TERMINOLOGIA DAS BASES e SUB-BASES

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1 TERMINOLOGIA DAS BASES e SUB-BASES

2 TERMINOLOGIA DAS BASES SUB-BASES

3 Solo Cimento Mistura de solo, cimento Portland e água, devidamente compactada, resultando um material duro, cimentado e de elevada rigidez à flexão.

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5 Solo melhorado com cimento Mistura de solo e pequena quantidade de cimento objetivando causar ao material natural uma modificação de suas características de plasticidade (reduzindo o IP)

6 Solo-cal: É uma mistura de solo, cal e água. Solos de granulometria que reagem com a cal, proporcionando trocas catiônicas, floculações, aglomerações, produzem ganhos na trabalhabilidade, plasticidade e expansibilidade

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8 Solo melhorado com cal É a mesma idéia do solo-cal, mas há predominância dos fenômenos que produzem modificações do solo, no que se refere à sua plast. e sensibil. à água, não oferecendo à mistura características de resistência e durabilidade

9 CCR Concreto Compactado com Rolo Concreto com baixo consumo de cimento, consistência seca e trabalha bilidade que permita o adensamento por rolos compressores Baixo consumo de cimento Pouco material fino Transporte por betoneira ou caminhão basculante (produção próxima à obra) Especificado pela resistência à tração na flexão ou compressão Consistência seca Adensado com rolo compressor

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13 Solo estabilizado por correção granulométrica: Também chamada de estabilização granulométrica. São executadas pela compactação de um material ou de misturas apropriadas de materiais que apresentam granulometria diferente e que são associados de modo a atender uma especificação qualquer. É o processo mais utilizado no pais

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16 Solo estabilizado com adição de ligantes betuminosos Mistura de solo, água e material betuminoso, geralmente tipo emulsão asfáltica. A modalidade solo-betume engloba mistura de materiais betuminosos e solos argilo-siltosos e argilo-arenosos. Existe ainda a chamada areia-betume ou areia-asfalto

17 Solo estabilizado com adição de resinas, resíduos industriais, aglomerantes, materiais alternativos, etc Ultimamente tem sido muito estudado e pesquisado o uso de outros produtos como estabilizantes para serem misturados aos solos, especialmente resíduos industriais diversos (da industria têxtil, canavieira, de plásticos, etc) A areia de fundição é um resíduo sólido industrial obtido durante a fase de desmoldagem de peças metálicas no processo de produção de fundidos Utilização em substituição ao agregado fino convencionalmente utilizado (areia virgem), contribuindo assim para a minimização do problema ambiental, reutilizando-o na composição de misturas asfálticas Existem no mercado também alguns estabilizantes para solos já industrializados e que prometem efeitos estabilizantes quando aplicados. Geralmente a composição química não é revelada

18 Brita graduada: É uma mistura de brita, pó de pedra e água. São utilizados exclusivamente produtos de britagem que vem preparado da usina

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23 Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC) Mistura de Agregados, cimento Portland e água.

24 Solo Brita É uma mist. de mat. natural e pedra britada. Usado quando o solo disponível apresenta deficiência de agreg. graúdo (#10)

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30 Escórias de Alto forno/ Aciaria As escórias de alto-forno são aquelas resultantes da fusão redutora dos minérios para obtenção do ferro gusa As escórias de Aciaria são resultantes da produção do aço, podendo ser obtidas em fornos elétricos e conversores a oxigênio, durante a conversão de sucata em aço Ultimamente muitas pesquisas e trechos experimentais têm sido realizados com o objetivo de mostrar a viabilidade do uso das escórias como material de confecção de camadas de pavimento, desde o reforço do subleito até o revestimento

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33 RCD (Resíduos de Construção e Demolição) Os resíduos são classificados segundo a NBR em quatro classes, sendo a classe A definida por: Resíduos de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplenagem; Resíduos de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento e outros), argamassa e concreto; Resíduos de processo de preparo e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios e outros) produzidos nos canteiros de obras.

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37 Macadame hidráulico / Seco Espalh. de uma cam. de brita de grad. aberta que é compact. p/ redução dos Vv. Espalha-se uma cam. de pó de pedra sobre esta com a finalidade de promover o preenchimento dos Vv deixados pela brita. Molha-se (ou não) o pó de pedra e promove-se outra compact. Esta operação é repetida até todos Vv serem preenchidos pelo pó de pedra.

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42 Bloco 4 Tipos de Revestimentos Asfálticos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

43 Revestimentos Asfálticos REVESTIMENTO BASE SUB-BASE BASE E REVESTIMENTO SUB-BASE SUBLEITO REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

44 Revestimentos Asfálticos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

45 Revestimentos Asfálticos Na maioria dos pavimentos brasileiros usa-se como revestimento: uma mistura de agregados minerais de vários tamanhos e várias fontes com ligantes asfálticos, que de forma adequadamente proporcionada e processada garantam ao pavimento executado os requisitos de: impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, resistência à fadiga e resistência à fratura na tração térmica, de acordo com o clima e o tráfego previstos para o local. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

46 TERMINOLOGIA DOS REVESTIMENTOS ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

47 Em Solo Estabilizado É o chamado revest. primário. Após a terrapl. é colocado um mat c/ determinada comp. granulom, denominado saibro ou cascalho, e que apresenta alguma plasticidade através da relação fino-grosso ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

48 Revestimento de Alvenaria Poliédrica / Paralelepípedos Revest. de pedras irregulares ou paralelepípedos, assentadas por processo manual, rejuntadas com areia, betume e assentes sobre um colchão de areia ou de solo estabilizado. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

49 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

50 Blocos de Concreto Pré-Moldados e Articulados Consiste de revest de blocos de pré-moldados (bloquetes), assentados por processo manual, rejuntados com areia ou betume, assentes sobre o colchão de areia ou pó de pedra ou sub-base de solo estabiliz. O formato dos bloquetes pode ser variado: quadrado, hexagonal, tipo macho-fêmea, de encaixe. PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO CAMADA DE AREIA BASE ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

