influÊncia da variaÇÃo granulomÉtrica de brita

XXIX Congresso naCIonal de PesquIsa em TransPorTe da anPeT ouro PreTo, 9 a 13 de novembro de 2015

208Infraestrutura Solos, Agregados e Concreto

INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO GRANULOMÉTRICA DE BRITA GRADUADA SIMPLES NA DEFORMAÇÃO PERMANENTE

Caroline Dias Amancio de Lima Laura Maria Goretti da Motta Universidade Federal do Rio de Janeiro Programa de Engenharia Civil - COPPE

RESUMO O desempenho do pavimento está relacionado com a qualidade dos agregados e também com sua distribuição granulométrica, podendo esta última influenciar propriedades importantes da estrutura como a deformação permanente. Mostra-se o impacto da variação granulométrica de uma brita graduada simples, aplicada em base de um pavimento real, nos ensaios de deformação permanente realizados para três diferentes distribuições granulométricas do mesmo material. Foi utilizado o equipamento triaxial de carga repetida preparando nove corpos de prova por curva, cada um ensaiado por pares de tensões diferentes à frequência de 1 Hz, por no mínimo 150 mil ciclos de carregamento. Com os dados obtidos no triaxial foi possível fazer a análise do shakedown do material e analisar a eventual mudança granulométrica. Os agregados da brita graduada também foram caracterizados por ensaios de massas específicas, angularidade, granulometria, abrasão Los Angeles, Slake Test e Treton. Conclui-se que a deformação permanente é influenciada pela variação granulométrica. ABSTRACT The pavement performance has relation with quality of aggregates and their particle size distribution, which can influence important properties of the structure like the permanent deformation. This study shows the impact of particle size variation of a simple graded gravel, that was used on the base layer of an actual pavement structure, through three different particle size distributions of the same material. The triaxial repeated load equipment was used to nine samples in a frequency of 1 Hz by pairs of different strain to three varied curves, minimum of 150,000 load cycles for each sample. With the data obtained in triaxial was possible to analyze the shakedown of the material and examining whether particle size change. The graded crushed stone aggregates were also characterized by specific gravity assays, angularity, particle size, Los Angeles abrasion, Slake Test and Treton. It’s possible concludes that permanent deformation is influenced by particle size variation. 1. INTRODUÇÃO O desempenho e a eficiência do pavimento dependem do correto planejamento, projeto e construção e evolui desde sua abertura ao tráfego, sendo após isto, dependente também das práticas de manutenção. Os defeitos estruturais dos pavimentos, que acumula defeitos desde sua construção, são vinculados principalmente às deformações elásticas (recuperáveis) e plásticas (permanentes). Os danos estruturais estão ligados à capacidade de carga e ocorrem principalmente por aplicação de cargas elevadas ou por conta do grande número de repetições de passagem das rodas dos veículos, como também influem a qualidade dos materiais, o efeito do clima (a temperatura e a umidade), dentre outros fatores. O desempenho das camadas do pavimento está relacionado com a qualidade dos agregados utilizados nos revestimentos e bases, e muitos autores citam que está relacionada também com sua distribuição granulométrica. No que diz respeito à brita graduada, poucos estudos vem sendo realizados no Brasil quanto à característica de deformação permanente, sendo mais pesquisadas em países de clima temperado onde há uso frequente desse material na base e o principal defeito é o afundamento de trilha de roda (ATR). Para Korkiala-Tanttu (2009) os modelos mais recentes têm sido principalmente com base no conceito do shakedown, visto que a deformação de materiais granulares é altamente dependente da tensão.

