Conheça os principais detalhes a se ficar atento para não errar na dosagem Marshall. Confira!

A resistência e a estabilidade das misturas asfálticas dependem, em grande medida, da correta dosagem dos elementos que compõem a mistura. A partir de uma curva granulométrica definida, o processo de dosagem do material é realizado através de uma série de procedimentos experimentais para a determinação do teor ideal de ligante asfáltico para a mistura.

O método de dosagem mais usado mundialmente faz uso da compactação por impacto e é denominado método Marshall em referência ao engenheiro Bruce Marshall que o desenvolveu na década de 1940. No Brasil, a Norma DNER-ME 043/95 descreve a forma de se obter os parâmetros mecânicos de estabilidade e fluência correspondentes à dosagem Marshall tradicional, e as especificações de serviço de Concreto Asfáltico (como a DNIT 031/2006-E e a DER/PR ES-PA 21/23) determinam as características finais desejadas para cada mistura.

As dosagens Marshall das misturas de Concreto Asfáltico denso realizadas no E-Vias contam com as seguintes etapas:

  • Fracionamento dos agregados;
  • Granulometria de cada um dos agregados componentes da mistura (DNER ME 412/2019 ME);
  • Definição da curva granulométrica;
  • Dosagem e compactação dos corpos de prova (DNER ME 043/95): ao todo são moldados 42 corpos de prova, sendo 6 para o teste pioneiro, 30 para a análise da curva com 5 teores, e, por fim, mais 6 para conferência do teor final.
  • Densidade Aparente de todos os corpos de prova (DNIT 428/2022 ME);
  • Densidade Máxima Medida, ou “RICE TEST” (DNIT 427/2020 ME);
  • Resistência à Tração por Compressão Diametral (DNIT 136/2018 ME);
  •  Estabilidade e Fluência (DNER ME 043/1995).

A partir dos ensaios de Densidade Aparente e Densidade Máxima Medida são calculados os parâmetros volumétricos da mistura, como Volume de Vazios (%Vv), Vazios Cheios de Betume (%VCB); Vazios do Agregado Mineral (%VAM) e Relação Betume Vazios (RBV).

Durante o processo de dosagem, são inúmeros os fatores que conferem variabilidade ao resultado. A seguir estão relacionados alguns dos pontos que merecem destaque:

É importante ressaltar que todas as variações acima relacionadas atendem ao Método de Ensaio DNER ME 043/1995, contudo, é estimável que o laboratório de dosagem busque as alternativas que irão agregar maior confiabilidade ao resultado, como o uso de compactador mecânico e prensa automática, que sofrem menor interferência do operador em relação aos métodos manuais.

Outro ponto que merece destaque é a realização do ensaio de Densidade Máxima Medida (Gmm), conhecido como ensaio RICE (DNIT 427/2020 ME), em detrimento do cálculo da densidade máxima teórica (DMT). A Gmm ou a DMT são usadas no cálculo do percentual de vazios de misturas asfálticas compactadas e no cálculo da absorção de ligante pelos agregados e do teor de asfalto efetivo da mistura asfáltica. A principal diferença entre essas densidades é que a Gmm considera a absorção de asfalto pelos agregados, enquanto a DMT não. Dessa forma, projetos de dosagem realizados pelos dois métodos irão apresentar resultados diferentes (dosagem realizada pela Gmm requer maior teor de ligante).  É preciso ainda ter atenção em relação à Especificação de Serviço a ser atendida, já que alguns órgãos já exigem que as dosagens sejam realizadas utilizando a Gmm, como no caso do DER-PR.

Por fim, outro item que é preciso estar atento é o método utilizado para realização do ensaio de Densidade Aparente (Gmb). Em 2020 o DNIT atualizou o Método de Ensaio e lançou a Norma DNIT 428/2020 ME, que foi atualizado em 2022 – DNIT 428/2022 ME, cancelando e substituindo sua versão anterior, a Norma DNER-ME 117/94. O método recente exige que a densidade seja calculada considerando os pesos do corpo de prova seco, submerso e saturado com superfície seca. Já a versão anterior considerava apenas os pesos do corpo de prova seco e submerso. O resultado é que as densidades obtidas pela antiga Norma DNER-ME 117/94 são maiores que aquelas obtidas pela Norma DNIT 428/2022 ME, já que esta considera os poros permeáveis da amostra. Contudo, a Norma DNER-ME 117/94 não está mais em vigor e não pode ser utilizada.

Conheça a importância da dosagem correta

Falhas no processo de dosagem podem resultar em misturas asfálticas com teor de ligante aquém ou além do necessário, e essa falta ou excesso de material asfáltico resulta no surgimento de defeitos precoces na estrutura, reduzindo seu desempenho e sua vida útil. A seguir são relacionados algumas das possíveis consequências de falhas de dosagem:

Desagregações ou trincamento por fadiga em função do baixo teor de ligante

A desagregação e o trincamento por fadiga são fenômenos que ocorrem quando a coesão interna da mistura asfáltica é comprometida. Este comprometimento geralmente é o resultado de um teor insuficiente de ligante na mistura. Analisando mais detalhadamente:

Coesão e adesão: O ligante asfáltico desempenha um papel crucial na coesão e adesão entre os agregados. Uma quantidade insuficiente de ligante resulta em uma ligação fraca entre os agregados, tornando a mistura suscetível à desagregação sob cargas repetidas ou sob condições climáticas adversas.

