande largurana execuo do refgio de superlargura

A velocidade da vibroacabadora foi de 4m/min, o que corresponde uma produode 200 t/h na usina de asfalto.

A espessura da camada de BBTM, sendo muito delgada, esfria rapidamente e a

compactao deve ter incio a partir do espalhamento de alguns metros.

Para a compactao do BBTM foram utilizados trs compactadores de chapa lisa, no

modo esttico (Figura 4.51): dois compactadores tipo DYNAPAC CC42 e um tipoCATERPILLAR CB525. Estes trs compactadores tm por recomendao se

posicionar o mais prximo possvel da vibroacabadora (Figura 4.52), de forma a

conservar uma viscosidade suficiente para permitir uma boa compactao.


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Figura 4.51 Compactao do BBTM 0/6(trs compactadores)

Figura 4.52 Compactadores o maisprximo possvel da vibroacabadora

Para o trecho experimental foram adotadas 6 passadas no incio da compactao e em

seguida 8 passadas. A verificao do nmero de passadas foi feita por meio de

medidas constantes da espessura da camada atrs da mesa compactadora.

Aps a compactao da camada espera-se meio dia para a realizao dos ensaios

tecnolgicos pelo controle do construtor e pelo exterior (laboratrio contratado para

fiscalizao). A pintura da sinalizao horizontal tambm iniciada meio dia aps a

execuo (Figura 4.53). Espera-se meio dia para iniciar a pintura para evitar o

desprendimento das fraes leves do ligante asfltico quente, o que poderia

prejudicar a fixao da tinta.

Figura 4.53 Camada de BBTM 0/6 aps a pintura da sinalizao horizontal

Aps a extrao de corpos-de-prova do pavimento, utilizada para medir a espessura

da camada de BBTM 0/6 e verificar a sua adeso camada subjacente, obtiveram-se


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119

espessuras praticamente constantes entre 24 e 25 mm (1 trecho experimental), as

quais esto de acordo com os limites exigidos pelo CCTP (Cahier des Clauses

Techniques Particulires du March), ou seja, 95% dos pontos compreendidos naespessura terica de H 0,5 cm.

Em relao composio da mistura (granulometria e teor de ligante asfltico) a

conformidade foi confirmada obtendo-se resultados satisfatrios.

Entretanto, de acordo com os resultados de macrotextura medida pelo controle

externo, os valores no so aceitveis, j que o CCTP exige que 95% dos resultadosestejam entre 0,85 mm e 1,20 mm, com mdia de 1,0 mm, cujas avaliaes so feitas

sobre as trilhas de roda a cada 20 m. As medidas feitas pelo controle externo

apresentaram uma grande distncia entre os valores mximos e mnimos, de 1,9 mm

a 0,9 mm, e uma mdia muito elevada (1,38 mm), exceo feita macrotextura do

acostamento, sendo satisfatria. Este fato pode ser explicado pela relao entre a

textura e o tipo de vibroacabadora, mas tambm pela sensibilidade deste tipo de

mistura segregao, alm da utilizao de uma vibroacabadora de grande largura.

A macrotextura excessiva foi confirmada pelas medidas do controle exterior (LRPC

de Autun) nas trs pistas, com uma macrotextura mdia de 1,42 mm. Estes resultados

mostraram que a vibroacabadora de grande largura no conseguia produzir uma

textura homognea, necessitando de uma nova regulagem. A regulagem da

vibroacabadora consistiu no aumento do ngulo de incidncia da mesa e a velocidade

dos tampers.

Tendo em vista os resultados obtidos para o primeiro trecho experimental, onde se

exigia uma macrotextura menos rugosa, em torno de 1,1 mm, decidiu-se executar um

novo trecho experimental com mudanas na composio da mistura no dia 23 de

setembro de 2005 no mesmo local que o primeiro trecho. A velocidade da

vibroacabadora, que era inicialmente de 4 m/min, foi reduzida para 3 m/min no incio

da execuo do trecho e depois foi retomada a velocidade de 4 m/min. A velocidade

dos tampers tambm foi modificada estabelecendo um intervalo entre 800 e 1000


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rotaes/min, pois acima de 1000 rotaes/min verificou-se que no era possvel

obter uma textura com aspecto homogneo.

A composio do BBTM 0/6 sofreu alterao na frao 4/6 passando de 74% para

72% e na frao 0/2 passando de 23,5% para 25,5%, mantendo a porcentagem do

fler e o teor de ligante asfltico.

Aps a execuo do segundo trecho e as medidas de macrotextura e espessura,

obtive-se uma macrotextura mdia de 1,05 mm e valores contidos no intervalo entre

0,85 mm e 1,20 mm.

4.2.7 ENSAIOS DE CONTROLE TECNOLGICO

Algumas horas aps a execuo da camada de BBTM 0/6 foram realizados os

ensaios de controle pela construtora e pelo laboratrio contratado para fiscalizar a

obra. Estes ensaios so determinados de acordo com a funo da camada no

pavimento. No caso do BBTM 0/6 foram realizados trs ensaios, relacionados com a

verificao da composio da mistura asfltica, com a textura e com a espessura e

adeso entre as camadas:

Verificao da composio do teor de ligante asfltico: controle feito pelo

construtor e controle exterior (LRPC de Autun);

Avaliao da macrotextura (Mtodo da Mancha de Areia) : controle feito pelo

construtor e controle exterior (LRPC de Autun);

Extrao de corpos-de-prova (broqueamento): controle feito pelo construtor.