Segundo Guimarães (2009), deve-se buscar solos granulares e finos que apresentem shakedown ou acomodamento das deformações permanentes para que se tenha a garantia que



não haverá ruptura plástica das camadas nem ATR excessiva já que sabe-se que não é só o subleito o responsável por este tipo de defeito. Para verificar a qualidade dos materiais das diversas camadas são realizados ensaios de deformação permanente em vários estados de tensões aplicando no mínimo 150 mil ciclos de repetições de carga ou até garantir que o material esteja sendo conduzido à estabilização dessas deformações permanentes. Há grande diversidade de modelos de deformação permanente para solos e britas em outros países, porém pouca pesquisa voltada para camadas de base e sub-base com britas graduadas no Brasil, material ainda muito utilizado para pavimentação de rodovias federais e estaduais. Em geral, a própria teoria do shakedown ainda é pouco disseminada no território brasileiro. Para atingir os objetivos técnicos de um pavimento asfáltico é essencial também o estudo de seleção granulométrica para as camadas do pavimento, principalmente quando se refere a danos por deformação permanente. As camadas granulares desempenham papel importante no comportamento do pavimento e sua vida útil tem muito a ver com a qualidade e a resposta das camadas granulares. Estudos mostram que o desempenho de camadas granulares está relacionado com os seus agregados e sua distribuição granulométrica que afeta quase todas as propriedades importantes da estrutura do pavimento. As dimensões, formas, angularidade e textura superficial das partículas dos solos e britas influenciam na construção do pavimento como um todo e na sua vida útil (Pérez et al., 2006; Guimarães, 2009; Alves, 2014). Como se sabe, o empacotamento é utilizado como fator importante para dosagem de concreto e das misturas asfálticas para garantir bom arranjo que depende da distribuição granulométrica, da forma e da textura superficial das partículas. Um dos objetivos da dosagem é obter um esqueleto pétreo que melhore as propriedades mecânicas e proporcione uma estrutura econômica. Para as camadas granulares do pavimento, fundamentais para o desempenho e vida útil do pavimento, não é exigida “dosagem” propriamente, a não ser o enquadramento arbitrário numa faixa granulométrica, em geral ampla, apesar seu comportamento também depender do arranjo e interações entre as partículas. A brita graduada simples (BGS), material em estudo nessa pesquisa, é um dos materiais mais usados no país como base e sub-base de pavimentos asfálticos. É indicada para melhoria de condição de rolamento de estradas não pavimentadas; base, sub-base ou reforço de subleito de pavimentação de vias; aterros e acertos topográficos de terrenos dentre outras. Os órgãos rodoviários têm especificações para seleção dos materiais para base e sub-base que prescrevem sua distribuição granulométrica por meio de faixas e a qualidade dos agregados por meio de ensaios tradicionais. Existem especificações a nível estadual, no entanto, a BGS não tem especificação no DNIT, que tem apenas de materiais estabilizados granulometricamente genericamente. As distintas faixas de órgãos rodoviários para sub-bases/bases granulares permitem a utilização de materiais com granulometrias bem diferentes, apresentando grande abrangência sem parâmetros mais definidores do empacotamento. Atualmente, o emprego de camadas granulares ainda é condicionado à avaliação pelo ensaio de CBR, refletindo a necessidade de se avançar no conhecimento do comportamento dos agregados, e de como sua granulometria afeta a camada, tanto elástica quanto plasticamente. O objetivo deste trabalho é demonstrar que diferentes composições granulométricas utilizadas para um mesmo material britado podem influenciar na deformação permanente do pavimento. Para a análise desse efeito foi utilizada uma única brita graduada simples na previsão da deformação permanente e do shakedown. Foram estudadas três curvas granulométricas



distintas por meio de ensaios triaxiais de carregamento repetido usando nove pares de tensões diferentes à frequência de 1Hz, para prever o acomodamento (shakedown). As análises granulométricas permitiram verificar interferências no comportamento da deformação permanente e assim auxiliar na definição de critérios na escolha da composição granulométrica adequada para BGS voltada para base e sub-base. 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1. Deformação permanente A deformação permanente é diretamente relacionada à história de tensões e tem origem, pela mecânica dos pavimentos, na flexão repetida e na compressão do tráfego que geram uma deformação total na estrutura, desmembrada em duas parcelas: deformação elástica (resiliente) e deformação plástica (permanente). A deformação permanente é a parcela em que a camada, após sofrer solicitação de carga, não retorna à sua posição original, sendo esses deslocamentos não recuperáveis acumulados ao longo da vida do pavimento.