54 Tratamentos Superficiais ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

55 Tratamentos Superficiais Aplicação de ligantes asfálticos e agregados sem mistura prévia na pista, com posterior compactação, que promove o recobrimento parcial e a adesão entre agregados e ligantes. Podem ser: TS tratamento superficial simples TSD - tratamento superficial duplo TST - tratamento superficial triplo TAP - tratamento superficial de condição particular contra pó ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

56 Tratamento Superficial Revestimento Asfáltico por penetração invertida com aplicação de material asfáltico seguida de espalhamento e compressão de agregado de granulometria apropriada. Quando a operação executiva do TS é repetida duas ou três vezes, resultam os chamados TSD e TST. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

57 Tratamento Superficial ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

58 Tratamento Superficial Processo de aplicação ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

63 Macadame Betuminoso São os revestimentos betuminosos por penetração direta que consiste no espalhamento e compressão de camada de brita de granulometria apropriada seguida de aplicação do material betuminoso. Este penetra nos vazios do agregado e um novo espalhamento de brita é feito, para preenchimento dos vazios superficiais, seguido de nova compressão. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

65 Misturas Usinadas a Quente Concreto Asfáltico (CA) ou Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) Rev. flexível, resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado mineral graduado, material de enchimento (filer) e material asfáltico espalhado e comprimido a quente. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

66 Misturas Usinadas a Quente Exemplo de usina para mistura asfáltica a quente ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

67 Misturas Usinadas a Quente Exemplo de usina para mistura asfáltica a quente ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

68 Vibroacabadora de Distribuição da Massa Asfáltica ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

69 Vibroacabadora de Distribuição da Massa Asfáltica ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

70 Exemplo de Rolo Compactador ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

71 Rolos Compactadores de Pneus e Liso ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

72 Rolos Compactadores de Pneus e Liso ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

73 Misturas Usinadas a Frio Pré-Misturado a Frio (PMF) Produto obtido da mistura de agreg mineral e EA ou AD, em equip apropriado, sendo espalhada e comprimida a frio. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

74 Misturas Usinadas a Frio ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

77 Misturas Asfálticas a Frio ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

78 Microrrevestimento a frio Micro Revestimento Asfáltico (Micro concreto) É a associação em consistência fluida, de agregado mineral, material de enchimento (filer), emulsão asfáltica modificada por polímero, água e aditivos, uniformemente espalhada sobre uma superfície de revestimento preparada. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

79 Microrrevestimento a frio (Fotos: BR Distribuidora) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

80 Microrrevestimento a frio Lama Asfáltica É uma associação (mistura), em consistência fluida, de agreg ou mist de agreg miúdos, filer (ou mat de ench) e emulsão asfáltica, devidamente espalhada e nivelada. A espessura final é da ordem de 4mm e a compactação é executada pelo próprio tráfego. A lama asfáltica não é considerada um revestimento propriamente dito e sim um ótimo processo para preservar e manter revestimentos betuminosos. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

82 Misturas in situ especiais Lama asfáltica: mistura fluida de EAP e agregado miúdo utilizada para recuperação funcional de pavimentos deteriorados ou como capa selante de TS. microrrevestimento: mistura fluida de emulsão asfáltica modificada por polímero e processada em usina especial móvel. Utilizada em: Recuperação funcional de pavimentos deteriorados; Capa selante; Revestimento de pavimentos de baixo volume de tráfego; Camada intermediária anti-reflexão de trincas em projetos de reforço estrutural. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

83 Misturas Usinadas Especiais SMA uso de faixa granulométrica descontínua, porém de mistura densa, e CAP modificado por polímero. CPA uso de faixa granulométrica aberta e CAP modificado por polímero; alto volume de vazios para proporcionar alta permeabilidade. Descontínua densa gap- graded faixa granulométrica especial que resulta em textura aberta ou rugosa, que tem sido utilizada comumente com asfalto borracha. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

84 SMA Stone Matrix Asphalt (Matriz Pétrea Asfáltica) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

85 Mistura Asfáltica SMA Definição e princípio de funcionamento: Mistura de graduação descontínua, densa, a quente; Grande proporção de agregado graúdo ( 70%); Esqueleto mineral responsável pelo contato grão/grão (resistência e dissipação do carregamento); Formação do mástique asfáltico (durabilidade): ligante asfáltico + fíler + finos minerais (fração areia) + fibras. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

86 Mistura Asfáltica SMA Detalhe do esqueleto mineral da mistura SMA agregados graúdos mástique asfáltico: ligante asfáltico + fíler + finos minerais + fibras ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

87 Materiais do SMA Matriz Pétrea fíler Fração + areia + asfalto Fibras + Mástique SMA Apud Horst Erdlen, 2004 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

88 Comparação de Materiais SMA versus CA SMA CA Foto: Horst Erdlen ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

89 Exemplo de Composição Granulométrica SMA Via Anchieta D 0/11S ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

90 Algumas Aplicações da Mistura Asfáltica SMA Vias com alta freqüência de caminhões; Interseções; Em áreas de carregamento e descarregamento de cargas; Em rampas, pontes, paradas de ônibus, faixas de ônibus; Pistas de aeroporto; Estacionamentos; Portos. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

91 Alemanha: Uso de SMA em Pátios de Portos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

92 SMA Aeroporto Frankfurt ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

93 SMA Autódromo de Silvestone ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

94 Exemplo de Estrutura de Pavimento na Alemanha 4 cm de SMA camada de rolamento 8 cm de camada de ligação 22 cm de base asfáltica ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

95 Características de Desempenho da Mistura Asfáltica SMA Boa estabilidade a elevadas temperaturas; Boa flexibilidade a baixas temperaturas; Elevada resistência ao desgaste; Elevada adesividade entre os agregados minerais e o ligante; Boa resistência a derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento; Redução do spray ou borrifo de água; Redução do nível de ruído. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

