Influência da formulação de esqueletos minerais na deformação permanente de misturas de concreto asfáltico densas

Abstract

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a influência da formulação de esqueletos minerais na deformação permanente de misturas asfálticas densas, a partir de dois métodos distintos: tentativa e teórico. O método por tentativa é majoritariamente adotado no Brasil na formulação de misturas asfálticas, utilizando frações comerciais heterogêneas, sem qualquer controle preciso da distribuição individual das partículas, com o objetivo de enquadrar as formulações em faixas granulométricas normatizadas pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). O método teórico utiliza-se de cálculos efetuados a partir da Equação de Füller-Talbot e de um fracionamento individual controlado dos diâmetros das partículas, fixando o diâmetro máximo e o percentual passante na peneira de menor abertura da série escolhida para a formulação. Assim, é possível estabelecer uma composição granulométrica capaz de gerar um preenchimento gradual dos vazios formados pelas partículas com diâmetros maiores, em relação às de menor tamanho. Neste contexto, são comparadas três formulações de misturas asfálticas, utilizando o mesmo tipo de ligante betuminoso (CAP 50/70 puro), com variação da composição das matrizes granulométricas, todas oriundas da britagem de rocha granítica, a saber: formulação por tentativa, denominada curva prática (CP), formulação por tentativa com ajuste gráfico direto dos percentuais granulares (CPajustada), e curva teórica (CT). A metodologia Marshall, em função de ser oficialmente adotada no Brasil pelo DNIT, foi utilizada para indicar inicialmente os teores ótimos de ligante betuminoso a serem utilizados nas dosagens, em conjunto com o ensaio de resistência à tração indireta. Entretanto, ensaios mais acurados e com estreita relação campo/laboratório, baseados na metodologia francesa de formulação, avaliaram a habilidade de compactação pelo uso da Prensa de Compactação Giratória (PCG) e a resistência à deformação permanente. Também foram avaliados o nível de rugosidade e a drenabilidade superficial das misturas asfálticas formuladas. Os resultados obtidos indicam que o método teórico é mais eficiente na formulação de esqueletos minerais quando comparados aos métodos por tentativa, garantindo melhor entrosamento das partículas, menor consumo de ligante na dosagem e maior resistência à deformação permanente das misturas asfálticas.

Abstract : The main aim of this research is to evaluate the influence of mineral skeletons formulation on rutting resistance of dense asphalt mixes from two distinct methods: trial and theoretical. Method by trial is majorly adopted in Brazil to formulate asphalt mixes, using heterogeneous commercial granular fractions without an accurate control regarding individual distribution of the particles, aiming at to try to fit a given formulation into gradation bands standardized by the Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Otherwise, theoretical method is based on rational calculus from Equations, as that of Füller-Talbot, comprising a controlled individual fractioning of the particle diameters, fixing the maximum diameter and the percent passing through the smallest sieve opening concerning the series chosen. Thus, it is possible to establish a granulometric formulation able to gradually fill in the voids generated by the particles with bigger dimensions. They are compared three asphalt mix formulations, using the same asphalt binder 50/70 pen in pure form, but varying the granulometric matrix formulation, being all of them provided by granitic crushed rock, such as: formulation by trial, named practical curve (CP), formulation by trial with a direct graphical adjustment of the granular percents (CPadjusted) and theoretical curve (CT). Due to being the official asphalt mix dosage procedure adopted in Brasil by DNIT, Marshall methodology was chosen to initially indicate the asphalt binder optimum content of the formulations, together with indirect tensile test. However, more accurate field/laboratory tests, based on the French formulation methodology, evaluated the compacting workability by the use of Giratory Compacting Shear Press and the resistance to rutting. They were also evaluated the roughness level and surface drainability of the asphalt mixes formulated. The results obtained indicate that the theoretical method is more efficient to formulate mineral skeletons when compared to the methods by trial, due to guarantee better particle interlocking, less asphalt binder consuming in dosage and higher asphalt mix rutting resistance.