CONSTRUÇÃO DA SUPERESTRUTURA Tipos de Serviços em Pavimentação

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1 CONSTRUÇÃO DA SUPERESTRUTURA Tipos de Serviços em Pavimentação IMPRIMAÇÃO (Prime Coat) ADP Bases Granulares - Aumentar coesão superficial - Impermeabilização - Aderência com revestimento ADP: CM-30 e CM-70 Penetração: 0,5 a 1 cm Taxa: 0,9 a 1,4 litros/m 2 Temperatura de Aplicação: Gráfico T ( o ) x Viscosidade Faixa: 20 a 60 ssfurol

2 PINTURA DE LIGAÇÃO (Tack Coat) ADP Bases Coesivas Revestimentos antigos -Aderência com a camada sobrejacente -Proporção água-emulsão: 1:1 -Taxa de Aplicação: 1 litro/m 2 RR-1C; RR-2C RM-1C; RM-2C; RL-1C CR-70

3 REVESTIMENTOS ASFALTICOS Macadame Asfaltico Por Penetração Tratamento Superficial Simples Duplo Triplo Por Mistura Misturas Asfalticas

4 Macadame Asfáltico ou Betuminoso USO Revestimento Camada de Base Agregado graúdo ( 7,5 cm ) + Betume Tipos de Asfaltos o CAP 7 o CAP 150/200 o RR-1C o RR-2C Penetração Direta

5 Tratamento Superficial Simples (TSS) Asfalto Agregado Compactação Penetração invertida Cimento asfaltico de Petróleo: CAP 7 e CAP 150/200 Asfaltos Diluídos: CR-250; CR-800 e CR-3000 Emulsões Asfalticas: RR-1C e RR-2C Capa Selante : TSS cujo agregado é areia fina ou pó de pedra

6 Tratamento Superficial Duplo (TSD) Asfalto + Ag. graúdo + compactação + asfalto + Ag. Miúdo + compactação Tratamento Superficial Triplo (TST) Penetração invertida Agregados : Graúdo Médio - Miúdo Caminhão-tanque espargidor de emulsão Distribuidor de agregado

7 Misturas Asfalticas Misturas a Quente (Usina Fixa) Concreto Asfaltico (CBUQ) Pré-misturado a Quente Areia asfalto a quente Misturas a Frio Em Usina Fixa Em Usina Móvel Pré-misturado a frio Areia asfalto a frio Lama asfaltica

8 Execução com Pré-misturado a frio

9 Lama asfaltica Agregados miúdos + emulsão asfáltica. Espalhamento a frio. Espessura de revestimento: 3 a 5 mm - rejuvenescer a superfície envelhecida; - vedar trincas ou fissuras; - corrigir pequenas deformações ou princípio de desagregação do pavimento; - criar uma superfície anti-derrapante;

10 USINA GRAVIMÉTRICA

11 USINA VOLUMÉTRICA

12 USINA DE PRE-MISTURADO A FRIO

13 ENSAIOS COM MATERIAIS BETUMINOSOS Servem para certificação da qualidade dos diferentes tipos de asfaltos, levando em conta a composição química, propriedades e características com o objetivo de garantir um desempenho satisfatório e o pleno sucesso na sua aplicação. São normalizados por organismos nacionais e internacionais: Asfalt Institute (AI); American Society for Testing and Materials (ASTM); Road Research Laboratory (RRL); Instituto de Pesquisas Rodoviária (IPR); Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT); Instituto Brasileiro de Petróleo (IBP); Conselho Nacional de Petróleo (CNP); Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT);

14 Ensaio de Penetração (ASTM D5-94 e NBR 6576) Mede a consistência do CAP no estado semi-sólido através do seu grau de dureza. Profundidade, em décimo de milímetro, que uma agulha de massa padronizada (100 g) penetra numa amostra de cimento asfáltico (por 5 segundos) à temperatura de 25 C. CAP 30/45 Penetração: 3,0 a 4,5 mm CAP 85/100 Penetração: 8,5 a 10 mm = (1,58 x )/(pen 2,16 )