96 Exemplo de Redução de Spray ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

97 Exemplo de Redução de Spray e Reflexão dos faróis ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

98 Exemplo de Faixa Granulométrica Típica de Mistura Usinada Descontínua tipo SMA Limites da faixa SMA/011S alemã ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

99 Comparação entre Curvas Granulométricas de Três Tipos de Misturas Usinadas Comparação entre as faixas granulométricas Apud Mourão, 2003 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

100 Camada Porosa de Atrito Concreto Asfáltico Drenante ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

101 Camada Porosa de Atrito Drenante Camada de macrotextura aberta com elevada capacidade de drenagem através de uma estrutura de alto índice de vazios (18 25%). Reduz o risco de hidroplanagem ou aquaplanagem; Aumenta a aderência do pneu/pavimento; Reduz as distâncias de frenagem sob chuva; Reduz os níveis de ruído do tráfego; Aumenta a segurança, reduzindo o número de acidentes; Diminui o spray ou cortina de água durante chuvas. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

102 Camada Porosa de Atrito Aumento da distância de visibilidade e diminuição da cortina de água ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

103 Camada Porosa de Atrito Pista de pouso do Aeroporto Santos Dumont Rio de Janeiro ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

104 Efeito da Camada Porosa de Atrito na Aderência Pneu/Pavimento COMPARAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO LONGITUDINAL DOS CONCRETOS ASFÁLTICOS DRENANTE E DENSO (BONNOT, 1997) Coeficiente de atrito longitudinal 0,6 0,5 Concreto drenante 0/10 0,4 0,3 0,2 0,1 ( Tráfego: de 1 a 5 milhões de caminhões pesados) Concreto denso 0/ Velocidade (km/h) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

105 Especificações para Faixas Granulométricas CPA Peneiras 3/4" /2" a a /8" 80 a a a a a a a a a 90 Nº 4 20 a a a a a a a a a 40 N 8 12 a 20 5 a a a a a a 22 5 a 15 5 a 20 Nº 30 8 a 14 6 a 12 6 a 12 6 a 13 6 a 13 Nº 80 2 a 8 Nº a 5 2 a 5 3 a 9 3 a 6 3 a 6 3 a 6 3 a 6 2 a 5 0 a 4 1. DIRENG Infraero espessura 2,0 cm; 5. Espanha P-12 espessura 3,0 a 4,0 cm; 2. FHWA Federal Highway Administration 6. Espanha PA-10 espessura 4,0 cm EUA espessura 1,3 a 2,5 cm; 7. Espanha PA-12 espessura 4,0 cm 3. FAA espessura 2,0 cm; 8. África do Sul espessura 1,9 a 2,5 cm; 4. Espanha P-10 espessura 3,0 a 4,0 cm; 9. faixa TSU Dersa Brasil. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

106 Especificações para Faixas Granulométricas CPA-DNIT Peneira de malha quadrada ABNT Abertura, mm Percentagem passando, em peso (faixas) I II III IV V Tolerância na curva de projeto (%) ¾ 19, ½ 12, ±7 3/8 9, ±7 No. 4 4, ±5 No. 10 2, ±5 No. 40 0, ±5 No. 80 0, ±3 No , ±2 Ligante modificado por polímero, % Espessura da camada acabada (cm) Volume de vazios, % Ensaio Cântabro, % máx. 25 Resistência à tração por compressão diametral, a 25 C, MPa, mín. 4,0 6,0 ±0,3 3,0 < 4,0 0,55 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

107 Camada Porosa de Atrito Aeroporto Santos Dumont (1998) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

108 Estrutura do Pavimento da Rodovia I-40 (EUA) 1,25 cm CPA - AMB 5 cm CBUQ - AMB 7,5 cm CBUQ Laje CCP Trincada Subleito (Leite,2002) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

109 Camada Porosa de Atrito sobre CA (Leite,2002) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

110 Exemplo de CA Denso e Aberto Falta uma foto de CPA (esqueci) Mistura Aberta camada porosa de atrito corpo-de-prova de pista Mistura Densa Concreto asfáltico Corpo-de-prova de laboratório ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

111 Gap-graded Mistura Asfáltica Descontínua ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

112 Misturas Descontínuas Gap-graded GAP GRADED/CALTRANS com Asfalto Borracha: Mistura Descontínua amplamente utilizada na Califórnia em serviços de pavimentação com Asfalto-Borracha. No Brasil, essa mistura com Asfalto-Borracha, já foi utilizada por várias concessionárias, destacando a Ecovias dos Imigrantes, com extensa e bem sucedida obra no sistema Anchieta/Imigrantes. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

113 Materiais para Gap-graded Ligante asfáltico Ligante modificado por borracha moída de pneus Melhorador de adesividade Usado quando não há boa adesividade entre o par ligante/agregado. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

114 % Passando Faixas do Gap-graded 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0,0 0,1 1,0 10,0 100,0 Peneiras (Pol) Mistura Mínima Máxima Média da Faixa ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

115 Execução do Gap-graded Aspecto da Mistura gap-graded Distribuição da Mistura gap-graded Distribuir a mistura e iniciar o processo de compactação do material na maior temperatura que a massa possa suportar, sem se deslocar ou fissurar. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

116 Tendência na Europa de revetimentos asfálticos funcionais Espessuras cada vez mais delgadas 1 a 2cm Formulação descontínua Misturas cada vez mais «grosseiras» (fração agregados graúdos em quantidade dobradas) Aumento da porosidade Camada de ligaçãoimpermeabilização Emprego mais frequente de ligantes modificados ou especiais Produtos geralmente a quente [exceto Tratamentos a frio] Produtos normatizados Exigências de desempenho ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

117 EXECUÇÃO DE BASES E SUB-BASES

118 CONSTRUÇÃO DAS CAMADAS DO PAVIMENTO

119 OPERAÇÕES PRELIMINARES A) Regularização do Sub-Leito São operações de corte ou aterro para conformar transversal e longitudinalmente a estrada. Engloba pista e acostamento com movimentos de terra máximo de 20 cm de espessura. Os principais serviços a serem executados é a busca da umidade ótima e compactação até atingir 100% de densidade aparente máxima seca.