Há a tendência de ocorrer deformação permanente quando o material é submetido às solicitações repetidas de tráfego de veículos em forma de sobre compactação ou mesmo cisalhamento, surgindo, assim, ATR. O afundamento de trilha de roda é o defeito visível da deformação permanente acumulada durante a vida do pavimento e pode ser derivado da contribuição de uma ou mais camadas do pavimento e do subleito. A previsão do afundamento de trilha de rodas é um problema considerado complexo. Para Svenson (1980), o acúmulo de deformações permanentes em um pavimento é causado por uma combinação de redução do volume e deformação cisalhante, devido à repetição das cargas de tráfego. Os principais fatores que causam a deformação permanente podem ser agrupados em: tensão cisalhante, carregamento repetido, umidade, características do agregado em si (geologia, forma, textura, etc.). De acordo com Guimarães (2009), a deformação permanente depende da historia de solicitações no pavimento e a deformação tende a aumentar quando ocorre diminuição da resistência ao cisalhamento de solos e britas. Para Tutumluer e Pan (2008), a deformação permanente é governada pela resistência ao cisalhamento dos materiais granulares. Segundo Werkmeister et al. (2004), um pré-requisito para o sucesso da análise de um pavimento é a caracterização comportamental da deformação permanente dos materiais granulares constituintes das camadas de base e sub-base, tipicamente. Diferentes modelos de previsão de deformação permanente têm sido utilizados tais como os de Monismith, Barksdale, Uzan, Tseng, Lekarp e Dawson, Lytton, Guimarães, etc., desenvolvidos a partir de ensaios triaxiais de carga repetida para solos e agregados (Guimarães, 2009). 2.2. Teoria do Shakedown A palavra shakedown é um termo em inglês que, para pavimentos asfálticos, pode ser interpretada como acomodamento das deformações permanentes, servindo para descrever o comportamento estrutural e/ou do material sob o carregamento cíclico repetido. Seu conceito foi utilizado para essa função pela primeira vez em 1984 por Sharp e Booker. Os professores Jacques de Medina e Laura Motta introduziram esse conceito no Brasil na década de 1990. De acordo com Cerni et al. (2012), o crescimento de deformação permanente estabiliza-se gradualmente com o número de ciclos de carregamento apenas quando a tensão aplicada é baixa, já quando há altos níveis de tensão, a deformação permanente é susceptível de



aumentar rapidamente resultando em uma falha progressiva. A Teoria do shakedown sugere a existência de uma tensão crítica que separa o nível estável de uma condição instável. Para Faria (1999), quando em um corpo submetido a um carregamento de cargas repetidas cessam as deformações permanentes, a partir de um determinado número de aplicações de cargas, tendo a partir desse instante resposta apenas elástica, diz-se que entrou em shakedown, fato justificado pelo surgimento de tensões residuais. Werkmeister et al. (2004), definem o Limite de Shakedown como o nível de tensão crítica entre a condição estável e instável. O estudo do shakedown do material é realizado por meio de ensaios triaxiais de cargas repetidas e o objetivo é encontrar o estado de tensões médio representativo no qual aquele material poderá ser empregado a fim de garantir a estabilização das deformações permanentes. No Brasil esse conceito deve ser mais difundido e foi estudado por Guimarães (2001, 2009) e Malysz (2004), entre outros. Os comportamentos referentes à deformação permanente podem ser indicados segundo a modelagem corresponde ao modelo proposto por Dawson e Wellner (1999), observada na Figura 1, sendo que os comportamentos A, B e C foram propostos por Werkmeister (2003) e o modelo AB por Guimarães (2009).

