Prof. Engº Pery C. G. de Castro. Revisado em outubro de 2009 PARTE - III PROJETO DA MISTURA RECICLADA A QUENTE

Transcrição

1 Prof. Engº Pery C. G. de Castro Revisado em outubro de 2009 PARTE - III PROJETO DA MISTURA RECICLADA A QUENTE 1

2 ORIENTAÇÃO PARA PROJETO DA MISTURA RECICLADA A QUENTE 1) Definição das porcentagens dos materiais; 2) Seleção do tipo, quantidade do cimento asfáltico e do agente de reciclagem, se usado; 3) Neste processo de reciclagem é usado 10% a 70% RAP; 4) Nas usinas convencionais usar de 10% a 30% RAP; e 5) Nas usinas tambor-misturador usar de 10% a 50% e em casos especiais até 70%. A orientação geral está indicada no Fluxograma a seguir. FLUXOGRAMA PARA O ESTUDO DA MISTURA RECICLADA) 2

3 COMPONENTES DA MISTURA Agregado Revestimento asfáltico velho fornece Agregado novo Asfalto envelhecido Agregado proveniente da Base Granular RAM Asfalto novo com ou sem agente de reciclagem ESTUDO DOS MATERIAIS DISPONÍVEIS 3

4 CÁLCULO DA PARTICIPAÇÃO DO RAP NA MISTURA RECICLADA EM RELAÇÃO AO PESO DO AGREGADO Participação do asfalto do RAP = %ASF RAP.M %ASF x %AG x %AG % ASF RAP RAP M RAP.M %ASF RAP = %asfalto no RAP %AG RAP %AG M = % agregado no RAP = % agregado na mistura reciclada CÁLCULO DA PARTICIPAÇÃO DO RAP NA MISTURA RECICLADA EM RELAÇÃO AO PESO DA MISTURA %ASFRAP.M %ASFRAP %AGM x AGRAP %ASFRAP %ASF RAP.M %ASF RAP %AG M %AG RAP = participação do asfalto RAP na mistura total = % de asfalto no RAP = % do agregado na mistura reciclada = % do agregado no RAP 4

5 DETERMINAÇÃO DA PORCENTAGEM ESTIMADA DE ASFALTO NA MISTURA RECICLADA Fórmula empírica: P% = 0,035a + 0,045 + k.c + F P% = % total de asfalto em relação ao peso da mistura a = % partículas retidas na peneira nº8 b = % partículas que passam na peneira nº8 e retidas na peneira nº200 c = % partículas que passam na peneira nº200 a) k = 0,15 : %passa do agregado nº200: 11% - 15% k b) k = 0,18 : %passa do agregado nº200: 6% - 10% c) k = 0,20 : %passa do agregado nº200: <5% F = depende das características de absorção do agregado, varia de 0 a 2% (usar 0,7%) PORCENTAGEM DE ASFALTO NOVO A SER ADICIONADO À MISTURA %ASF N %ASF N = P% - %ASF RAP.M Calculo da % de asfalto novo, R%,em relação ao asfalto total da mistura R% %ASF P% N 5

6 TIPOS DE CIMENTO ASFÁLTICO VISCOSIDADE DE REFERÊNCIA A viscosidade de referência para a mistura *asfalto envelhecido do RAP, asfalto novo, e agente de reciclagem (se for usado) é o centro da faixa da viscosidade absoluta do tipo de CAP que for usado. CATEGORIA DO TRÁFEGO CLIMA TEMPERADO QUENTE BASE DA CLASSIFICAÇÃO VISCOSIDADE DE REFEFERÊNCIA 1) Rodovias Pesado e muito pesado CAP CAP CAP 20 CAP 20 PENETRAÇÃO VISCOSIDADE (*) poises Médio e leve CAP 85- CAP 85- CAP 7 CAP 7 PENETRAÇÃO VISCOSIDADE( *) 1 poises 2) Vias urbanas Pesado e muito pesado CAP CAP CAP 20 CAP 20 PENETRAÇÃO VISCOSIDADE (*) poises Médio e leve CAP 85- CAP 85- CAP 7 CAP 7 PENETRAÇÃO VISCOSIDADE (*) 1 poises A viscosidade de referência é usada para definir o tipo de CAP e/ou agente de reciclagem a ser empregado com o asfalto envelhecido do RAP. (*) viscosidade absoluta 6