120 B) Reforço do Sub-Leito O reforço do sub-leito é executado sobre o sub-leito regularizado. As características do material a ser utilizado devem ser superiores ao do subleito e largura de execução desta camada é igual à da regularização ou seja ( pista + acostamento ).

121 CONSTRUÇÃO DE BASES E SUB-BASES A) Escavação, Carga e Descarga Os tratores produzem o material na jazida e armazenam numa praça. As carregadeiras retiram o material da praça e carregam os caminhões. Estes últimos transportam o material da jazida até a pista, descarregando em pilhas.

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125 B) EMPILHAMENTO = M V M =. V Ms = Mc e s c s e c s. (1 x 1 x es) = c. (1 x 1 x ec)

126 V s N e s d L V s q E N E ec Espessura compactada es Espessura solta c Densidade compactada s Densidade solta Vs Volume soltp L Largura da pista E Extensão do trecho N Nº de Viagens q Capacidade do caminhão

127 Exemplo numérico: Calcular o espaçamento entre pilhas de um material que deverá ser espalhado ao longo de um trecho de 600 m para execução de uma base com espessura de 20 cm. A largura da plataforma é de 14 m e a capacidade média dos caminhões é de 6 m 3. A massa específica solta é de 1,445 g/cm 3 e a compactada é de 1,860 g/cm 3.

128 Para o caso de dois ou mais materiais (mistura) a espessura solta pode ser calculada da seguinte forma: M M (1) (2) ec M c M (1) M M 1 2 X 100 Y 100 M M M M (2) M1 = X / 100 x ecm x cm esm1 x sm1 = X / 100 x ecm x cm M2 = Y / 100 x ecm x cm esm2 x sm2 = Y / 100 x ecm x cm es M1 X c ec M 100 sm M 1 es M 2 Y c ec M 100 sm M 2

129 C) MISTURA E ESPALHAMENTO

130 D) PULVERIZAÇÃO As funções principais da pulverização são: - Destorroar o material sem promover quebra de partículas - Mistura de água ou aditivo ao solo (solo cimento). - Fazer aeração do solo qdo a h de campo > h ótima.

131 E) UMIDIFICAÇÃO OU SECAGEM

132 F) COMPACTAÇÃO NO CAMPO 1- Por pressão ou rolagem Rolo Liso: - para solos granulares - para acabamento Rolo Pneumático (pressão variável): - pneu vazio maior área : menor pressão - pneu cheio menor área : maior pressão Rolo Pé de Carneiro: - para solos argilosos - compacta de baixo para cima

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135 2- Por impacto

136 3- Por vibração

137 A execução da compactação deve ser conduzida de forma adequada, observando-se o formato da superfície a ser compactada: - Trechos em tangente a compactação deve ser feita dos bordos para o eixo. - Trechos em curva a compactação deve ser feita do bordo interno para externo

138 Uma Cobertura 1 2 Final da rolagem em cada linha 2 linhas ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

139 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

140 O controle da compactação é feito em duas etapas: - Preliminar: controla-se o equip., o n de passadas, a espess. das camadas e o teor de umidade (método de campo). - Posterior: controla-se alguns parâmetros do solo após compact. como o GC. O grau de compactação é encontrado através da seguinte relação: d GC d campo laboratóri o 100

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142 G) CONTROLES Controle tecnológico (Recomendações do DNIT) Para regularização e reforço do sub-leito Ensaios de caracterização : de 250 em 250m ou 2 ensaios por dia ISC ou CBR : de 500 em 500m ou 1 ensaio para cada 2 dias. GC : de 100 em 100m (massa esp. Apar. in situ )

143 Para sub-base e base: Ensaios de caracterização : de 150 em 150 m CBR : de 300 em 300 m GC : de 100 em 100 m EA : de 100 em 100 m. Se LL 25 e/ou IP 6 ( base)

144 Controles Geométricos (Recomendações do DNIT) Para regularização e reforço do sub-leito ±3 cm em relação às cotas do projeto ± 10 cm em relação à largura da plataforma até 20% na flecha de de abaulamento Para sub-base e base: ±2 cm em relação às costas de projeto idem anterior idem anterior

145 G) ACEITAÇÃO (Análise Estatística) Os parâmetros especificados para as variadas fases da construção de sub-bases e bases (granulometria, LL, IP, CBR, GC, etc) devem ser submetidos a uma análise estatística para aceitação. Os valores máximos e mínimos decorrentes da amostragem a serem confrontados com os valores especificados serão calculados pelas fórmulas de controle estatístico recomendadas pelo contratante.

146 H) ACABAMENTO São feitos os ajustes finais, com pequenos serviços de acabamento, limpeza, correções da seção transversal, varredura, etc.

147 ESTABILIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA Projeto de Mistura de Agregados

148 Os projetos de mistura de agregado são muito utilizados em: Execução de bases e sub-bases estabilizadas granulometricamente ; Misturas betuminosas ou quaisquer outras misturas que envolvam dois ou mais materiais de granulometrias diferentes (misturas solo-cimento, solo-cal, macadames, etc.).

