ENSAIO MARSHALL1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS A aplicação de revestimentos asfálticos deve ser precedida por ensaios que permitam a obtenção do teor (ou quantidade) de ligante a ser utilizado na mistura, para que a mesma se enquadre dentro de especificações que são definidas com a finalidade de evitar desagregação da mistura, por falta de ligante, ou superfícies escorregadias e deformáveis, por excesso de ligante. Através do Ensaio Marshall determina-se a quantidade ótima de ligante a ser utilizada em misturas asfálticas usinadas a quente, destinadas à pavimentação de vias. Com este Ensaio é possível também determinar a estabilidade, que é a resistência máxima à compressão radial, apresentada pelo corpo de prova expressa em N (kgf), e a fluência, que corresponde à deformação total apresentada pelo corpo de prova, desde a aplicação da carga inicial nula até a aplicação da carga máxima, expressa em décimos de milímetro (centésimos de polegada), de misturas betuminosas usinadas a quente. Neste relatório serão apresentadas as atividades desenvolvidas junto a mestrando com relação à Dosagem e Ensaio Marshall em misturas asfálticas modificadas com borracha. • extrator de corpo de prova. • espátula de aço. para medir temperaturas de agregado. • termômetro de vidro com proteção ou termômetro de haste metálica com mostrador circular. com variação de ± 2ºC. consistindo de anéis superior e inferior e de uma placa base. • medidor de fluência. Aparelhagem A aparelhagem necessária para a realização do Ensaio é a seguinte: • prensa capaz de aplicar até 39. • peneiras de 25 -19 – 9.1.25mm. Instalada em nível.8 e de 2.2kN (2265kgf). • balança com capacidade de 5kg. de (10 a 200) ºC. • estufa capaz de manter temperaturas até 200ºC. • molde de compactação de aço. A face de compactação no pé do soquete é plana e circular. equipada com um anel dinamométrico com a capacidade de 22. • paquímetro com exatidão de 0.0 mm de abertura. com ponta arredondada. capaz de permitir pesagem hidrostática.72cm. livre de vibração ou trepidação. de aço em forma de disco. • soquete de compactação de aço. com resolução de 1gr. perfeitamente estável.1mm. . betume e mistura betuminosa. • molde de compressão de aço. com graduações de 0.2.2kN (4000kgf). A Figura 1 ilustra o compactador Marshall mecânico e a prensa Marshall.5 – 4. com 4540gr de massa e uma altura de queda livre de 45. • base de compactação. PROCEDIMENTOS DO ENSAIO 2. graduado em 2ºC. 0 mm.0 mm.5 a 4.5 ± 1. de cada vez. II – 19 a 9.5 mm.Figura 1 . em que os agregados e o ligante betuminoso serão misturados. Preparação da mistura a) Foram preparados cinco corpos de prova para cada dosagem de mistura betuminosa. em recipientes separados.2. Depois de conhecidas as porcentagens. V – Passando na peneira de 2.Soquete de compactação Marshall (à esquerda) e prensa Marshall (à direita) 2. foi calculada a quantidade de cada um deles para produzir produz um corpo de prova. O mesmo procedimento foi feito para os demais corpos de prova.8 mm. c) Pesaram-se se os agregados para um corpo de prova. . b) Os agregados foram então secados até massa constante em estufa entre 105 a 110ºC e separados nas seguintes frações: I – 25 a 19 mm. III – 9. IV – 4. para que após a mistura com o ligante produzi-se produzi se um corpo de prova com cerca de 1200gr e (63.3) mm de altura.8 a 2. em massa. o anel superior era retirado e com uma colher ligeiramente aquecida alisava-se superficialmente a mistura. f) Efetuou-se a mistura rapidamente. . Colocou-se o molde em posição no suporte de compactação e introduziu nele uma folha de papel-filtro. (a) Adição de asfalto aos agregados (b) Homogeneização da mistura Figura 2 . e em cada um deles foi feito uma “cratera” para receber o ligante que foi aí pesado (Figura 2a).d) A seguir. Colocou-se no molde a mistura. de 2 a 3 minutos. até completa cobertura dos agregados (Figura 2b). e) Misturaram-se os agregados de cada recipiente. para ser colocada no molde de compactação. colocaram-se os recipientes em estufa para aquecê-los à temperatura de aproximadamente 10ºC a 15ºC acima da temperatura de aquecimento do ligante estabelecida pela curva viscosidade x temperatura. de uma só vez (Figura3a). Compactação dos Corpos de prova A compactação dos corpos de prova seguiu os seguintes procedimentos: a) O molde de compactação e a base do soquete foram limpados e aquecidos em estufa a (90 a 150) ºC. cortado conforme a seção do molde.3. cuidando para não ultrapassar a temperatura de 177 ºC.Preparação da