Como obter o Módulo de Resiliência e Coeficiente de Poisson

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Fonte: Autor desconhecido

O módulo de resiliência é a relação entre a tensão aplicada no material e a deformação sofrida, sendo a capacidade de um material não continuar deformado após cessar a aplicação da carga.

Esse parâmetro é normalmente determinado de duas maneiras, no laboratório ou em campo. Quando a determinação ocorre em campo ela é por retroanálise, ou seja, analisando a deformação que o material vem sofrendo na aplicação do tráfego. No laboratório a determinação ocorre pela relação entre tensão aplicada e deformação sofrida em um corpo de prova.

Para determinar o módulo de resiliência em laboratório pode-se utilizar o ensaio triaxial de cargas repetidas e o ensaio de compressão diametral ou tração indireta, também conhecido como Brazilian Test.

ENSAIO TRIAXIAL DE CARGAS REPETIDAS

O ensaio triaxial de carga repetida é descrito na DNIT 134/2018 – ME. Nesse ensaio o corpo de prova é submetido a cargas com ciclos de 0,1 segundos, seguido de um repouso de 0,9 segundos. A frequência da aplicação de carga no ensaio é de 1 Hz, que correspondem a 60 ciclos por minuto.

Antes de iniciar o ensaio triaxial, o corpo de prova é submetido a carregamentos cíclicos para que seja eliminada as deformações permanentes do material que podem ocorrer nas primeiras aplicações de carga. O processo de condicionamento ocorre por 500 ciclos de cada par de tensões, Quadro 1.

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Quadro – Condicionamento do CP. Fonte: DNIT 134 (2017)

Durante a fase de condicionamento ou no decorrer do ensaio, se for alcançado uma deformação permanente superior a 5% da altura do CP, o ensaio deve ser interrompido e os resultados descartados.

Para o caso de solos de subleito, a fase de condicionamento ocorre apenas para o primeiro par de tensões. Para determinar o modulo de resiliência são aplicados 18 pares de tensões para se obter as leituras de deformações específicas. Para cada par de tensões é aplicado um mínimo de 10 ciclos. Ao final do ensaio, o CP deve ser pesado e levada a uma estufa com aproximadamente 110 graus célsius por 48 horas. A Figura 1 ilustra o ensaio e a Quadro 2 os ciclos de carregamento.

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Figura 1 – Ensaio Triaxial. Fonte: DNIT 134 (2010)
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Quadro – Ciclos de carregamentos para Módulo de Resiliência. Fonte: DNIT 134/2017.

ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAMETRAL / TRAÇÃO INDIRETA (BRAZILIAN TEST)

O ensaio de compressão diametral é utilizado para determinar o módulo de resiliência de misturas asfálticas e cimentados, e é conhecido no exterior como Brazilian Test, descrito no DNIT 135/2018 – ME.

Nesse ensaio é moldada uma amostra em um corpo de prova cilíndrico com dimensões idênticas as que são utilizadas no ensaio Marshall, o que facilita sua utilização.

É realizado um registro do deslocamento horizontal sofrido pela amostra nas extremidades a cada aplicação de carga, possibilitando determinar o módulo de resiliência e também a resistência a tração indireta.

O ensaio de compressão diametral é o ensaio mais comum no Brasil para determinar o modulo de resiliência de misturas asfálticas, utilizando também frequências de 1Hz e com tempo de duração da aplicação de carga de 0,1 segundos. A Figura 2 ilustra o ensaio de compressão diametral.

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Figura 2 – Ensaio de Compressão diametral. Fonte: http://www.grecaasfaltos.com.br/

No ensaio de compressão diametral o corpo de prova é submetido a aquecimento por 2 horas, a fim de obter uma temperatura de 25°, 30°, 45° ou 60° Célsius. O CP é posicionado no pórtico e aplica-se a carga progressivamente a uma deformação de 0,8 +- 0,1 mm/s até que ocorra a ruptura. A Carga da ruptura (F) é anotada e aplicada na Equação 1 para determinar a resistência a tração indireta em MPa.

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Equação 1 – Resistência a tração.

Sabendo a resistência a tração, aplica-se para a fase de condicionamento 200 vezes uma carga F que resulte de 30% da resistência a tração do material. Em seguida, o material é submetido 500, 600 e 700 vezes a carga F, com as deformações registradas no oscilógrafo. Com isso, o módulo de resiliência é obtido pela Equação 2. Onde Delta H é a variação no oscilógrafo para 500, 600 e 700 aplicações, e “mi” é o coeficiente de Poisson do material.

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Equação 2 – Módulo de resiliência.

COEFICIENTE DE POISSON

O coeficiente de Poisson é dado pelo inverso da relação entre a deformação vertical imposta pela deformação horizontal sofrida pelo material, durante um ensaio de compressão uniaxial. A realização de ensaios para determinar o coeficiente de Poisson não é comum, dessa forma o Quadro 3 apresenta as faixas de variação do coeficiente de Poisson para os materiais de pavimentação.

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Quadro 3 – Coeficiente de Poisson. Fonte: Balbo (2007)

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Fontes:

BALBO, José Tadeu, “PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: Materiais, projeto e restauração”. São Paulo, 2007.

BERNUCCI, L.B; MOTTA, L.M.G; CERATTI, J.A.P; SOARES, J.B. “PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: Formação básica para Engenheiros”. Rio de Janeiro, 2008.

DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. “DNIT ME 134 – MODULO DE RESILIÊNCIA PELO TRIAXIAL DE CARGAS REPETIDAS”. Rio de Janeiro, 2018.

DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. “DNIT ME 135 – MODULO DE RESILIÊNCIA POR COMPRESSÃO DIAMETRAL”. Rio de Janeiro, 2018.

DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. “MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO”. IPR 719. Rio de Janeiro, 2006.

PEIXOTO, Creso de Franco; “GENERALIDADES DE PAVIMENTAÇÃO RODOVIÁRIA”. Rio Claro, 2003.

PRIETO, Valter; “NOTAS DE AULA – SUPERESTRUTURA RODOVIÁRIA”. Centro Universitário da FEI. São Bernardo do Campo, 2016.

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