149 Por que estabilizar o solo? SOLOS ARENOSOS (Fragilidade à abrasão) SOLOS ARGILOSOS (Agua: alta deformabilidade e baixa resistência ao cisalhamento) SOLO ESTABILISADO (Características granulares e coesivas) Solo com propriedades ideais de resistência e trabalhabilidade

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153 Métodos de Estabilização ou 1. Método Analítico: de Mistura: 2. Método das Tentativas: 3. Métodos Gráficos: - Método do Triângulo Eqüilátero - Método de Ruthfuchs - Método das Composições Sucessivas

154 1 - Método Analítico Sendo dado os agregados A, B, C,..., com, respectivamente x%, y%, z%,..., passante numa série de peneiras e desejando-se projetar uma mistura M com m1%, m2%, m3%,..., passante na mesma série de peneiras, temos: x% + y% + z% +... = 100 E as outras N - 1 equações são do tipo: x. An 100 y z. Bn. Cn mn

155 EXEMPLO NUMÉRICO PENEIRAS % PESO PASSANTE ESPECIFICAÇÃO ESPECIFICAÇÃO Polegadas mm M1 M2 M3 % PESO PASS. PONTO MÉDIO 1 25, /4 19, /2 12, /8 9, nº 4 4, nº nº 40 0, nº 80 0, nº 200 0,

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158 2 - Método das Tentativas Neste processo são feitas tentativas sucessivas para se determinar as porcentagens com que cada material deve entrar na mistura. Após cada tentativa são feitas algumas comparações com a especificação a atender. As operações são repetidas até conseguir o atendimento satisfatório da especificação.

159 Procedimento: 1- Arbitrar a primeira tentativa. 2- Preencher as colunas a granulometria de cada material a ser misturado 3- Calcular as colunas dos passantes percentuais, somando os resultados 4- Comparar os valores da somados com os da faixa granulométrica especificada 5- Comparar os valores somados com os de ponto médio da especificação 6- Caso a primeira tentativa não tenha atendido a especificação fazer nova tentativa baseada nos resultados encontrados até o momento. Analisar quais os materiais a serem diminuídos na mistura e quais a serem aumentados.

160 EXEMPLO NUMÉRICO PENEIRAS % PESO PASSANTE ESPECIFICAÇÃO ESPECIFICAÇÃO Polegadas mm M1 M2 M3 % PESO PASS. PONTO MÉDIO 1 25, /4 19, /2 12, /8 9, nº 4 4, nº nº 40 0, nº 80 0, nº 200 0,

161 % Passante 100,0 PENEIRAS 0,15 0,075 0,18 0,42 0,3 0,6 1,2 2,4 2,0 4,8 9,5 12,7 19,1 25,4 38,1 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,01 0,10 1,00 10,00 100,00 Abertura (mm) M2 M1 M3

162 % Passante 100 PENEIRAS 0,075 0,18 0,42 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 2,0 4,8 9,5 12,7 19,1 25,4 38,1 38, ,01 0, Abertura (mm)

163 % Passante 100 PENEIRAS 0,075 0,18 0,42 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 2,0 4,8 9,5 12,7 19,1 25,4 38,1 38, ,01 0, Abertura (mm)

164 ESTABILIZAÇÃO QUÍMICA

165 Estabilização Solo-Cimento Solo-cimento é o produto endurecido resultante da mistura íntima compactada de solo, cimento e água, em proporções estabelecidas através de dosagem racional executada de acordo com as normas aplicáveis ao solo em estudo. Aplicações: Pavimentação de ruas e estradas; Passeios para pedestres; Quadras esportivas; Revestimentos de barragens; Silo trincheira; Terreiros de café; Obras de contenção; Canalização e proteção de pontes; Habitação: Tijolos, blocos, lajotas, paredes monolíticas, fundações, pisos, etc.

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167 Tipos de mistura de solos tratados com cimento: Solo-cimento; Solo melhorado com cimento; Solo-cimento plástico. Fatores que influem na estabilização solo-cimento: Tipo de solo; Presença no solo de materiais nocivos à hidratação do cimento: - Matéria orgânica; - Sulfatos; - Sais... Teor de cimento;

168 Teor de umidade da mistura h ot d max RCS max Operações de mistura e compactação; Tempo e condições de cura. FORNO MOAGEM MISTURA Solo-cimento + Água Calcário Argila Cal Cao C Sílica SiO2 S Triox. de Fe Fe2O3 F Clinker Cimento C3S b-c2s C3A + H2O + SOLO C4AF Reações de Hidratação. Reações da Cal gerada com os argilominerais (C.S.F.A)

169 Mecanismo de reação da mistura Solo-Cimento: Mistura Solo-Cimento Reações de Hidratação do cimento portland. Reações entre argilominerais e a cal liberada na hidratação do cimento. Reação de hidratação do cimento: 1 Ca 2 Ca 1 C3S H2O C3S2H x 2 Ca( OH) 2 Ca 2( OH) Ca(OH) (Gel Hidratado) 2 Se o PH da mistura abaixar: 2 OH 2 C S H x CSH Cal 3 SiO 2 Reações entre a cal gerada na hidratação e os argilominerais do solo. OH Al2O3 2 (Sílica do solo) (Alumina do solo) CSH CAH Reação Pozolânica

170 Dosagem de Solo-Cimento para Pavimentos NBR a) Ensaios preliminares do solo: Visando sua identificação e classificação, utiliza-se a classificação HRB e somente os solos tipo A1, A2, A3 e A4 são estudados para a mistura solo-cimento, descartando-se assim os solos argilosos e siltosos. b) Escolha do teor de cimento para ensaio de compactação É baseado no quadro a seguir. Este quadro foi retirado da Norma Geral de dosagem e pode ser usado quando não se tenham experiências anteriores com o solo em questão.

171 c) Execução do ensaio de compactação Feito para obtenção de hot e d max para o teor de cimento indicado. d) Determinação do teor de cimento para ensaio de compressão simples e) Moldagem e cura de CPs

172 f) Execução do ensaio de compressão simples (NBR 12025) g) Resultado da dosagem.