15 CAP - Cimento asfaltico de Petróleo Classificado por penetração a 25ºC (até 2005) em algumas refinarias: 30/45 50/60 85/ /200 Classificado por viscosidade a 60 C (até 2005): CAP 7 CAP 20 CAP 40

16 CAP - Cimento asfaltico de Petróleo Classificado por penetração a 25ºC (a partir de 2005): 30/45 50/70 85/ /200

17 Ensaio de Ponto de Amolecimento Anel e Bola Mede a temperatura na qual o asfalto possui uma determinada consistência. Velocidade de aquecimento: 5 o C/min. Deslocamento da esfera após o amolecimento do betume: 1 (2,5 cm) Temperatura (T) relacionada ao grau de consistência do CAP.

18 Ponto de Amolecimento - T ( o C) Anel e Bola Inicio do ensaio Final do ensaio

19 Ensaio de Consistência - Viscosidade O ensaio consiste na medida do tempo de escoamento de um determinado volume de líquido através de um orifício padronizado. A temperatura do ensaio é predeterminada. A unidade é expressa em segundos Saybolt-Furol CAP 7 CAP 20 CAP 50 Viscosímetro Saybolt Furol

20 Ductilidade Resistência à tração do ligante (Velocidade 5 cm/min). Empregado para ensaios de retorno elástico de asfaltos modificados. D 10 cm - Ligante oxidado por aquecimento elevado ou envelhecido. D muito alto - maior susceptibilidade à temperatura

21 Ensaio de Segurança Ponto de Fulgor Temperatura ( o C) Menor temperatura, na qual os vapores emanados durante o aquecimento do material asfaltico se inflamam quando expostos a uma fonte de ignição. Vaso aberto Cleveland Termômetro - evitar acidentes de trabalho - verificar contaminação possível do CA com solventes, asfalto diluído ou água.

22 Antiga Especificação para CAP no Brasil ( ) De acordo com as Especificações Brasileiras DNC 1992, os CAP eram classificados quanto à viscosidade até 2005 em: CAP 7, CAP 20, CAP 40. Características Unidades Valores Métodos CAP-7 CAP-20 CAP-40 ABNT ASTM Viscosidade a 60 o C P MB-827 D 2171 Viscosidade SF S 100 min 120 min 170 min MB-517 E 102 a 135 o C D 2170 a 177 o C s 15 a D 2161 (1) Efeito do Calor e do Ar (ECA) a 163 o C po 5 h Variação em massa % 1,0 max 1,0 max 1,0 max MB-425 D 1757 Relação de Viscosidade 4,0 max 4,0 max 4,0 max -2 Ductilidade a 25 o C cm 50 min 20 min 10 min MB-167 D 113 Indice de Suscetibilidade (-1,5) a (+1) (-1,5) a (+1) (-1,5) a (+1) -3 Térmica Penetração (100g,5s,25 o C) 0,1 mm 90 min 50 min 30 min MB-107 D 5 Ponto de Fulgor o C 220 min 235 min 235 min MB-50 D 92 Solubilidade em tricoloroetileno % massa 99,5 min 99,5 min 99,5 min MB-166 D 2042

23 Antiga Especificação para CAP no Brasil ( ) De acordo com as Especificações Brasileiras DNC 1992, os CAP eram classificados quanto à penetração até 2005 em: CAP 30-45, CAP 50-60, CAP , CAP Características Unidades Valores Metodos CAP 30/45 CAP 50/60 CAP 85/100 CAP 150/200 ABNT ASTM Penetração 0,1 mm 30 a a a a 200 MB-107 D 5 Ductilidade cm 60 min 50 min 100 min 100 min MB-167 D 113 Efeito do Calor e do ar (ECA) a 163 º C por 5 h Penetração (1) 50 min 50 min 47 min 40 min MB-107 D 5 Variação em massa (%) 1,0 max 1,0 max 1,0 max 1,0 max MB-425 D 1757 Indice de suscetibilidade térmica (-1,5) a (+1) (-1,5) a (+1) (-1,5) a (+1) (-1,5) a (+1) (2) Ponto de Fulgor O C 235 min 235 min 235 min 220 min MB-50 D 92 Solubilidade em tricoloretileno Viscosidade Saybolt Furol a 135 º C % massa 99,5 min 99,5 min 99,5 min 99,5 min MB-166 D 2042 s 110 min 110 min 110 min 110 min MB-517 E 102 D 2170 e D 2161 (3)

