MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL VIAS DE COMUNICAÇÃO. Luís de Picado Santos Misturas Betuminosas

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1 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL VIAS DE COMUNICAÇÃO Luís de Picado Santos Misturas Betuminosas Materiais elementares: betume e agregados Tipos correntes de misturas betuminosas 1/29 1

2 LIGANTES BETUMINOSOS Betume asfáltico tradicional Betume asfáltico Betume fluidificado Emulsão betuminosa écnica/disposiçõesnormativas/tabid/116/langu age/pt-pt/default.aspx Asfalto e Alcatrão Betume asfáltico modificado Modificado por adição de elastómeros ou plastómeros Modificado por adição de borracha Modificado por adição de resinas Modificado por adição de fibras Modificado por adição de enxofre Modificado por adição de colorante 2/29 2

3 Betume asfáltico (produção) 3/29 3

4 Betume asfáltico (características_en e 13924) PROPRIEDADES Penetração, 25ºC, 5s, agulha de 100 gr (Pen25) em décimos de mm Temperatura de amolecimento - Método anel e bola (Tab) em ºC Variação de massa após RTFOT (%, ±), max 0,5 Resistência ao endurecimento Pen25 retida após RTFOT em %, min 53 Aumento de Tab após RTFOT em ºC, max 11 Temperatura de inflamação em vaso aberto Cleveland, min, em ºC Solubilidade em tolueno ou xileno máxima em % Ponto de fragilidade de Fraass máximo em ºC Viscosidade cinemática min, 135ºC em mm 2 /s Tipos 10/20 20/30 35/50 50/70 70/ / / /330 4/29 4

5 Betume asfáltico (ensaio de penetração) 5/29 5

6 Betume asfáltico (temp. de amolecimento) 5ºC / minuto Legenda: 1 - Amostra de betume deformada 2 - Termómetro 3 Esfera (bola) 4 Anel com amostra de betume 5 - Vaso de vidro com água 6/29 6

7 Emulsões Betuminosas Consistem em dois líquidos imiscíveis, betume e água, e que se mantém estável devido ao emulsionante que se distribui à volta dos glóbulos de betume e estabelece aí uma camada de cargas eléctricas que repelem as dos outros glóbulos, mantendo assim o sistema em equilíbrio utilizam-se, fundamentalmente, dois tipos de emulsões betuminosas, as aniónicas (sabão básico) e as catiónicas (sabão ácido) As percentagens em massa do betume nestes produtos variam entre os 55 e os 65% e podem ser de rotura (saída da água e ligação do betume ao agregado) rápida, média e lenta. Na simbologia geralmente adoptada em Portugal usam-se os símbolos E para emulsão, A ou C para aniónica e catiónica, R, M, e L para rápida, média e lenta. Actualmente usados em impregnações de camadas granulares, regas de colagem entre camadas betuminosas, revestimentos superficiais e misturas betuminosas a frio 7/29 7

8 Emulsões Betuminosas 8/29 8

9 Asfalto e Rocha asfáltica Outros Alcatrão 9/29 9

10 Agregados - Produção 10/29 10

11 Agregados - Características Exigíveis Granulometria Resistência ao choque Forma Limpeza Adesividade Resistência ao Polimento 11/29 11

12 GRANULOMETRIA NP EN percentagem de material passad ,01 0, diâmetro das partículas (mm) 12/29 12

13 RESISTÊNCIA (índice de LA) 11 Esferas de aço+ Provete (5kg) Passar o material no peneiro de 1,6 mm; Secar em estufa o material retido e pesar (m). Tambor 500 voltas (31-33 r/min) 5000 m LA = 50 NP EN /29 13

14 FORMA (lamelação e alongamento) L Índice de achatamento e NP EN Índice de forma NP EN /29 14

15 LIMPEZA (azul de metileno) VAS (g/100g de solo) VAS 0,1 Descrição solos insensíveis à água 0,1 < VAS 0,2 solos muito pouco sensíveis à água 0,2 < VAS < 1,5 solos com sensibilidade à água VAS = 1,5 VAS = 2,5 VAS = 6,0 VAS = 8,0 NP EN valor que distingue os solos areno-siltosos dos areno-argilosos valor que distingue os solos siltosos pouco plásticos dos medianamente plásticos valor que distingue os solos siltosos dos argilosos valor que distingue os solos argilosos dos solos muito argilosos VAS para solos (SETRA, 1992) 15/29 15