Figura 1: Três níveis de comportamento da pesquisa do shakedown (Adaptado de Guimarães, 2009)

O Comportamento A, shakedown, ocorre quando o material está em acomodamento plástico, não gerando afundamento no pavimento. Neste nível, após um número finito de aplicações de carga atingi-se um estado de equilíbrio, restando somente deformações elásticas. No Comportamento B, plastic creep, ocorre escoamento plástico e não é possível afirmar se o material entrou em shakedown ou terá colapso. Apesar de, nesse caso, a deformação não ser totalmente resiliente ao final de certo número de ciclos, a deformação permanente é aceitável, porém para um grande número de ciclos de carga, o material pode apresentar falha. O Comportamento C, incremental colapse (colapso ou ruptura), apresenta lenta taxa de deformação decrescente, porém a deformação permanente aumenta sucessivamente a cada ciclo de carregamento, podendo resultar em ATR excessivos e na ruptura do pavimento. A resposta é sempre plástica e a falha ocorre com número pequeno de ciclos de carga. O comportamento do tipo AB apresenta significativas deformações iniciais seguida de acomodamento plástico e foi detectada para solos finos brasileiros. 2.3. Empacotamento O empacotamento é conseguido com a seleção adequada do tamanho e forma das partículas dos materiais com objetivo de preenchimento dos vazios: os vazios maiores serão preenchidos por partículas menores que terão seus vazios preenchidos por partículas ainda menores e



assim sucessivamente (Oliveira et al., 2000). Um empacotamento adequado visa conferir maior estabilidade ao conjunto para tornar o material empregável, aumentando sua resistência ao cisalhamento. Na escolha do material é importante também observar sua resistência ao desgaste e abrasão, ou seja, um estudo geral do material desde sua origem como também como será sua aplicação (níveis de compactação). O conceito de empacotamento tem atraído a atenção de pesquisadores de diferentes áreas de estudo em busca de materiais com bom desempenho mecânico e maior durabilidade. A procura por métodos que se destinam à atender o empacotamento é grande, visto que muito dos materiais utilizados para diferentes fins apresentam partículas de formas e tamanhos variados que influenciam no desempenho dependendo das interações de suas partículas. Pode-se dizer que a distribuição granulométrica tem influência na compacidade da mistura, e que quanto maior a compacidade, maior a resistência mecânica. As propriedades das partículas individuais que compõem os materiais granulares têm profunda influência sobre o comportamento do material composto por eles. Para Tutikian (2007), a determinação do pacote granular depende do tamanho dos grãos, das formas destes e do método de processamento dos pacotes, pois o pacote granular não é uma propriedade dos materiais. Segundo Castro e Pandolfelli (2009), os fatores que influenciam o empacotamento de partículas são: Morfologia das partículas; Existência de partículas que apresentam diferentes distribuições granulométricas; A distribuição granulométrica do material; Técnica de compactação adotada; Mais importante: o efeito da densidade de empacotamento. 2. MÉTODOS E MATERIAIS O comportamento do material foi avaliado considerando a variação granulométrica pela caracterização convencional dos agregados da brita graduada por ensaios de massas específicas, angularidade, granulometria, abrasão Los Angeles, Slake Test e Treton e pela caracterização mecânica feita por ensaios de carga repetida. A etapa mecânica compreendeu ensaios de cargas repetidas em três curvas granulométricas distintas. Cada curva granulométrica foi verificada em 9 ensaios triaxiais de carregamento repetido. Os nove pares de tensões utilizados para todas as curvas à frequência de 1Hz e para no mínimo 150.000 ciclos de repetição de carga são apresentados na Tabela 1. Essas tensões propostas por Guimarães (2009) têm razão 𝜎𝜎𝑑𝑑 𝜎𝜎3⁄ iguais a 1, 2 e 3. Para analisar a influência granulométrica e como os parâmetros auxiliam na previsão de deformações permanentes, os corpos de provas após os ensaios de deformação permanente foram destorroados e depois foi realizada a granulometria de cada um deles. O material analisado foi uma brita graduada simples (BGS) de rocha gnáissica utilizada na sub-base das obras de uma via expressa da Cidade do Rio de Janeiro. Segundo a especificação ET-DE-P00-008 do DER-SP seguida pela obra, o material se enquadra na faixa B.