Tendo em vista a viscosidade elevada do ligante Biprne 83R, decorrente

principalmente da adio do polmero SBS, a gama de temperaturas para a sua

utilizao tambm elevada, de 170 C a 180C. A temperatura da mistura na

vibroacabadora medida freqentemente durante todo processo de aplicao (Figura

4.54) e a maior parte dos valores medidos variaram de 170C a 175C, o que

corresponde s temperaturas na usina de asfalto prximas de 190C.


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4.2.7.1 VERIFICAO DA GRANULOMETRIA E DO TEOR DE LIGANTE ASFLTICO

As amostras foram coletadas, pelo controle externo, nos caminhes antes de partirem

da usina de asfalto (Figura 5.55) e na obra (vibroacabadora) pelo controle exterior

(Figura 5.56).

Figura 4.55 Coleta das amostras antes dapartida dos caminhes para a obra

(controle do construtor)

Figura 4.56 Coleta da amostra da misturana vibroacabadora (controle exterior)

Figura 4.54 Medida da temperatura na vibroacabadora


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122

As amostras, tanto as coletadas pelo construtor quanto pelo controle exterior, foram

colocadas em recipientes metlicos (Figura 4.57). Logos aps a introduo da

mistura asfltica no cilindro, o conjunto foi pesado (Figura 4.58).

Figura 4.57 Amostra dentro do recipientemetlico

Figura 4.58 Pesagem da amostra

Para recuperar o ligante solvel da mistura e verificar a composio granulomtrica,uma certa quantidade de solvente (percloretileno) foi colocada no recipiente com a

amostra (Figura 4.59). A massa de percloretileno determinada em funo da

porcentagem de ligante asfltico, tendo como valor de referncia 5%. Para o BBTM

0/6, cujo teor de ligante 5,8%, a massa do percloretileno foi igual a 0,8 x massa da

amostra.

O recipiente com o conjunto amostra+percloretileno foi agitado por pelo menos 30minutos em um agitador mecnico (Figura 4.60).


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Figura 4.59 Amostra com percloretileno Figura 4.60 Agitao da amostra

Em seguida retirou-se o percloretileno lavando os agregados (Figura 4.61), queforam secos em estufa (Figura 4.62). Depois de seca a amostra foi submetida ao

ensaio de granulometria (Figura 4.63), sendo possvel recompor a granulometria da

mistura (Figura 4.64).

Figura 4.61 Lavagem dos agregadoscom percloretileno

Figura 4.62 Agregados prontos para asecagem em estufa


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Figura 4.63 Ensaio de granulometria

(peneiramento)Figura 4.64 Pesagem dos agregados

A frao mais fina dos agregados que ficou dissolvida no percloretileno extrada

com o auxlio de uma centrifugao. Para determinar a taxa de diluio do ligante

asfltico no solvente, retirado um volume de 10 cm3de soluo que em seguida

evaporada. Assim, determina-se o teor de ligante da amostra. Os resultados

mostraram que a composio da mistura aplicada em campo correspondia composio do projeto de dosagem.

4.2.7.2 EXTRAO DE CORPOS-DE-PROVA DO PAVIMENTO

As extraes dos corpos-de-prova tm a funo de verificar a espessura da camada

de BBTM 0/6 e a sua adeso camada subjacente. Os broqueamentos foram feitos acada 200 m e algumas horas aps a execuo da camada, extraindo corpos-de-prova

com 150 mm de dimetro.

De acordo com os resultados da extrao dos corpos-de-prova do controle feito pelo

construtor, as camadas do 2 trecho experimental apresentaram uma boa adeso entre

elas e espessuras entre 24 e 27 mm.


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125

4.2.7.3 AVALIAO DA MACROTEXTURA MTODO DA MANCHA DE AREIA

Como explicado anteriormente a macrotextura representa um dos principais ensaiosde controle e que, para o BBTM 0/6, apresenta uma relao muito estreita com

pequenas variaes na composio granulomtrica da mistura.

Como foi necessrio executar dois trechos experimentais, a macrotextura foi

avaliada (Figuras 4.65) aps a execuo de cada trecho.

Figura 4.65 Medida do dimetro da mancha de areia sobre o BBTM 0/6 daAuto-estrada A6

Como exposto anteriormente, apenas o segundo trecho experimental apresentou a

rugosidade mdia exigida pelo CCTP (1,1 mm), com um valor mdio de HS igual a

1,05 mm.

4.2.8 AVALIAO DA MACRO E DA MICROTEXTURA EM LABORATRIO

(AVALIAO PTICA SEM CONTATO)

Fabricao das placas e extrao dos corpos-de-prova com 225 mm de dimetro

De forma a estudar o efeito do modo de compactao na textura dos revestimentos

asflticos foram produzidas placas em laboratrio (LRPC de Autun) reproduzindo a

composio do BBTM 0/6, alm da extrao de uma placa do revestimento pronto na


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126

obra. Para tanto, foram utilizados dois modos de compactao. O primeiro modo foi

o modo utilizado na Cooperao Franco-Alem Cex/LCPC (Tabela 4.5) e o

segundo utilizado no estgio da doutoranda no LCPC (Centro de Nantes) em 2004,descrito anteriormente.

