Ensaio de Compressão Marshall

Objetivo

Determinar a resistência mecânica (estabilidade) e a deformação (fluência) de misturas betuminosas compactadas quando submetidas a carga de compressão aplicada diametralmente. Este ensaio é fundamental para avaliar a qualidade e adequação de misturas betuminosas para pavimentação, fornecendo parâmetros essenciais para o dimensionamento de pavimentos flexíveis e verificação da conformidade com especificações técnicas.

Normas Aplicáveis

ASTM D6927, EN 12697-34

Equipamentos e Materiais Necessários

• - Prensa Marshall com capacidade mínima de 30 kN
• - Sistema de medição de carga com precisão de 0,2 kN
• - Dispositivo para medição de deformação com precisão de 0,01mm
• - Molde de ensaio para posicionamento do provete, com segmentos curvos de aço
• - Banho-maria com controle termostático capaz de manter 60±1°C
• - Termômetro com precisão de 0,1°C e faixa de 0 a 100°C
• - Balança com capacidade mínima de 2kg e precisão de 0,1g
• - Paquímetro com precisão de 0,1mm
• - Luvas térmicas para manuseio de provetes quentes
• - Pinças adequadas para manipulação dos provetes
• - Cronômetro com precisão de 1 segundo
• - Recipiente com água a 25°C para determinação da baridade

Preparação da Amostra

Preparar provetes Marshall conforme procedimento padrão: aquecer os materiais, misturar, compactar com 50 ou 75 golpes por face, e desmoldar.

Procedimento Passo a Passo

1. 1. Preparação dos equipamentos:
2. a. Verificar a calibração da prensa Marshall e ajustar se necessário
3. b. Certificar-se que o sistema de medição de carga e deformação está operando corretamente
4. c. Preparar o banho-maria, configurando-o para manter temperatura constante de 60±1°C
5. d. Limpar e lubrificar as guias do molde de ensaio
6. e. Verificar o funcionamento do extrator de provetes
8. 2. Inspeção dos provetes Marshall:
9. a. Examinar visualmente cada provete quanto a defeitos ou irregularidades
10. b. Descartar provetes que apresentem deformações, fissuras ou outras anomalias
11. c. Garantir que os provetes estejam identificados corretamente
13. 3. Medição das dimensões dos provetes:
14. a. Medir a altura de cada provete em quatro pontos equidistantes ao redor da circunferência
15. b. Calcular a altura média e registrar com aproximação de 0,1mm
16. c. Medir o diâmetro em dois pontos perpendiculares entre si
17. d. Calcular o diâmetro médio e registrar com aproximação de 0,1mm
19. 4. Determinação da baridade aparente:
20. a. Pesar cada provete seco ao ar (m1)
21. b. Imergir o provete em água a 25±1°C por 3-5 minutos
22. c. Pesar o provete suspenso em água (m2)
23. d. Retirar, secar superficialmente com pano úmido e pesar novamente (m3)
24. e. Calcular a baridade: ρb = m1 / [(m3 - m2) × ρw], onde ρw é a densidade da água
26. 5. Condicionamento térmico:
27. a. Imergir os provetes no banho-maria a 60±1°C
28. b. Garantir que os provetes estejam completamente submersos
29. c. Manter os provetes nesta temperatura por 30-40 minutos
30. d. Definir um cronograma para ensaiar os provetes um a um, mantendo os demais no banho
32. 6. Montagem na prensa Marshall:
33. a. Retirar o provete do banho com auxílio de pinças ou luvas
34. b. Secar rapidamente a superfície com papel absorvente
35. c. Posicionar o provete centralizado no molde de ensaio
36. d. O tempo entre a retirada do banho e o início do carregamento não deve exceder 30 segundos
38. 7. Execução do ensaio:
39. a. Colocar o conjunto na prensa Marshall
40. b. Zerar os indicadores de carga e deformação
41. c. Iniciar o carregamento a uma taxa constante de 50,8mm/minuto
42. d. Monitorar continuamente a carga aplicada e a deformação correspondente
43. e. Registrar a carga máxima atingida (estabilidade)
44. f. Registrar a deformação correspondente à carga máxima (fluência)
45. g. Continuar o ensaio até que a carga comece a diminuir
47. 8. Correção da estabilidade:
48. a. Determinar o fator de correção com base na altura do provete (tabela específica)
49. b. Multiplicar a estabilidade medida pelo fator de correção
50. c. Para provetes de altura 63,5mm exatos, o fator é 1,00
51. d. Para outras alturas, consultar a tabela de correção da norma específica
53. 9. Repetição:
54. a. Repetir o procedimento para todos os provetes
55. b. Ensaiar no mínimo 3 provetes para cada condição ou tipo de mistura
56. c. Calcular a média dos valores de estabilidade e fluência
58. 10. Análise e documentação:
59. a. Calcular os valores médios de estabilidade corrigida e fluência
60. b. Verificar a variabilidade dos resultados (desvio padrão)
61. c. Comparar os resultados com os critérios de aceitação especificados
62. d. Documentar todas as observações relevantes e condições específicas do ensaio

Cálculos e Análise de Resultados

Referências/Bibliografia

ASTM D6927 - Standard Test Method for Marshall Stability and Flow of Asphalt Mixtures EN 12697-34 - Bituminous mixtures - Test methods - Part 34: Marshall test