Tabela 1: Pares de tensões utilizados nos ensaios triaxiais de cargas repetidas nesta pesquisa

Primeiramente foi analisada a curva granulométrica utilizada na obra e a seguir foram geradas outras composições escolhidas a partir de dois métodos distintos de análise para intertravamento comumente utilizados para misturas asfálticas: Curva granulométrica 1 - C1: distribuição granulométrica do material utilizado na obra,

porém foi retirado o material retido de 1 polegada (25,4 mm) em função da utilização de corpos de prova de dimensões 10x20cm e por apenas ser retido 1,20% nessa peneira. As outras duas curvas também não tem na sua granulometria a peneira de 1”. Para essa curva, a massa específica aparente seca (MEAS) foi igual a 2,268 g/cm³ e a umidade ótima foi de 5,8% na energia modificada.

Curva granulométrica 2 - C2: foi montada tomando como base a Curva de Fuller que propõe obter uma graduação contínua ideal através da densidade máxima em busca da maior compacidade do agregado a fim de possibilitar o aumento da resistência mecânica. É montada pelo “tamanho da peneira” elevado à potência de 0,45. As condições de moldagem dos corpos de prova foram: MEAS igual a 2,288 g/cm³ para a umidade ótima de 4,9% na energia modificada.

Curva granulométrica 3 - C3: teve sua distribuição granulométrica baseada no Método Bailey que tem o objetivo de escolher uma estrutura adequada de agregados de misturas asfálticas densas e descontínuas. Foi adotada uma granulometria segundo os parâmetros de comportamento fino para o material. Suas condições de moldagem foram de MEAS igual a 2,111 g/cm³ e umidade ótima de 7% para energia modificada.

As curvas resultantes estão apresentadas na Figura 2 e Tabela 2. A caracterização do material seguiu as normas para cada parâmetro previsto como apresentado na Tabela 3.

1 502 1003 1504 805 1606 2407 1208 2409 360

EnsaioTensão (kPa)

Nmín

50

150.00080

120



Figura 2: Representação das curvas granulométricas deste estudo

Tabela 2:. Curvas granulométricas e suas distribuições na pesquisa

Tabela 3: Classificação do material BGS utilizada nesta pesquisa

3. RESULTADOS E ANÁLISES Observando os resultados da Tabela 3 pode-se concluir que todos os valores atenderam aos requisitos da especificação de serviço adotada. No ensaio de Slake durability test a perda foi

0102030405060708090

100

0,01 0,1 1 10 100

% P

assa

nte

Diâmetro dos grãos (mm)

ET-DE-P00-008 Faixa B C1 - Utilizada na obra

C2 - Fuller C3 - Método Bailey (C.Fino)

C1 - Utilizada na obra C2 - Fuller C3 - Método Bailey50,00 100,00 100,00 100,0025,00 100,00 100,00 100,009,50 75,50 64,00 92,004,75 66,50 47,00 85,002,00 49,00 32,00 75,000,42 25,20 15,00 37,000,08 5,90 7,00 11,00

Fundo 0,00 0,00 0,00

Abertura da peneira (mm)

% passante acumulada

Propriedades/Parâmetros Valores unidadeMassa específica aparente - Agr. Graúdo (DNER-ME195-97) 2,62 g/cm³

Massa específica aparente - Agr. Fino (DNER-ME 084-95) 2,70 g/cm³Massa específica média aparente 2,67 g/cm³

Absorção (DNER-ME 081-98) 0,8 %Angularidade - Agr. Graúdo (AASHTO T326-05) 0,459

Angularidade - Agr. Fino (ASSHTO T304-96) 0,467Equivalente de areia (DNER-ME 054-97) 68,2 %

Abrasão Los Angeles (DNER-ME 035-98) 40,54 %Slake Durability Test (ASTM D4644-08) 99,52 %