Tabela 4.5 Folha de compactao - Modo Cooperao Franco-Alem Cex/LCPC

Av Ar C Sentido Altura (mm)Presso dopneu (bar)

Presso doeixo (bar)

Referncia Posio

- 1 < 175 6 1,15 1 Bloqueada- - 1 > 175 6 1,15 1 Bloqueada- - 1 < 170 6 1,15 1 Bloqueada

- - 1 > 170 6 1,15 1 Bloqueada- - 1 < 167 6 1,15 1 Bloqueada

- - 1 > 167 6 1,15 1 Bloqueada- - 1 < 164 6 1,15 1 Bloqueada- - 1 > 164 6 1,15 1 Bloqueada- - 2 163 6 2,5 1 Bloqueada- - 2 >< 163 6 2,5 1 Bloqueada- - 2 162 6 2,5 1 Bloqueada- - 2 >< 160 6 2,5 1 Bloqueada- - 1 < 160 6 2,5 1 Bloqueada- - 1 > 160 6 2,5 1 Bloqueada

- - 1 < 160 6 2,5 1 BloqueadaCilndrico Metlico

Av : Avant- Para frenteAr : Arirre- Para trsC : Centre - Centro

O efeito do modo de compactao sobre a macrotextura ainda no totalmente

conhecido e a previso desta textura em relao ao campo limita-se a estudos e

pesquisas.

A escolha de dois modos de compactao deve-se ao fato de que se desejava medir a

macrotextura (HS ou PMT) e determinar qual o modo que se aproximava mais da

macrotextura da placa extrada do campo e em seguida fazer avaliaes sem contato

(raio laser) obtendo-se os macroperfis. Alm dos macroperfis desejava-se tambm

avaliar a microtextura aps o polimento da superfcie.


44/101

127

A caracterizao da macro e da microtextura em relao ao coeficiente de atrito antes

e aps o polimento da superfcie foi feita sobre corpos-de-prova extrados das placas.

Desta forma foi prevista a fabricao das seguintes placas:

2 placas fabricadas em laboratrio (600 x 400 x 40 mm) para a caracterizao

completa: extrao de corpos-de-prova ( = 225 mm), PMT, macro e micro

antes do polimento (pela simulao com o equipamento alemo Wehner &

Schulze), por meio de avaliaes com raio laser e medida do coeficiente de

atrito:

1 placa - modo Cooperao Franco-Alem (Cox/LCPC);1 placa - modo LCPC, adotado no para revestimentos asflticos

delgados destinados s rodovias de trfego pesado e utilizado no Estgio de

Patrcia Nunes (2004);

2 placas fabricadas em laboratrio (600 x 400 x 50 mm), que foram

recortadas nas dimenses necessrias para serem submetidas ao ensaio de

deformao permanente (500 x 180 x 50 mm) e ser possvel avaliar a

evoluo da macrotextura com a simulao do trfego. No foram extrados

corpos-de-prova para o polimento da superfcie:

1 placa - modo Cooperao Franco-Alem (Cox/LCPC);

1 placa - modo LCPC, adotado no para revestimentos asflticos

delgados destinados s rodovias de trfego pesado e utilizado no Estgio de

Patrcia Nunes (2004);

1 placa extrada do campo (600 x 400 x 25 mm) para a caracterizao

completa;

1 placa fabricada em laboratrio (600 x 400 x 40 mm), com uma amostra da

mistura asfltica produzida na usina de asfalto, para a caracterizao

completa:

- o modo de compactao que produzisse a macrotextura mais prxima da

obtida sobre a placa extrada do campo.


45/101

128

A compactao de todas as placas foi feita com um cilindro metlico (Figura 4.66) e

aps a compactao mediu-se a macrotextura de cada placa (Figura 4.67).

Figura 4.66 Compactao com o cilindro metlico (LRPC de Autun)

(a) (b)Figura 4.67 Medida da HS das placas (a) e detalhe da textura (b)

Inicialmente foram fabricadas as duas placas de dimenses 600 x 400 x 40 mm, cujas

verdadeiras dimenses medidas aps a compactao so 590 x 390 x 42 mm. A

macrotextura da placa compactada com o modo de compactao Franco-alemo

apresentou uma altura mdia de mancha de areia HS igual a 1,55 mm e, com o modo

LCPC obteve-se 1,56 mm. Diante desses valores no se pode dizer que existam

diferenas representativas, todavia o modo Franco-alemo foi escolhido por j

existirem outros estudos comparativos com este modo de compactao.


46/101

129

Esta pequena diferena de HS entre os dois modos de compactao foi confirmada na

medida da macrotextura das placas destinadas ao ensaio de deformao permanente

com 1,63 mm para o modo de compactao Franco-alemo e 1,64 mm para o modoLCPC.

Ao final de um dia de trabalho em campo, foi extrada do pavimento uma placa do

revestimento (630 x 470 x 25 mm) sobre o acostamento (est 412 + 700 mm), para

que se pudesse ter uma textura (HS) de referncia antes de fabricar a placa

compactada em laboratrio com a mistura coletada em campo.

Para facilitar o descolamento da placa foi colocada sobre a camada de base uma

folha de papel Kraft com areia (Figura 4.68) antes da compactao e da finalizao

da camada (Figura 4.69). Em seguida a placa foi recortada e retirada do pavimento

(Figura 4.70).

Figura 4.68 Colocao do papel Kraftsobre a pintura de ligao

Figura 4.69 Camada de BBTM 0/6depois da primeira passagem do rolo

compactador


47/101

130

(a) (b)Figura 4.70 Recorte (a) e extrao da placa (b)

Depois de coletada (Figura 4.71) mediu-se a HS da placa, escolhendo as reas com

textura visualmente mais homognea (Figura 4.72), obtendo-se 1,45 mm. Se

comparado com os valores mdios medidos no dia, o valor obtido foi elevado, o que

se justifica pelo fato da placa ter sido retirada no fim da execuo, com a mistura

mais fria e energia de compactao menos intensa. Porm, no foi possvel retirar a

placa das faixas de trfego, tendo-se a autorizao para retir-la somente do

acostamento.