7 ORIENTAÇÕES DO IA NA SELEÇÃO DO CAP Orientação do The Asphalt Institute para a seleção do CAP: Se a quantidade do RAP for igual ou inferior a 20%, não considerar a viscosidade do CAP existente no RAP; e Se for utilizado mais de 21% do RAP mude o grau do asfalto para o seguinte. DETERMINAÇÃO DO TIPO DE CAP A SER USADO NA RECICLAGEM São necessários os seguintes elementos: a) Viscosidade do asfalto do RAP = poises b) % do asfalto novo em relação ao asfalto total da mistura: %ASF R% novo %ASFtotal PROCEDIMENTO a) Na vertical R=0, significa somente asfalto envelhecido do RAP, marca-se sua viscosidade: Ponto A=40 000poises b) Usando a viscosidade de referência (2750) e a porcentagem R=62% de asfalto total na mistura, marca-se o ponto B. c) Prolonga-se a reta AB até a linha vertical R= (isto é corresponde somente ao asfalto novo) obtém-se o ponto C cuja viscosidade é 800poises. d) Esta viscosidade é obtida com a CAP 7 ( poises) e portanto não há necessidade de agente de reciclagem. 7

8 DETERMINAÇÃO DO TIPO DE CAP A SER USADO NA RECICLAGEM DADOS: a) Viscosidade do asfalto do RAP = (Ponto A) b ) % do asfalto novo na mistura: R% = 56% c) Viscosidade de referência : 2 750poises, ponto D PROCEDIMENTO 1) Marcar o ponto A: R=0 e viscosidade de poises poises 2) Marcar o ponto B: R=56% e viscosidade de 2 750poises (CAP 20) 3) Definir o ponto C ligando AB até R= 400poises Não existe CAP com esta viscosidade. 4) Usar agente de reciclagem (AR 1 ) que possui viscosidade cinemática cst (média de 112 cst) que é numericamente igual a 1,1 poises ponto E 5) Ligar DE: mostra a variação da viscosidade da mistura CAP Agente de reciclagem. Para R=0 só CAP e para R= só AR 1 6) Determinar a porcentagem do agente de reciclagem. A viscosidade de 400 poises determina em DE o ponto F que corresponde a 17% de AR 1 e 83% CAP20. O asfalto com viscosidade de 400 poises é obtido com mistura de: Asfalto do RAP + CAP 20 + AR 1 EXEMPLO DE CÁLCULO DOS COMPONENTES DA MISTURA E DA SELEÇÃO DO TIPO DE ASFALTO Um trecho homogêneo, com tráfego pesado, apresenta revestimento com espessura de 8cm apoiado sobre base granular. Defeito predominante: instabilidade. O pavimento não apresenta problemas estruturais (exceto o revestimento) Estudar reciclagem As amostras coletadas no trecho fornecem: a) %média de asfalto 6,5% (P% de asfalto do RAP) b) Granulometria dos agregados: (RAP) PENEIRA 19,00mm (3/4 ) 12,70mm (1/2 ) 9,50mm (3/8 ) 4,80mm (nº4) 2,40mm (nº8) 0,58mm (nº30) 0,30mm (nº50) 0,15mm (nº) 0,075mm (nº200) % QUE PASSA AGREGADO RAP BRITA ¾ PEDRISCO

9 CÁLCULO DOS COMPONENTES DA MISTURA E SELEÇÃO DO ASFALTO (continuação) c) Dispõe-se de agregado novo, constituído por brita ( <3/4 ) e pedrisco ( <3/8 ) d) Não se dispões de agregado recuperado (RAM) EXEMPLO I - COMPOSIÇÃO DO AGREGADO Usando método de Composição granulométrica obtém-se: Brita ¾ 25% Pedrisco 3/8 35% Agregado reutilizado (RAP) 40% 9

10 Exemplo I - CÁLCULO DA CURVA GRANULOMÉTRICA DA MISTURA RECICLADA PENEIRA AGREG. RAP (40%) % que passa AGREG.BRITA (25%) % que passa AGREG.PEDRISCO (35%) % que passa MISTURA % que passa 19,0mm 12,7mm 9,5mm nº4 nº8 nº30 nº50 nº nº200 x 0,40 = 40,0 92 x 0,40 = 36,8 86 x 0,40 = 34,4 72 x 0,40 = 28,8 58 x 0,40 = 23,2 32 x 0,40 = 12,8 24 x 0,40 = 9,6 15 x 0,40 = 6,0 8 x 0,40 = 3,2 x 0,25 = x 0,25 = x 0,25 = 6,3 7 x 0,25 = 1,7 3 x 0,25 = 0, x 0,35 = 35 x 0,35 = 35 x 0,35 = x 0,35 = 31,5 60 x 0,35 = 21,0 29 x 0,35 = 10,2 21 x 0,35 = 7,4 15 x 0,35 = 5,3 9 x 0,35 = 3,2 93,8 75,7 62,0 45,0 23,0 17,0 11,3 6,4 Exemplo I - PORCENTAGEM ESTIMADA DE ASFALTO PARA A MISTURA RECUPERADA P = 0,035a + 0,045b + k.c + F P = % asfalto P = 0,035 x 0,55 + 0,045 x 38,6 + 0,18 x 6,4 + 0,7 = 5,5% 10