mistura 2. A mistura quente foi acomodada com 15 (quinze) golpes de espátula no interior e ao redor do molde e 10 (dez) no centro da massa. b) O anel superior era recolocado e aplicava-se com o soquete determinado número de golpes sobre a mistura. Removia-se o anel superior e invertia o anel inferior. Então era feita a medida da altura do corpo de prova com o auxílio de um paquímetro. Adotava-se como altura o valor da media aritmética das quatro leituras. com altura de queda livre de 45. a qual devia ser obtida em quatro posições diametralmente opostas (Figura 3d). aplicando uma leve força no soquete para a mistura atingir a placa-base e então era aplicado o mesmo número de golpes no corpo de prova invertido. Para médios e baixos volumes de tráfego devem ser aplicados 50 (cinqüenta) golpes de cada lado do corpo de prova. Deviam ser tomados cuidados no manuseio do corpo de prova para evitar fratura ou deformação. à temperatura ambiente. O número de golpes depende do volume de tráfego a qual o material ensaiado terá que suportar. c) Após a compactação. Após resfriado o corpo de prova era extraído do molde com o auxílio de um extrator (Figura 3c). e para um volume de tráfego pesado 75 (setenta e cinco) golpes.72 cm (Figura3b). (a) Colocação da mistura do molde (b) Compactação da mistura . no mínimo 12 h. retirava-se o corpo de prova do anel inferior e cuidadosamente o colocava numa superfície lisa e plana deixando-o em repouso durante. (IV) A prensa era operada de tal modo que seu êmbolo se eleva-se a uma velocidade de 5 cm por minuto. cada corpo de prova era colocado no molde de compressão.Compactação do corpo de prova 2. era posicionado na prensa segundo a geratriz e o medidor de fluência colocado e ajustado na posição de ensaio. A leitura deste máximo foi então anotada e convertida em N (kgf). (II) Em seguida. e com os pinos-guias lubrificados. podiam ser colocados em estufa nas mesmas temperaturas pelo período de 2 (duas) horas.(c) Extração do corpo de prova do molde (d) Medidas das dimensões do corpo de prova Figura 3 . Como alternativa. contendo o corpo de prova. que devia estar nas temperaturas de 50 a 55 ºC. Determinação da Estabilidade e da Fluência Para obter os valores da estabilidade e fluência dos corpos de prova o ensaio se procedeu com os seguintes passos: (I) Depois de extraídos do molde e feito a medida da altura. os corpos de prova foram imersos em banho-maria a (60 ± 1) ºC por um período de 30 a 40 minutos. . o que era observado no defletômetro pela indicação de um máximo.4. pelo gráfico de calibração do anel dinamométrico. convencionalmente limpo. (III) O molde de compressão. até o rompimento do corpo de prova. Figura 4 . multiplicando-se o por um fator que é função da espessura do corpo de prova. diretamente sobre um dos pinosguia. (VI) O valor da fluência era obtido simultaneamente ao da estabilidade.Determinação da Estabilidade e Fluência (V) A carga em N (kgf).23 h-1. necessária para produzir o rompimento do corpo de prova foi anotada como “estabilidade lida”. Este valor foi então corrigido para a espessura do corpo de prova ensaiado. h – espessura do corpo de prova. ocasião em que era feito a leitura e anotado o valor da fluência. contra o topo do segmento superior do molde de compressão. no momento em que se dava o rompimento do corpo de prova. calculado através da equação 1: f = 927. .64 (Equação 1) onde: f – fator. a luva-guia do medidor da fluência era formada. Durante a aplicação da carga. O resultado assim obtido é o valor da estabilidade Marshall. A pressão da mão sobre a luva do medidor de fluência era então relaxada. com a mão. 25mm. RESULTADOS A estabilidade foi obtida pela carga média. A fluência assim com a estabilidade se obtinha da média dos valores dos cinco corpos de prova. dos cincos corpos de prova para cada dosagem. Os resultados dos ensaios são então plotados em gráficos em relação à porcentagem de asfalto na mistura (Figura 5).3. em N (kgf). que nos possibilitará obter um concreto asfáltico com o melhor desempenho estrutural. Através destes gráficos podemos escolher a melhor alternativa para a mistura asfáltica. expressa em 0. . em relação ao teor ótimo de ligante. De maneira geral.Exemplos de gráficos dos parâmetros obtidos no Ensaio Marshall A partir destes gráficos e da especificação relativa a mistura que se está projetando. 2008 – Pavimentação Asfáltica). defini-se o teor de projeto para o ligante. a relação betume vazios e volume de vazios é que definem o teor de ligante (vide Bernucci et al. .Figura 5 .