Figura 4.71 Placa extrada de campo Figura 4.72 Medida da macrotextura daplaca extrada

A partir do conhecimento de HS foi possvel aquecer a mistura coletada em campo e

fabricar uma placa com o modo de compactao Franco-alemo.

Na Tabela 4.6 encontra-se um resumo de todas as medidas de macrotextura feitassobre as placas.


48/101

131

Tabela 4.6 Resultados de HS medidas sobre as placas

Modo de

Compactao

Dimenses

(mm)

HS

(mm)

Observaes

Campo (acostamento)

8 passadas do rolo compactador

de chapa, sem vibrao

590 x 390 x 42 1,45

Placa retirada do campo no final da

execuo da camada - mais rugosa que a

mdia do trecho, devido ao maior

nmero de pontos de segregao e

compactao em temperatura mais baixa.

Campo - pista

8 passadas do rolo compactador

de chapa, sem vibrao

Mdia do dia

Mnima do dia

Mxima do dia

1,12

0,90

1,30

Avaliao feita no dia em que a placa foi

retirada do acostamento

590 x 390 x 42 1,56 Fabricao em laboratrioLaboratrio

Modo LCPC 590 x 390 x 50 1,64Placa para o ensaio de

deformao permanente

590 x 390 x 50 1,63Placa para o ensaio de

deformao permanente

590 x 390 x 42 1,55 Fabricao em laboratrio

Laboratrio

Modo Franco-alemo

590 x 390 x 42 1,34 Amostra de mistura coletada em campo

Uma vez prontas e com os respectivos valores de HS conhecidos, as placas foramenviadas ao LCPC em Nantes, mais especificamente ao LTA (Laboratrio de

Textura e Aderncia Laboratoire Texture et Adhrence), onde se pde, aps a

extrao de dois corpos-de-prova de cada placa, iniciar o processo de polimento e em

seguida as avaliaes sem contato da macro e da microtextura.

Na Tabela 4.7 encontra-se a identificao de cada amostra (corpo-de-prova extrado

das placas).


49/101

132

Tabela 4.7 Identificao das amostras

N

Amostra

Produo da

mistura asfltica

Modo de

Compactao

Observaes

05-0088

05-0089Laboratrio Laboratrio Modo LCPC Corpo-de-prova

05-0090

05-0091Usina de asfalto

Laboratrio Cooperao Franco-Alem

Cox/LCPCCorpo-de-prova

05-0092

05-0093Laboratrio


Cox/LCPCCorpo-de-prova

05-0094

05-0095Usina de asfalto Campo Corpo-de-prova

MA 1 00ia LaboratrioLaboratrio Cooperao Franco-Alem

Cox/LCPC

Placa 1

(ciclo 0)

MA 1 3000

00iaLaboratrio


Cox/LCPC

Placa 1

(3000 ciclos)

MA 2 00ia LaboratrioLaboratrio Cooperao Franco-Alem

Cox/LCPC

Placa 2

(ciclo 0)

MA 2 3000

00iaLaboratrio


Cox/LCPC

Placa 2

(3000 ciclos)

PA 3 00ia Laboratrio Laboratrio Modo LCPC Placa 3 (ciclos 0)PA 3 3000 00ia Laboratrio Laboratrio Modo LCPC Placa 3 (3000 ciclos)

PA 4 00ia Laboratrio Laboratrio Modo LCPC Placa 4 (ciclo 0)

PA 4 3000 00ia Laboratrio Laboratrio Modo LCPC Placa 4 (3000 ciclos)

Ciclos : nmero de ciclos do ensaio de deformao permanente

Polimento

O polimento induzido em laboratrio conta com a ajuda de equipamentos de desgaste

acelerado da superfcie dos revestimentos asflticos. O principal objetivo deste

ensaio determinar reduo do coeficiente de atrito aps o polimento, alm do efeito

deste polimento na textura superficial, avaliando a macro e a microtextura. O mtodo

para caracterizar a macro e a micro textura sem contato, isto , utilizam-se

equipamentos munidos de raio laser.


50/101

133

As amostras que foram ensaiadas so corpos-de-prova extrados das placas

produzidas no LCPC de Autun, com 225 mm de dimetro e 40 mm de espessura,

(Figura 4.73 e 4.74).

(a) (b)Figura 4.73 Extrao dos corpos-de-prova (a) e detalhe da placa aps o broqueamento (b)

Figura 4.74 Corpos-de-prova extrados (= 225 mm e espessura = 40 mm)

O polimento dos corpos-de-prova no LTA feito por um equipamento alemo

denominado Wehner & Schulze, por meio do qual possvel obter o coeficiente de

atrito e a distncia de frenagem. O princpio de funcionamento do equipamento

composto por 3 etapas, envolvendo o polimento e o ensaio de frenagem (Figura

4.75).

No incio do ensaio mede-se o coeficiente de atrito da superfcie sem o polimento,

que corresponde ao estado inicial (estado inicial). Em seguida, simula-se o desgaste da

superfcie por meio da rotao em ciclos de 3 cones revestidos por uma camada de


51/101

134

borracha (Figura 4.76), que com o auxlio de um produto abrasivo (em p) e de gua,

retira o filme de ligante asfltico da superfcie dos agregados.

