O ensaio Marshall visa determinar a estabilidade e a fluência de misturas betuminosas de asfalto que são utilizados na pavimentação de rodovias, estradas e ruas. O método é utilizado a quente e a frio. Para a realização do ensaio Marshall, o DNIT desenvolveu duas normas que orientam na execução dos ensaios, que são:
Norma DNER-ME043/95 – Misturas betuminosas a quente
Apresenta os procedimentos para a determinação da estabilidade e da fluência de misturas betuminosas de cimento asfáltico, a quente, para uso em pavimentação, com agregado de tamanho de 25,4 máximo, por meio da prensa Marshall.
Norma DNER-ME 107 – Misturas betuminosas a frio, com emulsão asfáltica
Apresenta os procedimentos para a determinação da estabilidade e da fluência de misturas betuminosas de cimento asfáltico, usinado a frio, com emulsão asfáltica catiônica, com emprego da prensa Marshall.
Definições:
Betume: mistura líquida de alta viscosidade de cor escura e inflamável, obtido através da destilação direta do petróleo bruto. É formado principalmente por Carbono: 82 a 88%; Hidrogênio: 8 a 11%; Enxofre: 0 a 6%; Oxigênio: 0 a 1,5% e Nitrogênio: 0 a 1%.
Estabilidade Marshall – Resistência máxima a compressão radial, apresentada pelo corpo de prova, quando moldado e ensaiado que é expresso em N (Kgf)
Fluência Marshall – 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 (centésimo de polegada)
Gráficos típicos de ensaio Marshall
Abaixo são apresentado os gráficos típicos obtidos no ensaio Marshall onde temos o gráfico de:
- Massa específica aparente (g/cm³) vs Teor de asfalto (%)
- Massa específica máxima (g/cm³) vs Teor de asfalto (%)
- Volume de vazios (%) vs Teor de asfalto (%)
- Vazios de agregado mineral (%) vs Teor de asfalto (%)
- Relação betume/vazio (%) vs Teor de asfalto (%)
- Estabilidade (N) vs Teor de asfalto (%)
Prensa para realização do ensaio Marshall – Manual e Elétrica Automática
Para a realização do ensaio é necessário utilizar a prensa para ensaio Marshall que são encontrados em dois modelos principais sendo a Prensa Marshall Manual e a Prensa Marshall Automática.
Prensa Marshall – Manual
Prensa Marshall – Elétrica Automática
Conclusão
O ensaio Marshall não busca um valor máximo, e sim um ponto de equilíbrio. Aumentar o teor de ligante melhora a durabilidade e reduz vazios, mas a partir de certo ponto derruba a estabilidade e faz a mistura deformar sob tráfego. É o cruzamento dos seis gráficos que localiza o teor de projeto — e é por isso que o ensaio exige a série completa de corpos de prova, não uma medida isolada.
Caso precise de mais informações sobre o ensaio ou sobre a prensa mais indicada para o seu laboratório, fale com um de nossos especialistas.
Perguntas frequentes
O que é o ensaio Marshall?
É o ensaio que determina a estabilidade e a fluência de misturas betuminosas usadas em pavimentação de rodovias, estradas e ruas. Corpos de prova moldados com teores crescentes de asfalto são rompidos por compressão radial na prensa Marshall, e o conjunto de resultados define o teor de ligante da mistura.
O que é a estabilidade Marshall?
É a resistência máxima à compressão radial apresentada pelo corpo de prova moldado e ensaiado, expressa em newtons ou quilogramas-força. Ela indica a capacidade da mistura de suportar o carregamento do tráfego sem se deformar.
O que é a fluência Marshall?
É a deformação total do corpo de prova desde a carga inicial nula até a carga máxima, expressa em décimos de milímetro. Estabilidade e fluência são lidas no mesmo ensaio e precisam ser avaliadas juntas: uma mistura muito rígida resiste bem à carga, mas trinca; uma muito flexível acompanha a deformação, mas afunda.
Quais normas regem o ensaio Marshall?
Duas normas do DNER. A DNER-ME 043/95 trata das misturas betuminosas a quente, com agregado de tamanho máximo de 25,4 mm. A DNER-ME 107/94 trata das misturas usinadas a frio, com emulsão asfáltica catiônica. As duas descrevem a determinação de estabilidade e fluência com o emprego da prensa Marshall.
Qual a diferença entre a mistura a quente e a frio?
Na mistura a quente usa-se cimento asfáltico aquecido, e ela é a solução corrente para pavimentos de maior solicitação. Na mistura a frio usa-se emulsão asfáltica catiônica, que dispensa aquecimento e permite aplicação em obras menores e em manutenção. Cada uma tem sua norma de ensaio, mas o princípio da prensa é o mesmo.
O que é betume?
É a mistura líquida de alta viscosidade, escura e inflamável, obtida por destilação direta do petróleo bruto. Sua composição fica em torno de 82 a 88% de carbono, 8 a 11% de hidrogênio, até 6% de enxofre, até 1,5% de oxigênio e até 1% de nitrogênio.
Para que servem os gráficos do ensaio Marshall?
São seis curvas traçadas contra o teor de asfalto: massa específica aparente, massa específica máxima, volume de vazios, vazios do agregado mineral, relação betume/vazios e estabilidade. Nenhuma delas decide sozinha — o teor de projeto é o que atende simultaneamente aos limites especificados em todas.
Qual a diferença entre a prensa Marshall manual e a automática?
A manual depende do operador para manter a velocidade de carregamento e ler estabilidade e fluência nos mostradores. A prensa automática controla o avanço e registra a curva por software, o que reduz a dispersão entre operadores — relevante num ensaio em que se comparam dezenas de corpos de prova entre si.
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