24 MISTURAS BETUMINOSAS DENSAS DOSAGEM MARSHALL

25 MISTURAS BETUMINOSAS Dosagem agregado graúdo + agregado fino + filler + betume. Resistência do Concreto Asfaltico (Durabilidade e Estabilidade) Teor de vazios Grau de compactação

26 Fluência ou deformação plástica Índice de vazios inicial ZONA A: Misturas pobres. O revestimento com pouca durabilidade, é permeável, sujeito a fissuração e sem resistência ao desgaste superficial. O tráfego provoca a desagregação da mistura e a degeneração do pavimento em pouco tempo. ZONA B: A mistura satisfaz às especificações. É estável e resistente e deixa uma pequena percentagem de vazios, para evitar a exsudação com a passagem do tráfego. Os vazios do agregado mineral atingem um valor mínimo, ao redor do qual deverá estar o teor ótimo de betume. ZONA C: Misturas ricas. Devem provocar deformações no revestimento, ocorrendo a exsudação do betume com a passagem do tráfego e, também, pela sua expansão devido o aumento da temperatura ambiente, tornando a superfície de rolamento escorregadia, principalmente nos dias de chuva.

27 PARÂMETROS NECESSÁRIOS PARA DOSAGEM DE CONCRETOS ASFALTICOS m b massa de betume m f massa de filler m agf massa de agregado fino m agg massa de agregado grosso m T massa total da mistura V v volume de vazios da mistura V B volume de betume V f volume de filler V agf volume de agregado fino V agg volume de agregado grosso V c volume de cheios V T volume total da mistura 1 Granulometria do Agregado: Determinação da densidade máxima 2 Densidade (ou massa especifica ) aparente da mistura ( d ) d m V T T d ma m m a i m a massa do c.p. ao ar m i massa do c.p. imerso em água

28 PARÂMETROS NECESSÁRIOS PARA DOSAGEM DE CONCRETOS ASFALTICOS 3 Densidade máxima teórica ( D ) - mistura suposta sem vazios 100 D % Ag D ag g % Ag D af f % F D f % B D %B teor de betume %F percentagem de filler %Agg percentagem de agregado grosso %Agf percentagem de agregado fino D B densidade do betume D F densidade do filler D ag densidade do agregado grosso D af densidade do agregado fino b D % B D B % F D F 100 % Ag D ag g % Ag D af f 4 Volume de vazios (V V ) : em relação ao volume total da mistura (% Vv) D d D

29 PARÂMETROS NECESSÁRIOS PARA DOSAGEM DE CONCRETOS ASFALTICOS 5 - % de vazios cheio com betume (%)VCB (%) VCB d % B D B 6 - % de Vazios do agregado mineral (%)VAM (%)VAM = (%)V V + (%)VCB 7 Relação Betume vazios (%)RBV (%) VCB (%) RBV 100 (%) VAM 8 ESTABILIDADE (E): É a carga (kgf) sob a qual o corpo de prova rompe quando submetido à compressão diametral. 9 FLUÊNCIA (f): é a deformação (em 0,01 ou 0,1 mm) que o corpo de prova sofre quando rompe no ensaio de compressão diametral.