Treton (DNER-ME 399-99) 24,27 %



muito pequena indicando, assim, alta durabilidade em meio úmido, resultado condizente com o tipo de rocha de origem dos agregados. O valor de resistência ao choque do Treton foi menor que o de abrasão Los Angeles, pois o esforço realizado pelo aparelho de impacto Treton apesar de provocar mais quebras, é menos agressivo apresentando menos geração de finos e desgaste dos grãos. No entanto, os critérios adotados para estes ensaios para aceitação ou rejeição de um agregado podem ser questionados em relação aos esforços efetivos que o material será solicitado numa camada de base ou sub-base desde a compactação até a solicitação pelo tráfego. Isto será comentado mais adiante. Os gráficos apresentados na Figura 3 representam as deformações permanentes acumuladas ao longo dos ciclos de aplicação de cargas (N). É possível observar que a tensão confinante e a variação da relação de tensões apesar de apresentarem valores absolutos diferentes induzem a mesma tendência de deformação permanente: quanto maior a variação da razão de tensões 𝜎𝜎𝑑𝑑 𝜎𝜎3⁄ , maior a deformação permanente.

Figura 3: Resultados da deformação permanente acumulada para as diferentes granulometrias da BGS estudada

Na Figura 4 tem-se representados os resultados plotados segundo a modelagem de Dawson e Wellner (1998) que mostram que as três curvas indicam a tendência de acomodamento com o aumento das aplicações de carga. O comportamento representado é do tipo A, acomodamento plástico ou shakedown. A Figura 5 apresenta as distribuições granulométricas dos corpos de prova após compactação e o ensaio de deformação permanente. Houve quebra para todas as três variações de curva, aumentando-se a quantidade de finos.



Figura 4: Estudo do shakedown para as três granulometrias para a BGS estudada

Figura 5: Composições granulométricas dos CPs após ensaios no equipamento triaxial para BGS desta pesquisa

As três curvas granulométricas foram analisadas segundo os índices de vazios de cada corpo de prova após serem ensaiados no equipamento triaxial de cargas repetidas. Esse índice é encontrado dividindo-se a diferença das massas específicas da BGS e as massas específicas compactadas, pelas massas específicas da BGS, para cada corpo de prova. Para encontrar os índices de vazios foram necessários os dados das massas específicas dessa BGS separadas em graúdo e miúdo pela peneira #4. A massa específica da mistura pôde ser calculada a partir dessas massas específicas do material (graúdo e miúdo) com os dados granulométricos peneirados de cada corpo de prova. Para obter a massa unitária compactada de cada corpo de prova foram utilizadas as massas da mistura e o volume do recipiente. A média dos índices de vazios para a C1 resultou em 12,9 %, para C2 foi 10,8% e C3 resultou em 15,6%. Esses resultados dos índices de vazios foram condizentes com os resultados da deformação permanente total de cada composição. A C2 que apresentou melhor

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

% P

assa

nte

Diâmetro dos Grãos (mm)

ET-DE-P00-008 Faixa BC1 - Utilizada na obraC2 - FullerC3 - Método Bailey



acomodamento (menor deformação permanente total) foi a que teve menor índice de vazios. Tomando como base a deformação permanente obtida pelo ensaio triaxial de carga repetida, pode-se concluir que os índices de vazios realmente influem nesse tipo de deformação e que quanto menor o índice de vazios, menores serão as deformações permanentes. Foi analisado o Índice de Degradação após compactação Proctor (IDp), obtida pela norma DNER-ME 398/99. Após os ensaios de deformação permanente, todos os corpos de provas foram destorroados e peneirados, e com esses resultados foi possível analisar a degradação final do CP. O objetivo dessa análise é verificar onde ocorre maior quebra, se na compactação proctor ou durante o ensaio triaxial de carga repetida. A norma indica uma granulometria padrão, porém para adaptar a quantidade de material dessa BGS que fica retida em cada peneira foram modificadas essas granulometrias, e foi utilizada a energia modificada para compatibilizar com os demais ensaios realizados. Na Tabela 4 está a granulometria utilizada e os resultados. A Tabela 5 apresenta os resultados da degradação após os ensaios de deformação permanente no equipamento triaxial de carga repetida. Analisando a Tabela 4, para a BGS, o IDp mostrou que há pouca quebra do material, resultado considerado baixo e condizente com o tipo de material.

