Estudo da aplicabilidade do ultra-som na avaliação das propriedades do concreto asfáltico

Abstract

O ensaio do ultra-som faz parte dos ensaios não destrutivos de análise das propriedades dos materiais, que vem sendo usado comumente em diversas áreas da engenharia civil, devido à facilidade da operação, ao seu relativo baixo custo, rapidez na execução dos testes e à ausência de danos no material analisado. Estas condições permitem que o ensaio do ultra-som ofereça a viabilidade para que seja usado na realização de testes in situ. Neste trabalho, foi utilizado o ensaio de ultra-som pelo modo de transmissão indireta para estimar a espessura da camada de concreto asfáltico em 6 placas compactadas em camadas superpostas. O método ultra-sônico tem dado bons resultados para estimar espessuras de peças de concreto com cimento Portland, porém a mesma qualidade não foi obtida neste trabalho para concreto asfáltico. A velocidade de propagação da onda na camada superficial pode ser determinada com o uso deste ensaio. Na metodologia francesa, dois dos ensaios mais importantes na preparação das misturas de concreto asfáltico são: o ensaio de fadiga e o ensaio do módulo complexo. Estes ensaios são realizados com corpos de prova trapezoidais extraídos de placas, previamente compactadas, quer sejam extraídas de campo ou preparadas em laboratório, as quais devem apresentar uniformidade na distribuição dos granulares e homogeneidade dos vazios. Geralmente, o método para avaliação da homogeneidade na placa é o Gamadensimétrico Nuclear, contudo, este equipamento não está disponível. Por esta razão, busca-se com a técnica de ultra-som encontrar uma maneira de avaliar a homogeneidade nas placas que atenda as limitações de precisão e estatística indicadas nas normas dos ensaios de módulo complexo e fadiga. O trabalho avalia o uso do método de ultra-som, pelo modo de transmissão direto, em 10 placas de concreto asfáltico para a determinação da velocidade de propagação da onda. Um dos critérios de seleção dos corpos de prova trapezoidais a utilizar nos ensaio de fadiga e do módulo complexo é a porcentagem de vazios. Os valores resultantes das porcentagens de vazios dos corpos de prova trapezoidais foram comparados com as velocidades de onda obtidas nos ensaios com ultra-som. Com a finalidade de facilitar a análise dos dados, os resultados são apresentados de forma gráfica (curvas de igual velocidade, em três dimensões e em cortes). Este estudo verificou que, ainda que o ensaio de ultra-som possa detectar a variação na homogeneidade das placas de concreto asfáltico, o nível de precisão do aparelho utilizado ainda não permite que o ensaio seja usado com o objetivo de seleção de placas para a realização dos ensaios de fadiga e módulo complexo, já que a triagem dos corpos de prova finais é bastante rigorosa.

The ultrasound is a non destructive testing method that has been widely used in the construction industry, due to its portability, be easily operated, has low cost and does not cause damages on the surface materials under test. These conditions allow in practice to ultrasound be used as a reliable testing for in situ applications. In this research ultrasound has been used in its indirect mode of transmission to estimate the thickness of asphalt concrete layers. There were used a total of 6 slabs All of them were compacted as overlapped layers. It is known that ultrasound has successfully been used to estimate Portland cement concrete layers however, in this research using asphalt concrete the tests has not shown good results. The speed propagation of the wave in the surface layer can be determined with the use of this test. In the French methodology context, there are two important tests used in the asphalt mixes formulation, such as: complex modulus and fatigue tests. These tests are made with specimens of trapezoidal geometry, which are extracted from slabs previously compacted in the field or in laboratory. These slabs must have a uniform distribution of the granular particles and homogeneity related to the air void contents. Generally, the Nuclear Gammadensimetric is the device used to attest the homogeneity of slabs, however, it is not available in Brazil nowadays. Taking into account this fact, the ultrasound technique comes out as a way to attest the homogeneity of the asphalt mix slabs, according to the statistical and accurate limits indicated by the French standardized specifications concerning the complex modulus and fatigue tests. Hence, this paper evaluates the use of the ultrasound technique, in the indirect method of measurement of a total of 10 asphalt mix slabs, in order to determine the speed propagation of the wave. One of the criteria used for selecting the trapezoidal specimens is regarding the air void content. The values obtained from these air void contents were compared to the speeds of the waves determined by the ultrasound tests. In order to become easier the data analysis, the results are presented in charts (equal speed curves, in three dimensions and with details of the cross sections of the slabs). This research verified that even the ultrasound test can detect the variations concerning the homogeneity of the asphalt mix slabs, the level of accuracy of the device used is not recommendable for measurements viewing to select slabs for complex modulus and fatigue tests, due the selecting process specified by the French methodology be very rigorous.