Figura 4.75 Equipamento Wehner& Schulze

Figura 4.76 Polimento(cones revestidos de borracha)

O desgaste feito inicialmente por 1.000 ciclos, seguidos de 15.000, 20.000, 90.000

e 180.000 ciclos. Aps cada grupo de ciclos as trs sapatas Michelin (Figuras 4.77,

4.78 e 4.79), so postas em rotao e em seguida so freadas no momento em que

tocam a superfcie. Mede-se, ento, o coeficiente de atrito e calcula-se a distncia de

frenagem mxima, quando o coeficiente de atrito se mantm constante.

Figura 4.77 Etapa defrenagem

Figura 4.78 Sapatas defrenagem

Figura 4.79 Detalhe dodesgaste das sapatas de frenagem

Polimento Frena em


52/101

135

O Mtodo LCPC de anlise do efeito do polimento sobre a textura superficial dos

revestimentos asflticos envolve a avaliao da macrotextura (Mancha de Areia e

Avaliao ptica Varredura com o raio laser) e da microtextura (Pndulo Britnicoe Avaliao ptica com a Estao Stil Varredura com o raio laser) e segue as

etapas descritas no seguinte esquema:

Os resultados do coeficiente de atrito medido sobre os corpos-de-prova extrados das

placas com o equipamento WS em funo da intensidade do polimento so

apresentados na Tabela 4.8 e detalhados na Figura 4.80.

1000 ciclos de polimentoWS

1000 ciclos de polimento

WSmax


WS


WS

Varredura Laser-Stil

Pndulo Britnico-BPN

18000ciclos de polimento

WS


WS


WS


WS

Varredura Laser- Stil

Pndulo Britnico- BPN



WSestado inicial

Varredura Laser

Mancha de Areia- HS

Calibrao medida WehnerSchulze

CP

= 25



Inciodo

Ensaio

Fimdo

Ensaio

225 mm


53/101

136

Tabela 4.8 Coeficiente de atrito em funo do polimento (WS)

Coeficiente de atrito ( WS)

Ciclo de

polimento

05-0088

Produo e

Compactao

Laboratrio 1

05-0090

Produo na usina e

Compactao

Laboratrio 2

05-0092

Produo e

Compactao

Laboratrio 2

05-0095

Campo

0 0,355 0,340 0,340 0,277

1.000 0,390 0,375 0,361 0,327

2.000 0,425 0,410 0,417 0,357

3.000 0,440 0,422 0,428 0,382

4.000 0,447 0,433 0,436 0,397

5.000 0,445 0,436 0,438 0,4056.000 0,444 0,438 0,445 0,411

7.000 - 0,441 0,446 0,411

8.000 - 0,442 0,443 0,415

9.000 - 0,441 0,430 0,414

10.000 0,421 0,406 - 0,412

20.000 0,429 0,412 0,432 0,400

50.000 0,407 0,392 0,405 0,368

90.000 0,387 0,381 0,392 0,346

180.000 0,362 0,363 0,366 0,3261

Modo de compactao LCPC2 Modo de compactao Cooperao Franco-Alem Cox/LCPC

Coeficiente de Atrito - Equipamento WS

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0 50.000 100.000 150.000 200.000

Ciclos de Polimento

CoeficientedeAtrit

05-0088 05-0090 05-0092 05-0095

Figura 4.80 Coeficiente de atrito (estado inicial)


54/101

137

A partir da Figura 4.80 possvel verificar a diferena entre as curvas do coeficiente

de atrito das amostras das placas produzidas em laboratrio e da placa retirada do

campo.

De forma geral todas as curvas apresentam o mesmo tipo de comportamento ou

decrscimo do coeficiente de atrito a partir de um determinado nmero de ciclos.

Elas atingem o coeficiente de atrito mximo, decorrente do incio da retirada do

filme de ligante asfltico da superfcie dos agregados, e depois com o polimento

comeam a descer at o momento em que se tornam praticamente invariveis.

Observa-se que aps 90.000 ciclos as amostras 05-0088, 05-0090 e 05-0092apresentam-se muito similares e a amostra 05-0095, extrada do campo, apresentou

um valor de coeficiente de atrito inferior s demais.

As curvas das amostras das placas compactadas em laboratrio apresentaram, tanto

para as placas que tiveram a mistura produzida em laboratrio quanto para aquelas

cuja mistura foi produzida na usina, uma queda brusca aps atingir o coeficiente de

atrito mximo. Essa queda foi seguida de uma pequena recuperao antes de cair

novamente, tornanado-se praticamente constante. Essa variao de comportamento

se explica pelo efeito da extrao do corpo-de-prova e no deve ser considerado na

anlise dos resultados do coeficiente de atrito.

Em relao ao modo de compactao, o modo em que o coeficiente de atrito foi mais

elevado o modo LCPC (compactao para trfego pesado), que aps 4.000 ciclos

de polimento atingiu 0,447. Entretanto, o valor mnimo foi obtido no corpo-de-prova

da placa retirada de campo, que apresenta um comportamento mais homogneo (ou

regular), pois aps ter atingido o coeficiente de atrito mximo desce lentamente at

se estabilizar, sem se recuperar aps uma queda brusca como nos outros 3 casos das

amostras fabricadas em laboratrio.