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175 Execução na pista (Senço, 1972) A mistura solo-cimento pode ser executada de duas formas: Mistura no local: com material da própria estrada com material vindo de fora Mistura em Central: usinas fixas: Betoneira, grandes centrais usinas móveis: Pulvi-mix

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177 Operações básicas para solo-cimento in-situ 1)Pulverização e determinação da umidade natural 2)Distribuição e espalhamento do cimento 3)Mistura do cimento com o solo pulverizado 4)Adição de água à mistura do solo-cimento 5)Mistura do solo-cimento umedecido 6)Compactação e acabamento 7)Cura 8)Preparo para execução do novo trecho

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179 Exemplo numérico Deseja-se construir uma camada de base de um pavimento rodoviário em solo-cimento. A execução deverá ser feita na própria pista, uma vez que não se dispõe de usina misturadora nas proximidades da obra. A seguir são dados todas as características técnicas dos materiais, do projeto e dos equipamentos a serem utilizados. Determine: a quantidade de solo a ser importado para a pista (n de viagens, espessura solta, espaçamento p/ descarga), a quantidade de cimento (massa de cimento, n de sacos, espaçamento dos sacos) e a quantidade de água (volume de água, número de viagens do carro-pipa) a ser utilizado no processo construtivo.

180 Dados: L extensão do trecho = 30 Km e c L espessura compactada = 15 cm largura da plataforma = 8m c teor de cimento em volume = 10% ci densidade do cimento = 1,42 g/cm 3 max sc densidade máxima do solo-cimento = 2,00 g/cm 3 s densidade do solo solto = 1,50 g/cm 3 H osc umidade ótima do solo-cimento = 11% H n umidade do solo natural = 4% H e perda por evaporação = 2% q capacidade dos caminhões transportadores = 6 m 3 Q capacidade das irrigadoras = 8000 l

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188 Estabilização Solo-Cal Esquema de Produção da Cal CaCO (Calcáreo) 2 3 CaCO MgCO 3 3 ( Calor ) CaO CO (Dolomito) ( Calor ) CaOMgO 2CO CaO óxido de cálcio não hidratado Cal Cálcica ou Calcitíca Cal viva Cal virgem CaOMgO Cal dolomítica 2 Hidratação da Cal: CaO H 2 O Ca OH 2 (calcácita hidratada) Calor CaOMgO H O Ca OH 2 2MgO (caldolomítica) hidratada) Calor

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190 Tipos de mistura Solo-Cal: Solo modificado com Cal Solo cimentado pela Cal Fatores que influem no processo de estabilização: Tipo de Cal empregada; Tipo de solo; Tempo de cura; Influência da temperatura.

191 Mecanismos de Reação da Mistura Solo-Cal a) Troca catiônica: A adição de cal ao solo provoca substituição de cátions monovalentes por cátions bivalentes. b) Floculação e Aglomeração: As reações provocam diminuição da dupla camada resultando na floculação das partículas argilosas. c) Reações pozolânicas: Reação da sílica e alumina do solo com a cal, formando os agentes cimentantes, que são os responsáveis pelo aumento de resistência na mistura solo-cal. d) Carbonatação: A cal reage com dióxido de carbono da atmosfera formando carbonatos de cálcio e/ou magnésio, que são compostos cimentantes fracos.

192 Principais funções do Solo-cal: Melhoria permanente das características do solo; Aumento do resistência à ação da água; Melhoria do poder de suporte; Melhoria da trabalhabilidade dos solos argilosos. Principais alterações: O IP cai; LP aumenta e LL decresce Fração do solo passante na #80 (0,42mm) decresce; Contração linear e expansão decrescem; Acelera a desintegração dos torrões de argila; Resistência à compressão aumenta; Aumento da capacidade de carga; Facilita a secagem do solo em áreas alagadas; Nas bases e sub-bases estabilizadas: - Produz barreira resistente à penetração da água por gravidade. - Promove rápida evaporação da umidade existente.

193 Estabilização Solo-Betume Introdução: Tipos de mistura: Areia Betume; Solo Betume. Principais funções do Betume: Em solos granulares: (Gera forças de natureza coesiva ao solo) Em solos argilosos: (Garantir constância do teor de umidade promovendo uma ação impermeabilizante) Teor de Betume: Métodos de dosagem:

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195 MATERIAIS ASFÁLTICOS (Noções Gerais)

196 INTRODUÇÃO Um dos mais antigos materiais de construção utilizado pelo homem. Na Mesopotâmia: usado como aglutinante e imperrmeabilizante. Citações na bíblia:

197 (Gênese 6,14) Faze para ti uma arca de madeira resinosa. Farás a arca com compartimentos. Tu a revestirás com betume por dentro e por fora. Primeiras aplicações: França (1802), EUA (1838) e Inglaterra (1869) Como derivado do petróleo iniciou-se a partir de 1909.

198 DEFINIÇÕES ASFALTO Material de consistência variável, cor pardo-escura, ou negra, e no qual o constituinte predominante é o BETUME, podendo ocorrer na natureza em jazidas ou ser obtido pela refinação do Petróleo. BETUME Mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e com poder aglutinante e impermeabilizante, sendo completamente solúvel no bissulfeto de carbono (CS 2 ) ou tetracloreto de carbono (CCL 4 ).

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200 ALCATRÃO Líquido negro viscoso resultante da destilação destrutiva de carvão, madeira e açúcar, constituindo um subproduto da fabricação de gás e coque metalúrgico. Em desuso em pavimentação.

201 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À APLICAÇÃO ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO a) Cimentos Asfálticos (CAP) b) Asfaltos Diluídos (ADP) c) Emulsões Asfálticas (EAP) d) Asfaltos Modificados (Asfaltos Polímeros) ASFALTOS INDUSTRIAIS a) Asfaltos Oxidados ou Soprados

202 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ORIGEM ASFALTOS NATURAIS Ocorrem em depressões da crosta terrestre, constituindo lagos de asfalto (Trinidad e Bermudas). Possuem de 60 a 80% de betume

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204 ROCHAS ASFÁLTICAS O asfalto aparece impregnando os poros de algumas rochas (Gilsonita) também misturado com impurezas minerais (areias e argilas) em quantidades variáveis. O xisto betuminoso é um exemplo de rocha asfáltica.