Trincamento por fadiga: Este tipo de trincamento ocorre devido à incapacidade da mistura asfáltica de resistir a cargas repetitivas. Quando a mistura não tem ligante suficiente, ela perde sua flexibilidade e capacidade de distribuir cargas de maneira eficaz. Com o tempo, pequenas fissuras podem se desenvolver e, sob cargas contínuas, essas fissuras se propagam, levando ao trincamento por fadiga.

Infiltração de água: O baixo teor de ligante também pode aumentar a permeabilidade da mistura, permitindo a infiltração de água. A água infiltrada pode exacerbar o trincamento e a desagregação, principalmente em regiões com ciclos frequentes de chuvas.

Exsudação ou afundamento plástico em função do excesso de ligante na mistura asfáltica

O excesso de ligante em uma mistura asfáltica pode resultar em problemas igualmente sérios, como a exsudação e o afundamento plástico. Vejamos os detalhes:

Exsudação: A exsudação ocorre quando o excesso de ligante migra para a superfície da mistura asfáltica. Esta migração pode ser causada por altas temperaturas ou pela ação de cargas repetidas. Misturas com baixo volume de vazios possuem uma tendência maior a apresentar exsudação. Quando na superfície, o ligante pode torná-la escorregadia e perigosa, especialmente sob condições úmidas.

Afundamento plástico: O afundamento plástico refere-se à deformação permanente da mistura asfáltica sob cargas estáticas ou de tráfego lento. Quando há muito ligante na mistura, a coesão interna é reduzida, tornando-a mais maleável e suscetível a deformações. Isso é comumente observado em áreas de tráfego pesado, como paradas de ônibus ou interseções, e é potencializado em condições de temperaturas elevadas.

Resistência ao envelhecimento: O excesso de ligante pode também reduzir a resistência da mistura ao envelhecimento. Com o passar do tempo, o ligante pode endurecer e tornar-se quebradiço, resultando em rachaduras na superfície.

Ambos os cenários – baixo teor de ligante e excesso de ligante – ilustram a importância de uma dosagem adequada na mistura asfáltica. Uma mistura bem equilibrada maximiza a durabilidade e o desempenho do pavimento, além de proporcionar segurança aos usuários.

Experiência e qualidade na aplicação

Além desses pontos, é essencial considerar os seguintes aspectos ao trabalhar com a dosagem Marshall:

Experiência e treinamento: A capacidade de interpretar corretamente os dados gerados pelo ensaio Marshall é crucial. Um técnico ou engenheiro com experiência pode detectar nuances ou discrepâncias que podem ser negligenciadas por alguém menos experiente. Investir em treinamento adequado e atualizações frequentes é fundamental.

Calibração e manutenção dos equipamentos: Os equipamentos usados, especialmente as balanças, estufas e a prensa Marshall, devem ser regularmente calibrados e mantidos em boas condições. Equipamentos descalibrados ou mal conservados podem levar a leituras imprecisas, afetando a confiabilidade dos resultados.

Controle de qualidade dos materiais: A qualidade dos agregados e ligantes asfálticos pode variar de uma fonte para outra. Portanto, é crucial sempre caracterizar e validar a qualidade dos materiais antes de usá-los nos ensaios.

Condições ambientais: A temperatura e a umidade podem influenciar no comportamento da mistura asfáltica. Portanto, é importante que os ensaios sejam realizados em condições controladas, ou, pelo menos, que as condições ambientais sejam registradas para que possam ser levadas em consideração ao interpretar os resultados.

Repetição de testes: Para garantir a confiabilidade dos resultados, é recomendado realizar o ensaio repetidas vezes e calcular a média dos resultados. Variações significativas entre repetições podem indicar um problema no processo, na amostragem ou nos materiais.

Consultas e atualizações frequentes: Normas e especificações podem ser atualizadas ao longo do tempo. Estar atualizado com as melhores práticas e normas mais recentes é vital para garantir a relevância e a precisão do processo de dosagem.

Por fim, é essencial que qualquer desvio observado durante o ensaio seja documentado e analisado. Erros e inconsistências podem ocorrer, mas o importante é aprender com eles e tomar medidas para evitar a repetição. Ao adotar uma abordagem sistemática e meticulosa, é possível otimizar a dosagem Marshall e assegurar uma mistura asfáltica de alta qualidade que atenderá às demandas de qualquer projeto.

O E-Vias faz parte da Rede Brasileira de Laboratório de Ensaios – RBLE (CRL 1709) e conta com um Sistema de Gestão da Qualidade que confere confiabilidade aos resultados dos ensaios. Fazem parte do sistema processos como: treinamento e monitoramento do pessoal; calibração e análise crítica dos certificados de calibração; checagem diária, intermediária e verificação interna dos equipamentos; participação de programas inter e intralaboratoriais; entre outros. Quer conhecer todas as nossas soluções para obras rodoviárias? Então, acesse o nosso site ou fale conosco através de um dos nossos canais de atendimento.