30 Métodos de Ensaios Marshall Triaxial Smith Compressão Simples (LCPC) Compressão Diametral (DNER) Hveen Hubbard Field

31 Ensaio de Estabilidade Marshall

32 Ensaio de Estabilidade Marshall Equipamentos Soquete Marshall Molde cilíndrico Medidor de fluência (Leit. esc. 0,01-0,254 mm) Prensa Marshall (Cap. até lb kgf) (Peso: 4,54 kg; Alt. queda: 45,72 cm) (Diâmetro 10,16 cm; Altura: 6,35 cm) Prensa elétrica

33 Preparação do Corpo de Prova Agregados e betume aquecidos na temperatura especificada. Após misturados em moinho próprio, compactado em molde aquecido: 35 a 50 golpes em cada face: tráfego leve 50 a 75 golpes : tráfego médio 75 a 100 golpes : tráfego pesado e muito pesado Moldagem de 2 a 3 c.p. para cada teor de betume. Após moldagem: - Pesagem do c.p. - Determinação do volume (medida direta e/ou imersão). - Determinação da massa especifica aparente da mistura. Imersão do c.p. em banho-maria a 60 º C (20 a 60 min). Execução do ensaio Compressão diametral do c.p. na prensa Marshall; Na ruptura, leitura do valor da Estabilidade (kgf). Leitura do valor da fluência do c.p. (0,01 )

34 Apresentação dos resultados Planilha de dosagem Marshall

35 Apresentação dos Resultados B 5 Teor ótimo de betume B1 B2 B3 B4 B5 (%) B 5 Traço da mistura: (%) Betume + (%) Agregados = 100%

36 ESPECIFICAÇÕES - D.N.I.T Características recomendadas para estradas e aeroportos Determinações Critério - Pressão dos pneus 7 kgf/cm 2 14 kgf/cm 2 Estabilidade Marshall (kgf) Deformação plástica (0,01 pol) Porcentagem de vazios não preenchidos (%Vv) a) Concreto asfáltico b) Areia-asfalto c) Binder Percentagem de vazios preenchidos em materiais betuminosos (%RBV) a) Concreto asfáltico b) Areia-asfalto c) Binder Limites sugeridos para misturas betuminosas Tráfego Ensaio Pesado e muito Médio Leve Marshall pesado Mínimo Máximo Mínimo Máximo Mínimo Máximo N o de golpes em cada face do c.p Estabilidade (lb) Fluência (0,01 ) Vazios (%) RBV (%)

37 ESPECIFICAÇÕES GRANULOMÉTRICAS - DNIT

38 Exercício de Aplicação Um c.p. de mistura betuminosa foi submetido ao ensaio de estabilidade Marshall, onde são conhecidos os seguintes dados: Teor de betume = 5% ; densidade do betume = 1,0 Massa específica aparente da mistura = 2,23 g/cm 3 Agregado A: 38% ; densidade = 2,66 g/cm 3 Agregado B: 62% ; densidade = 2,68 g/cm 3 Estabilidade do c.p. = 440 kgf Fluência do c.p. = 8,3 mm Determinar: a) qual o traço da mistura; b) a densidade máxima teórica da mistura; c) o volume de vazios; d) o volume cheio com betume; e) os vazios do agregado mineral; f) a relação betume vazios g) verificar se a mistura atende a especificação; Especificação para a mistura: Estabilidade mínima: 350 kgf Fluência: 6 14 mm %Vv = 3 a 6 % %RBV = 75 a 85% - Traço da mistura Agregados + betume = 100% ( %A + %B ) = 100% - 5% = 95% %A = 0,95 x 38 = 36,1% %B = 0,95 x 62 = 58,9% Traço: Agregado A = 36,1% ; Agregado B = 58,9% ; Teor de betume = 5%

39 Densidade máxima teórica: D 100 % B % Ag. A % Ag. B d D D B A B 100 D D = 2,43 g/cm ,1 58,9 1,0 2,66 2,68 Vol. de vazios da mistura D d 2,43 2,23 % Vv D 2,43 %V V = 8,2% Vol. cheio com betume % VCB d d o o B B 2, %VCB = 11,15% Vazios do agregado mineral %VAM = %V V + %VCB %VAM = 19,35% Relação betume vazios % VCB 11,15 % RBV %RBV = 57,6% % VAM 19,35 Resp. : A mistura não se enquadra nas especificações (%Vv e %RBV). Apresenta muitos vazios e pouco betume.

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42 MAQUINAS PAVIMENTADORAS

43 USINA GRAVIMÉTRICA

44 USINA VOLUMÉTRICA