Tabela 4: Resultados o IDp para o material analisado

Tabela 5: Degradação dos corpos de prova após ensaios triaxiais de cargas repetidas para cada curva granulométrica do material analisado

Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Média1 " (25 mm) 100 100 100,00 100,00 100,00 100,00 0,00

3/8" (9,5 mm) 65 69 73,28 71,44 70,21 71,64 2,70# 4 (4,8 mm) 50 53 57,84 58,36 54,93 57,04 4,11#10 (2,0 mm) 35 38 42,45 43,85 40,68 42,33 4,39

# 40 (0,40 mm) 20 20 23,87 25,21 22,28 23,79 3,29#200 (0,075 mm) 5 10 10,61 10,69 8,87 10,06 0,08

Padrão norma

% passante

2,43

PeneirasDiferença percentual IDPPadrão

adotadaGranulometria após compactação

Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3 Ensaio 4 Ensaio 5 Ensaio 6 Ensaio 7 Ensaio 8 Ensaio 9 Média1 " (25 mm) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,00 0,00

3/8" (9,5 mm) 75,5 74,8 78,4 78,0 76,4 73,9 72,8 74,1 74,1 73,8 77,08 1,58# 4 (4,8 mm) 66,5 67,1 69,9 69,9 67,0 65,5 64,0 65,1 66,1 66,5 68,94 2,44#10 (2,0 mm) 49,0 51,4 53,9 53,8 51,6 49,8 48,9 51,0 50,7 51,2 53,01 4,01

# 40 (0,40 mm) 25,2 29,5 29,2 29,6 29,2 27,9 26,5 29,1 27,6 27,6 29,43 4,23#200 (0,075 mm) 5,9 7,9 8,2 8,0 8,3 6,8 7,3 8,2 7,2 7,8 8,04 2,14


3/8" (9,5 mm) 64,0 66,9 64,6 65,1 66,8 66,5 66,5 65,5 66,7 68,1 65,52 1,52# 4 (4,8 mm) 47,0 52,6 51,7 51,5 51,7 50,6 50,8 52,1 52,8 53,9 51,92 4,92#10 (2,0 mm) 32,0 36,2 37,3 36,5 36,1 35,9 36,0 36,7 37,5 39,2 36,67 4,67

# 40 (0,40 mm) 15,0 17,8 18,7 18,2 17,2 18,2 18,5 18,0 18,9 19,2 18,25 3,25#200 (0,075 mm) 7,0 5,3 3,6 5,1 6,8 6,6 6,6 6,3 5,0 8,2 4,67 -2,33


3/8" (9,5 mm) 92,0 88,6 88,1 90,3 91,1 89,5 90,0 89,1 88,1 90,0 89,01 -2,99# 4 (4,8 mm) 85,0 83,2 81,6 84,3 85,0 83,2 84,2 83,3 81,8 84,2 83,03 -1,97#10 (2,0 mm) 75,0 73,9 71,7 74,5 74,9 74,0 74,6 74,0 71,9 74,1 73,38 -1,62

# 40 (0,40 mm) 37,0 39,0 38,5 38,6 38,8 39,9 39,7 39,3 38,7 39,3 38,68 1,68#200 (0,075 mm) 11,0 11,3 10,4 10,4 9,4 11,7 12,5 11,7 12,1 8,8 10,69 -0,31