16 ADESIVIDADE Afinidade Agregado - Betume NP EN /29 16

17 POLIMENTO (camada de desgaste) Coeficiente de Polimento Acelerado (pêndulo britânico) < 0,3 - agregado muito susceptível ao polimento > 0,5 - agregado utilizável em camada de desgaste > 0,8 agregado muito resistente 17/29 17

18 TIPOS DE MISTURAS Misturas betuminosas a quente Misturas tradicionais Misturas de alto módulo Misturas com betumes modificados Micro-betão betuminoso Misturas betuminosas a frio Misturas tradicionais Microaglomerado betuminoso Lama asfáltica (slurry seal) Revestimento superficial (camada delgada não misturada previamente) 18/29 18

19 TIPOS DE MISTURAS NP EN /29 19

20 TIPOS DE MISTURAS NP EN /29 20

21 TIPOS DE MISTURAS NP EN /29 21

22 CARACTERÍSTICAS (misturas a quente) Betão betuminoso para camadas de desgaste (AC 14 ou AC 10) Os agregados têm uma dimensão máxima de 10 mm ou de 14 mm A percentagem de betume em massa situa-se entre 5 e 6% A porosidade varia entre 4 e 6% 22/29 22

23 CARACTERÍSTICAS (misturas a quente) Macadame Betuminoso (AC 32 ou AC 20) Os agregados têm uma dimensão máxima de 25 mm ou de 40 mm A % de betume em massa situa-se entre 4 e 5% A porosidade varia entre 4 e 8% Mistura Betuminosa Densa (AC 20) Os agregados têm uma dimensão máxima de 20 mm A percentagem de betume em massa situa-se entre 5 e 5,5 % A porosidade varia entre 3 e 5% Mistura Betuminosa de Alto Módulo (AC 20 ou AC 16) Mais de 5% de um betume duro (10/20, por exemplo) As granulometrias mais correntes são 0/10, 0/14 e 0/20 A porosidade varia entre 3 e 5% 23/29 23

24 CARACTERÍSTICAS (misturas a quente) Betão Betuminoso Drenante Os agregados têm uma dimensão máxima de 14 mm e uma granulometria descontínua nas fracções intermédias A percentagem de betume em massa situa-se entre 4 e 5% A porosidade varia entre 22 e 30% O betume a utilizar é habitualmente modificado com polímeros (SBS) Não colmatado pode reduzir o ruído pneu-pavimento em 4 a 6 db(a) A contribuição estrutural é metade da do betão betuminoso normal 24/29 24

25 CARACTERÍSTICAS (misturas a quente) Betão Betuminoso Rugoso (AC14 ou AC10) Para camadas de desgaste com espessura delgada, geralmente entre 2,5 cm e 5 cm Metade da contribuição para a resistência estrutural do pavimento Em geral utiliza-se um ligante modificado com polímeros (SBS elastómeros) na percentagem em massa de 4 a 6% 25/29 25

26 CARACTERÍSTICAS (misturas a frio) Microaglomerado Betuminoso a Frio Consiste na aplicação (10 a 15 kg/m 2 ) de uma mistura de agregado de granulometria 0/6 e de uma emulsão modificada com um teor em betume mínimo de 60%. A espessura média desta camada é de 1 cm. Quando o microaglomerado for duplo, faz-se uma primeira aplicação de uma mistura de emulsão modificada com agregado 0/4, realizando-se numa segunda fase a colocação de outra mistura com uma granulometria 4/8. 26/29 26

27 CARACTERÍSTICAS (misturas a frio) Lama asfáltica ( Slurry Seal ) Mistura betuminosa constituída por agregados finos (grande percentagem de agregados com dimensões inferiores a 2 mm) e emulsão betuminosa, que não ultrapassa os 2 cm de espessura depois de colocada. Aplica-se no tratamento superficial dos pavimentos, essencialmente em colmatação de fendilhamento, com o intuito de os impermeabilizar e lhes conferir boas características de rugosidade. Esta lama é normalmente aplicada por uma máquina misturadora-espalhadora. 27/29 27

28 CARACTERÍSTICAS (misturas a frio) Revestimentos su uperficiais 28/29 28

29 CARACTERÍSTICAS (misturas a frio) Revestimentos superficiais 29/29 29