11 Exemplo I - PORCENTAGEM DE ASFALTO ENVELHECIDO QUE ENTRA NA MISTURA RECICLADA % ASFRAP.M %AGM x %AG %ASF RAP.M - %ASF RAP %ASF RAP = 6,5% %AG M = - 5,5% = 94,5% %AG RAP.M = 40% % ASFRAP. M 0,45 x 40 6,5-6,5 2,63% Exemplo I - PORCENTAGEM DO ASFALTO NOVO R% EM RELAÇÃO AO TOTAL DE ASFALTO DA MISTURA RECICLADA R% %ASF P% novo % ASFnovo 5,5-2,63 2,87 R% 2,87 5,5 52% 11

12 Exemplo I - DETERMINAÇÃO DO TIPO E PORCENTAGEM DO ASFALTO NOVO E DO AGENTE DE RECICLAGEM 1)R=0 viscosidade = Ponto A 2)Tráfego pesado CAP-20 viscosidade de referência = Ponto D R% = 52 Ponto B 3) A e B definem para R= o Ponto A com viscosidade cinemática = 350poises. Não existe CAP com esta viscosidade; logo, usar agente de reciclagem 4)Usar AR 1 viscosidade média = 112cst 1,1 poises (E) 5)Viscosidade de 350p é obtida por uma mistura de CAP 20 e AR1 % AR1 é determinada pelo Ponto F 19% e %CAP 20 = 19% = 81% Estes valores são em relação à porcentagem de asfalto novo + agente de reciclagem (2,8%) na mistura final. 19 6) % AG de reciclagem 2,87 0, % CAP 20 2,87 2,32 % ASF do RAP na misutra 2,63 2,87 2,32 FINAL = 5,50 Exemplo I - ESTUDO DA MISTURA RECICLADA PELO MÉTODO MARSHALL COMPOSIÇÃO: a) Agregado: Brita ¾ % Pedrisco 3/ % Agregado do RAP % b) Asfalto: mistura Asfalto do RAP Asfalto CAP 20 Novo Agente de reciclagem AR 1 Moldagem: 3 corpos de prova para cada porcentagem de asfalto: 4,5% - 5,0% - 5,5% - 6,0% - 6,5% ÍTEM DISCRIMINAÇÃO % DE ASFALTO DO CORPO DE PROVA (1) % de asfalto na mistura 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 (2) % de agregado na mistura 95,5 95,0 94,5 94,0 93,5 (3) % do asfalto envelhecido do RAP na mistura 2,52 2,51 2,50 2,49 2,47 (4) % de asfalto novo, CAP 20, e /ou agente de reciclagem 4,5-2,52=1,98 5,0-2,51=2,49 5,5-2,5=3,0 6,0-2,49=3,51 6,5-,47=4,03 (5) % adicional de Brita ¾, Agregado Novo 23,9 23,8 23,6 23,5 23,4 (6) % adicional de pedrisco, agregado novo, na mistura 33,4 33,3 33,1 32,9 32,7 (7) % de agregado recuperado do RAP 38,2 38,0 37,8 37,6 37,4 (8) % do revestimento asfáltico recuperado na mistura: (3+7) 40,7 40,5 40,3 40,1 39,9 (9) MISTURA : (4)+(5)+(6)+(8) 12

13 Exemplo I - EXECUÇÃO DO ENSAIO MARSHALL Com estes materiais calculados executa-se o ensaio Marshall na modalidade convencional, observando: 1) O RAP deve ser aquecido e mantido na temperatura da mistura para perder umidade e facilitar a mistura; 2) O agregado deve ser aquecido 10ºC acima da temperatura de mistura; 3) Misturar primeiro: RAP e agregado novo aquecidos; 4) Misturar o asfalto novo e agente de reciclagem; 5) Misturar RAP, agregado novo, asfalto novo e agente de reciclagem; e 6) Moldagem Exemplo I - FAIXAS DE TRABALHO Com os resultados do ensaio Marshall são determinadas as faixas de trabalho para o: asfalto e agregado Dentro dos critérios para as misturas convencionais. 13

14 Exemplo II a) COMPOSIÇÃO DO AGREGADO Agregado do RAP = 25% Agregado novo b) COMPOSIÇÃO DO AGREGADO do RAP %asfalto : 4,88% Brita 3/4 = 35% Pedrisco = 40% viscosidade absoluta ; poises c) PORCENTAGEM ESTIMADA DO ASFALTO = 5,7% d) PORCENTAGEM DO ASFALTO DO RAP NA PORCENTAGEM TOTAL DE ASFALTO % ASFRAP. M 95,2 x 25 4,8-4,8 e) PORCENTAGEM DO ASFALTO NOVO EM RELAÇÃO À PORCENTAGEM TOTAL DE ASFALTO. % Asfalto novo na mistura = 5,7-1,2 = 4,5% 1,2% R% 4,5 5,7 78,9% EXEMPLO II - TIPO do CAP A viscosidade do asfalto deve ser poises. O CAP 7 tem viscosidade de poises Usando CAP 20 há necessidade de somente 4% de agente de reciclagem. A continuação é idêntica do Exemplo I. 14