Para o modo de compactao da Cooperao Franco-Alem Cox/LCPC (trfego

leve) observam-se diferenas em relao ao tipo de produo (em usina e em

laboratrio). A amostra da placa com a mistura produzida em usina (0,442)


55/101

138

apresentou um coeficiente de atrito inferior ao da amostra da mistura produzida em

laboratrio (0,446). A amostra da placa com mistura produzida na usina precisou de

8.000 ciclos de polimento para atingir o coeficiente mximo, o mesmo que a amostrada placa retirada de campo.

possvel verificar que antes de 50.000 ciclos de polimento o tipo de fabricao

(produo e modo de compactao) tem uma grande influncia no coeficiente de

atrito, pois este corresponde ao perodo de retirada do filme de ligante asfltico da

superfcie dos agregados.

Aps 50.000 ciclos so as caractersticas da superfcie dos agregados (microtextura)

que exerce maior influncia. Neste momento todas as curvas comeam a se

aproximar e apresentam uma similaridade entre suas trajetrias, embora sempre

preservem as diferenas entre os valores de coeficiente de atrito de cada amostra.

Estes resultados confirmam as anlises realizadas em estudos anteriores, como os

realizados pela Cooperao Franco-Alem Cox/LCPC, mostrando que os resultados

obtidos em amostras retiradas de campo so sistematicamente menos elevados que os

obtidos em amostras produzidas em campo.

As curvas do coeficiente de atrito em funo do polimento mesmo apresentando

comportamentos (trajetria da curva) similares, possuem valores mximos diferentes

que se conservam ao longo do tempo. Estes resultados poderiam encontrar uma

explicao no processo de execuo, espalhamento com a vibroacabadora e

compactao.

A mesa vibrante da vibroacabadora tende a acomodar os agregados maiores e alisar o

mstique na superfcie do revestimento. A compactao com ou sem vibrao do rolo

liso produz inevitavelmente um achatamento dos agregados na superfcie do

revestimento, ou seja, colocando uma das faces planas do agregado voltada para a

superfcie paralela ao plano horizontal do pavimento. Essas condies no podem


56/101

139

ser, com os equipamentos disponveis, reproduzidos de forma semelhante pelos

mtodos de preparao dos corpos-de-prova em laboratrio.

Ainda que a acomodao dos agregados na mistura seja diferente da que ocorre em

campo, os mtodos adotados em laboratrio permitem uma avaliao do

comportamento das misturas asflticas sob o efeito do polimento pela trajetria da

curva.

Para confirmar a concluso exposta no pargrafo anterior e devido proximidade dos

valores de coeficiente de atrito para todas as amostras decidiu-se analisar a varinciados valores para identificar, com 95% de confiana, se os valores so realmente

diferentes ou se sob o ponto de vista estatstico fazem parte do mesmo grupo.

Para visualizar os resultados da anlise estatstica feita com o auxlio do programa

computacional Minitab Release 14 - Statistical Software foram confeccionados os

grficos das Figuras 4.81 e 4.82.

Na figura 4.81 observa-se que o comportamento da varincia distinto para a

amostra cuja mistura foi produzida na usina e compactada com o modo Cooperao

Franco-Alem Cox/LCPC (ProdU/comp Lab2), apresentando-se mais homognea,

ou seja, com menor varincia, o que evidencia a influncia do tipo de produo da

mistura, j que a mistura asfltica da usina tende a ser mais homognea; observa-se

que a varincia da curva da amostra Prod/comp Lab2 superior varincia da

amostra ProdU/comp Lab2, sendo que nica diferena entre as duas amostras o

modo de usinagem.

Ao avaliar as amostras produzidas em laboratrio e compactadas com os dois modos

considerados (Prod/comp Lab1 e Prod/comp Lab2), percebe-se que no h

praticamente diferenas, nem entre as mdias nem entre as varincias, onde o modo

de compactao no ocasionou diferenas significativas entre as amostras. Pode-se

dizer que o mtodo de usinagem em laboratrio tem repetibilidade.


57/101

140

A curva normal da amostra coletada do campo apresenta uma maior varincia,

demonstrando ser uma mistura mais heterognea, o que foi verificado pela

observao visual preliminar.

Embora a curva de distribuio normal de cada amostra apresente particularidades na

forma, isto , mdia e varincia, todas fazem parte do mesmo campo estatstico,

como se pertencessem mesma amostra, portanto so estatisticamente iguais. Isto

pode ser observado pelo estudo doInterval Plot (Figura 4.82).

Figura 4.81 Histograma distribuio normal do coeficiente de atrito WS

Esta outra forma de representao das curvas o grficoInterval Plot(Figura 4.82),

onde so plotados os limites mximos, mnimos e as mdias dos coeficientes deatrito de cada amostra, no mostrando detalhes sobre as varincias como na Figura

4.81. No grfico de barras Interval Plotpercebe-se uma maior semelhana entre as

curvas da compactao em laboratrio em relao amostra de campo, que mesmo

sem inserir-se completamente no campo comum s trs amostras compactadas em

laboratrio, possui grande parte de seus valores pertencente ao mesmo.


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141

Figura 4.82 Grfico dos limites mximos, mnimos e mdia do coeficiente de atrito

das amostras Interval Plot

De modo geral, mesmo que a amostra de campo tenha eixo deslocado em relao s

outras amostras, a anlise comprovou que os valores de coeficiente de atrito no tm

diferenas significativas, confirmando a concluso anterior.