205 ASFALTOS DE PETRÓLEO Mais empregado e produzido sendo isento de impurezas. Pode ser encontrado e produzido nos seguintes estados: a) Sólido b) Semi-sólido CAP c) Líquido Asfalto Dissolvido Asfalto Emulsificado

206 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO CIMENTO ASFÁLTICO DO PETRÓLEO (CAP)

207 O derivado de petróleo usado como ligante dos agregados minerais denomina-se, no Brasil, Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP). É um material semi-sólido, de cor marrom escura a preta, impermeável à água, viscoelástico, pouco reativo, com propriedades adesivas e termoplásticas. Mistura química complexa cuja composição varia com o petróleo e processo de produção. Do seu peso molecular, >95% são hidrocarbonetos. Para ser usado deve ser aquecido. Cimento asfáltico de petróleo (CAP) é classificado pela penetração desde Antigamente pela viscosidade ou pela penetração.

208 OBTENÇÃO DO CAP Destilação em apenas um estágio

209 Destilação em dois estágios GÁS COMBUSTÍVEL G L P TORRE ATMOSFÉRICA NAFTA LEVE NAFTA PESADA QUEROSENE ÓLEO DIESEL FORNO DESSALGADORA PETRÓLEO PARA SISTEMA DE VÁCUO TORRE DE VÁCUO GASÓLEO LEVE GASÓLEO PESADO ASFALTO (C A P)

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212 Classificação VISCOSIDADE PENETRAÇÃO CAP 7 CAP 30/45 CAP 20 CAP 50/70 CAP 40 CAP 85/100 CAP 150/200

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215 No Brasil há 9 refinarias da PETROBRAS que produzem asfalto: REDUC, REFAP, REVAP, RLAM, REGAP, LUBNOR, REMAN, REPAR, REPLAN. Vários processos Vários petróleos, A maioria petróleo nacional (atualmente: auto-suficiência na produção)

216 Refinaria Abreu e Lima - PE Refinaria Potiguar Clara Camarão - RN Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro (Comperj) - RJ Refinaria Landulpho Alves (RLAM)- BA Refinaria Lubrificantes e Derivados do Nordeste (Lubnor) - CE Refinaria Capuava (Recap) - SP Refinaria Duque de Caxias (Reduc) - RJ Refinaria Alberto Pasqualini (Refap) - RS Unidade de Industrialização do Xisto (SIX) - PR Refinaria Gabriel Passos (Regap) - MG Refinaria Isaac Sabbá (Reman) - AM Refinaria Presidente Getúlio Vargas (Repar) - PR Refinaria Presidente Bernardes (RPBC) - SP Refinaria de Paulínia (Replan) - SP Refinaria Henrique Lage (Revap) - SP

217 Petróleo Bruto ou Cru Quase todo o asfalto em uso hoje em dia é obtido do processamento de petróleo bruto (ou cru). Muitas refinarias são localizadas próximas a locais com transporte por água, ou supridos por dutos a partir de terminais marítimos. A composição dos petróleos varia de acordo com a fonte. Cada petróleo leva a diferentes quantidades de resíduos de cimentos asfálticos (CAP) e outras frações destiláveis.

218 Rendimento de CAP por petróleos (exemplos)

219 Importância do Asfalto A maioria das rodovias no Brasil são de revestimentos asfálticos. O CAP representa de 25 a 40% do custo da construção do revestimento. Quase sempre é o único elemento industrializado usado nas camadas do pavimento.

220 CONSUMO DE ASFALTO NO BRASIL FONTE: PETROBRAS

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222 2010 ~ ~ ~ ~

223 Adesivo termoplástico: comportamento viscoelástico. Impermeável à água. Quimicamente pouco reativo. Comportamento viscoelástico relacionado à consistência e à suscetibilidade térmica: tráfego rápido comportamento elástico tráfego lento comportamento viscoso

224 Aplicações - Deve ser livre de água, homogêneo em suas características e conhecer a curva viscosidade-temperatura. - Para utilização em pré-misturados, areia-asfalto e concreto asfáltico devem-se usar: CAP 30/45, 50/70 e 85/100 - Para tratamentos superficiais e macadame betuminoso deve-se usar e CAP150/200. Restrições Não podem ser usados acima de 177 C, para evitar possível craqueamento térmico do ligante. Também não devem ser aplicados em dias de chuva, em temperaturas inferiores a 10 C e sobre superfícies molhadas

225 Átomos Hidrogênio e carbonos (H, C) 90-95% heteroátomos (N, O, S) 5-10% substituindo C, gera polaridade e pontes de hidrogênio entre moléculas, atua no envelhecimento forte efeito nas propriedades metais (V, Ni, Fe) < 1% depende do petróleo de origem combinam em tipos de moléculas com pontes covalentes ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

226 Constituição Química do CAP Mistura química complexa, cuja composição varia com o petróleo e o processo de produção. Peso molecular: ; 95% hidrocarbonetos; 5% S; 1% N e O; ppm metais (V, Ni, Fe etc.). CAPs apresentam um número de átomos de carbono entre 24 e 150. Constituem-se de compostos polares e polarizáveis, capazes de associação, e compostos não-polares (hidrocarbonetos aromáticos e saturados). ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

227 Modelo hipotético de uma molécula de asfalteno ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

228 Análise Elementar do CAP Exemplo ORIGEM Mexicano BOSCAN Califórnia Bacia Bacia Árabe Campos Campos Leve REFINARIA - RLAM - REGAP REPLAN REDUC ELEMENTOS Carbono (%) 83,8 82,9 86,8 86,5 85,4 83,9 Hidrogênio (%) 9,9 10,4 10,9 11,5 10,9 9,8 Nitrogênio (%) 0,3 0,8 1,1 0,9 0,9 0,5 Enxofre (%) 5,2 5,4 1,0 0,9 2,1 4,4 Oxigênio (%) 0,8 0,3 0,2 0,2 0,7 1,4 Vanádio (ppm) Níquel (ppm) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