Peneiras AdotadaCurva 3 Diferença

percentual IDcurva

Peneiras AdotadaCurva 2 Diferença

percentual IDcurva

2,40

2,00

-0,87

AdotadaGranulometria após ensaio triaxial cíclico de carga repetida

Curva 1Peneiras

% passanteDiferença percentual IDcurva



Embora o resultado da abrasão Los Angeles tenha sido alto e mesmo o Treton sendo um pouco menor, vê-se que o agregado colocado numa camada de base ou sub-base, especialmente quando numa composição com muitos finos, que amortecem os contatos diretos entre os grãos graúdos, os esforços são muito diferentes dos provocados por estes dois ensaios de desgaste. Assim, talvez se pudesse flexibilizar os critérios para estas camadas. Na Tabela 5, a C3 particularmente apresentou inclusive índice de degradação negativo, que deve ser devido ao fato de ter maior quantidade de finos entre as três, fazendo com que o material graúdo colocado não se choque, mas boie entre os finos, levando a menor quebra dos agregados de maiores diâmetros. A C1 em contrapartida, apesar de não ter maior quantidade de graúdos que a C2, apresentou menor degradação, porém este valor foi bastante influenciado pela peneira de 0,075 mm que foi individualmente negativo. A diferença de porcentagem negativa deve ser devido às perdas durante a peneiração. Comparando as tabelas 4 e 5, não houve significativa diferença na degradação após os ensaios de carga repetida, o que indica que o material sofreu pequena quebra quando foi compactado somente. Três parâmetros de análise das curvas granulométricas são comumente utilizados para dar informação do material segundo sua composição: D10 (Diâmetro efetivo), CNU (Coeficiente de não uniformidade) e Cc (Coeficiente de curvatura). O diâmetro efetivo é analisado como ponto da curva granulométrica que mede a finura do solo; corresponde ao diâmetro que 10% do material são passantes. O CNU dá ideia de como as partículas estão distribuídas segundo seu tamanho: é o diâmetro correspondente a 60% do material que passa dividido pelo diâmetro correspondente a 10% passante. Já o Cc dá a medida da forma e simetria da curva granulométrica e é obtido pelo quadrado do diâmetro correspondente a 30% do material que passa dividido pelo diâmetro correspondente a 60% e 10% passantes. Os resultados para esses parâmetros nas curvas granulométricas utilizadas para analise da BGS estão apresentados na Tabela 6.

Tabela 6: Parâmetros de curvatura para as curvas granulométricas da BGS estudada

O Cc deve estar entre 1 e 3 e o CNU tem que ser maior que 3 para o material granular seja considerado bem graduado. As três curvas são bem graduadas, o que indica que há uma distribuição do tamanho das partículas de forma proporcional, ou seja, foram curvas que procuraram atingir um bom empacotamento. Segundo os valores indicados de CNU, todas as curvas apresentam distribuição desuniforme (CNU > 15). A indicação da menor peneira que permite 10% passante ser a C3 condiz por ser a distribuição com maior quantidade de finos. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os ensaios utilizados possibilitaram observar que ocorre mudança no desempenho do material quanto as deformações permanentes quando há variação granulométrica e que acontece também influência das tensões confinante e desvio nas deformações permanentes, inclusive da razão de tensões σd σ3⁄ . As influências das tensões ocorrem de modo semelhante para qualquer composição granulométrica do material. Em relação ao conceito de shakedown, apesar das mudanças granulométricas, as curvas apresentaram o shakedown.



Quando avaliado o material pelo IDp e sua degradação após o ensaio de deformação permanente, concluiu-se que os esforços nos ensaios de desgaste, abrasão Los Angeles e Treton, para materiais granulares, são muito diferentes dos provocados quando a composição do material varia a quantidade de finos, não apresentando uma boa correlação com os índices de degradação encontrados. Logo, poderia tentar uma flexibilização desses critérios para estas camadas. Constatou-se que o índice de vazios é um bom parâmetro para verificar experimentalmente se a proporção do agregado irá resultar em baixas deformações permanentes, sendo importante, então, material granular de composição que apresente menor quantidade de vazios. Em outras palavras, um bom empacotamento é essencial para o desempenho mecânico das camadas de base e sub-base com BGS. Os resultados para os parâmetros das curvas evidenciaram o motivo do bom desempenho, deformações permanentes acumuladas relativamente baixas, das curvas utilizadas pela sua estruturação. A combinação dos resultados obtidos neste estudo mostra a importância de realizar não somente os ensaios típicos exigidos por norma para caracterização do material, mas também análise do esqueleto granulométrico do material e aplicação de ensaios triaxiais de cargas repetidas para previsão de deformação permanente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alves, V. A. H. S. (2014) Avaliação da Resistência a Degradação Mecânica de Agregados da Região

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influÊncia da variaÇÃo granulomÉtrica de brita

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