Macrotextura (Avaliao ptica)

Para medir a macrotextura das amostras sem contato foi utilizada uma estao de

medidas (Figura 4.83) capaz de fazer uma varredura com raio laser. A amostra foi

deslocada na estao de medidas com o auxlio de uma mesa mvel, sob uma fonte

de laser fixa que mede a altura vertical (z) da superfcie com uma translao no plano

horizontal x e y. Sobre cada corpo-de-prova o raio laser realizou uma varredura de

uma rea de 512 x 512 pontos a cada 200 m, em x e em y no plano horizontal,

correspondendo a uma rea de 10,2 x 10,2 cm2, centralizado no corpo-de-prova.


59/101

142

Figura 4.83 Equipamento de medida da macrotextura sem contato raio laser

Depois de terminada a varredura com o laser sobre a rea determinada, os pontos que

apresentaram valores discrepantes so interpolados com os pontos adjacentes vlidos

e, em seguida, so analisados com o auxlio de programas computacionais que

fornecem imagens em 2D e 3D, alm da concentrao dos picos (agregados

salientes), vales (pontos mais baixos) e todos os parmetros sobre o estado da

superfcie:

Parmetros estatsticos;

Parmetros de amplitude; Parmetros de modelo;

Parmetros resultantes da courbe de portance (ou Courbe dAbbot-firestone)

e;

Parmetros de ngulo.

Nesta anlise ptica foram escolhidos os parmetros (Sq e Ssk) que so mais

facilmente correlacionados com HS e com o modo de compactao. O parmetro deamplitude Sq caracteriza a amplitude de variao da macrotextura e igual ao desvio

padro da altitude em relao ao plano mdio da superfcie. O parmetro de simetria

da distribuio Ssk caracteriza a simetria da distribuio dos desvios de altitude em

relao ao plano mdio da superfcie, ou seja, a incidncia de picos ou de vales. Se

Ssk zero, a superfcie analisada tem o mesmo nmero de picos e de vale. Ssk

positivo corresponde uma distribuio onde h uma predominncia de picos

(textura positiva). Entretanto, quando Ssk negativo, a textura dita negativa e h

mais vales que picos. O parmetro Ssk est ligado orientao dos agregados na


60/101

143

superfcie das amostras, que depende do modo de compactao, com a presena de

arestas (Ssk>0) ou de faces (Ssk


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144

Tabela 4.9 Resultados de HS, Sq e Ssk para cada amostra

N

amostra

Produo da

misturaasfltica

Modo de

Compactao Observaes

HS

(mm)

Sq

(mm) Ssk

05-0088

05-0089Laboratrio

Laboratrio

Modo LCPC*CP 1,56

1,08

1,16

-1,74

-1,78

05-0090

05-0091Usina de asfalto

Laboratrio

Cooperao Franco-Alem

Cox/LCPC

*CP 1,341,03

1,05

-1,77

-1,61

05-0092

05-0093

Laboratrio

Laboratrio


Cox/LCPC

*CP 1,551,10

1,17

-1,58

-1,74

05-0094

05-0095Usina de asfalto Campo *CP 1,45

1,22

1,06

-1,67

-1,96

MA 1

Ciclo 0Laboratrio

Laboratrio


Cox/LCPC

Placa 1

(ciclo 0)1,63 1,09 -1,48

MA 1

3000 ciclosLaboratrio

Laboratrio


Cox/LCPC

Placa 1

(3000 ciclos)1,02 0,941 -1,71

MA 2

Ciclo 0Laboratrio

Laboratrio


Cox/LCPC

Placa 2

(ciclo 0)1,63 1,15 -1,40

MA 2


Laboratrio


Cox/LCPC

Placa 2

(3000 ciclos)1,02 0,896 -1,64

PA 3

Ciclo 0

LaboratrioLaboratrio

Modo LCPC

Placa 3

(ciclos 0)1,64 1,10 -1,49

PA 3


Laboratrio

Modo LCPC

Placa 3

(3000 ciclos)1,05 0,931 -1,63

PA 4

Ciclo 0Laboratrio

Laboratrio

Modo LCPC

Placa 4

(ciclo 0)1,64 1,05 -1,29

PA 4


Laboratrio

Modo LCPC

Placa 4

(3000 ciclos)0,94 0,854 -1,33

Ciclos : numero de ciclos do ensaio de deformao permanente* CP: corpo-de-prova


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A Figura 4.84 mostra as imagens em 3D fornecidas pelo programa computacional e

geradas a partir da anlise dos parmetros obtidos durante as medidas da

macrotextura das amostras.

C05-0088 C05-0089

C05-0090 C05-0091

C05-0092 C05-0093

C05-0094 C05-0095

Figura 4.84 Imagens em 3D das amostras extradas das placas de BBTM 0/6


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A partir do grfico da Figura 4.85 possvel verificar a correlao entre HS e o

parmetro Sq de todas as superfcies analisadas (placas e corpos-de-prova), que

apresentou uma disperso considervel, provavelmente devido a um dos valores deSq da placa de campo que, como citado anteriormente, possui textura heterognea.

Correlao HS e Sq

y = 0,3521x + 0,5628

R2= 0,7286

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0,50 1,00 1,50 2,00

HS (mm)

Sq(mm)

Figura 4.85 Relao entre HS e Sq

Para visualizar os desvios entre as texturas obtidas em laboratrio e em campo foram

plotados os valores de Sq e Ssk nos grficos da Figura 4.86. Um desvio no eixo Sq

corresponde uma diferena na taxa de compactao e um desvio no eixo Ssk

corresponde uma diferena de orientao dos agregados, caracterstica que no

variou, como mostrado na Tabela 4.9, pois todas as amostras apresentaram uma

textura negativa com uma predominncia de vales.


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Sq e Ssk

-2,20

-2,10

-2,00

-1,90

-1,80

-1,70

-1,60

-1,50

-1,40

0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40

Sq (mm)

Ssk

05-0088 Produo Lab - Modo LCPC 05-0089 Produo Lab-Modo LCPC05-0090 Produo Usina de alflto - Modo Cooperao F-A 05-0091 Produo Usina de Asfalto - Modo Cooperao F-A05-0092 Produo Lab-Modo Cooperao F-A 05-0093 Produo Lab-Modo Cooperao F-A05-0094 Campo 05-0095 Campo

Figura 4.86 Relao entre Sq e Ssk

A zona na qual so encontrados valores de Sq e Ssk das amostras laboratrio

prxima da zona onde se encontram os valores das amostras de campo. A disperso

das amostras campo superior s disperses entre os dois modos de compactao

em laboratrio. Desta forma, verifica-se uma certa heterogeneidade da textura

superficial da placa retirada do acostamento da auto-estrada A6.

A disperso das amostras campo pode ser explicada por terem sido extradas de

uma placa que foi executada no acostamento, em uma regio limite, ou seja, no finalda aplicao do revestimento, seo que cortada transversalmente ao eixo da

rodovia antes da continuao dos trabalhos no dia seguinte. Portanto, o efeito da

compactao no foi o mesmo das sees anteriores, caso a placa tivesse sido

extrada alguns metros anteriores borda a ocorrncia de uma textura varivel

poderia ser menor. A avaliao por meio de ensaios de laboratrio vlida, levando-

se em considerao os desvios das amostras em campo. Portanto, a macrotextura

campo reproduzida em laboratrio satisfatoriamente.


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Para avaliar o efeito do trfego sobre a textura da superfcie das placas submetidas ao

ensaio de deformao permanente, alm de HS, foram medidos Sq e Ssk antes e

depois do ensaio.

Antes do ensaio os valores de HS so muito similares que depois do ensaio, devido

provavelmente forma de medida (mancha de areia retangular) ao contrrio de Sq,

que apresentou valores mais dispersos tanto antes quanto depois do ensaio,

mostrando a sensibilidade da anlise feita com o raio laser em detrimento avaliao

com o Mtodo da Mancha de Areia (Figura 4.87). A disperso dos resultados de HS

das placas aps o ensaio se explica pela dificuldade de realizar o ensaio sobre umasuperfcie deformada (curvada).

HS e Sq - Placas - Deformao Permanente

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70

HS (mm)

Sq(m

m)

MA 1 - 00ia MA 1 - 3000 00ia MA 2 - 00ia MA 2 - 3000 00ia

PA 3 - 00ia PA 3 - 3000 00ia PA 4 - 00ia PA 4 - 3000 00ia

Figura 4.87 Relao entre HS e Sq das placas antes e depois do ensaio de

deformao permanente

As texturas das placas so, tanto para o modo de compactao Cooperao Franco-

Alem quanto para o modo LCPC, originalmente (antes do ensaio) negativas

(Ssk


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diferenas significativas entre os dois modos de compactao das placas em

laboratrio (Figura 4.90).

MA1 Ciclo 0 MA2 Ciclo 0

MA1 3000 ciclos MA2 3000 ciclos

Figura 4.88 Imagens em 3D das placas de deformao permanente modo decompactao Cooperao Franco-Alem Cox/LCPC

PA3 Ciclo 0 PA4 Ciclo 0

PA3 3000 ciclos PA4 3000 ciclos

Figura 4.89 Imagens em 3D das placas de deformao permanente modo de

compactao LCPC


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Sq e Ssk - Placas - Ensaio de Deformao Permanente

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20

Sq (mm)

Ssk

MA 1 - 00ia MA 1 - 3000 00ia MA 2 - 00ia MA 2 - 3000 00ia

PA 3 - 00ia PA 3 - 3000 00ia PA 4 - 00ia PA 4 - 3000 00ia

Figura 4.90 Relao entre Sq e Ssk das placas submetidas ao ensaio de

deformao permanente

Os valores de Ssk apresentaram uma reduo de 11% o ensaio no Simulador de

Trfego, mantendo-se negativo, mas indicando uma reorientao dos agregados pela

ao conjunta da temperatura (60C) e da passagem dos pneus. A reduo dos

valores de Sq foi um pouco mais significativa que a reduo do Ssk, resultando em

17%, isto se deve ao efeito de ps-compactao das placas.

A simulao em condies severas (60C) por meio do ensaio de deformao

permanente, confirma os bom desempenho do BBTM em campo, verificado

variao, em nveis aceitveis, da macrorugosidade sob trfego pesado.

Com o intuito de avaliar a influncia do modo de compactao nos parmetros Ssk,

HS e Sq no ensaio de deformao permanente, foi feita uma anlise estatstica com

nvel de significncia de 5% (intervalo de confiana de 95%) da varincia desses

parmetros.

Antes do ensaio Aps o ensaio


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A anlise do parmetro Ssk mostrou que este parmetro sofre maior influncia da

simulao do trfego quando as amostras so compactadas com o modo Cooperao

Franco-Alem, com a reduo de Ssk igual a 17%, mesmo sendo considerado ummodo de compactao para trfego leve. Para o modo LCPC (compactao para

trfego pesado) a reduo foi bem inferior ao modo Cooperao Franco-Alem,

apres

estudo de caso asfalto capitulo 4

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