229 Relação entre Composição e Propriedades Físicas O método analítico mais empregado para o fracionamento dos CAPs é o SARA, que separa os compostos constituintes em quatro categorias: hidrocarbonetos saturados (S); hidrocarbonetos aromáticos (A); resinas (R); asfaltenos (A). saturados - têm influência negativa na suscetibilidade térmica. Em maior concentração, amolecem o produto; aromáticos - agem como plastificantes, contribuindo para a melhoria de suas propriedades físicas; resinas - têm influência negativa na suscetibilidade térmica, mas contribuem na melhoria da ductilidade e dispersão dos asfaltenos; asfaltenos - contribuem para a melhoria da suscetibilidade térmica e aumento da viscosidade. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

230 Estrutura Proposta por Yen O CAP é um sistema coloidal, constituído pela suspensão de micelas de asfaltenos, peptizadas por resinas em meio oleoso (saturados e aromáticos), dando o equilíbrio entre moléculas micelas aglomerados. A vantagem deste esquema é introduzir a característica de interação dos asfaltenos, que conduz à formação de aglomerados responsáveis pelo caráter gel. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

231 Representação Sol e Gel Asfaltenos Hidrocarboneto aromático de alto peso molecular Hidrocarboneto aromático de baixo peso molecular Hidrocarb. naftênicos/ aromáticos Hidrocarb. Alifáticos/naftênicos Hidrocarbonetos saturados Representação esquemática do betume tipo SOL` Representação esquemática do betume tipo GEL` ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

232 Envelhecimento Volatização Curto -prazo Oxidação Não polar a polar (anfotérico) Longo-prazo Estrutura molecular Polares associados são arranjos preferidos a temperatura ambiente Não polares se organizam a temperaturas baixas Pesos moleculares e quantidade de não polares / solventes decrescem ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

233 Emulsões Asfálticas, Asfalto Diluído e Asfalto-Espuma ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

234 EMULSÕES ASFÁLTICAS (EAP) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

235 OBTENÇÃO ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

237 Classificação Quanto à utilização RR-1C; RR-2C; RM-1C; RM-2C; RL-1C; LA-1C; LA-2C ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

238 Emulsão Asfáltica Uma dispersão é um sistema de várias fases, onde uma é contínua (fase dispersante líquida) e outra, pelo menos, é finamente dividida e repartida (fase dispersa ou descontínua). Entre as diferentes dispersões, existem duas categorias exploradas no campo industrial: as suspensões e as emulsões. As emulsões têm maior regularidade no tamanho e na distribuição do grão do que as suspensões comuns e grãos maiores do que as soluções coloidais. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

239 Emulsão Asfáltica O tamanho médio dos grãos de uma emulsão é da ordem de 1 mícron, podendo o seu tamanho máximo atingir alguns micros. Enquanto nos colóides é impossível a separação das micelas por meios mecânicos, a exemplo das soluções moleculares, na emulsão isto é possível. Suspensão coloidal e suspensão comum ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

240 Emulsões Asfálticas Óleo e água podem formar emulsão, porém se separam rapidamente quando cessa a agitação. Esquema de preparação de emulsão asfáltica As emulsões estáveis têm o emulsificante, que previne ou retarda a separação das fases. FASE OLEOSA FASE AQUOSA EMULSÃO GROSSEIRA FASE OLEOSA FASE AQUOSA As emulsões asfálticas são do tipo óleo em água e constituídas por: Cimento asfáltico (60 a 70%), disperso em fase aquosa, que é composta de ácido + emulsificante (0,2 a 1%) + água + solvente. AGENTE QUÍMICO EMULSIFICANTE FENÔMENO DE COALESCÊNCIA EMULSÃO ESTÁVEL (GROSSEIRO) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

241 Fabricação da Emulsão Asfáltica Cimento asfáltico aquecido e água contendo um agente emulsificador são passados sob pressão por um moinho coloidal para produzir glóbulos pequenos de CAP que ficam suspensos na água. O agente emulsificador impõe uma carga elétrica à superfície dos glóbulos de CAP, que faz estes se repelirem e não coalescer. O processo de emulsificação quebra o asfalto em glóbulos, o que é dificultado pela coesão interna e viscosidade do CAP e pela tensão superficial que resiste à criação de novas interfaces. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

242 Fabricação da Emulsão Asfáltica Para obter uma emulsão é necessário: Uma energia de dispersão: agente mecânico que promove a fragmentação da fase dispersa e a sua conseqüente dispersão. Um emulsificante: agente físico-químico que atende a uma dupla finalidade: baixar a tensão interfacial entre as duas fases, facilitando a emulsificação; estabilizar a emulsão obtida fixando-se à periferia dos grãos da fase dispersa, impedindo assim que os mesmos se juntem (coalescência). ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

243 Fabricação da Emulsão Asfáltica Moinho coloidal Consiste de um rotor de alta velocidade que gira entre 1000rpm a 6000rpm num stator. O espaçamento entre o rotor e o stator é tipicamente de 0,25mm a 0,50mm, ajustável. O asfalto aquecido e o emulsificante são colocados no moinho simultaneamente. As temperaturas dos componentes (100 C a 140 C do asfalto, < 90 C da emulsão no final) variam com o tipo e porcentagem de asfalto na emulsão, o tipo de emulsificante, etc. Exemplo de lab. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

244 Exemplo de Fábrica de Emulsão Asfáltica Paulínea, SP Fotos de Soares (2003) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

245 Classificação das Emulsões As emulsões asfálticas podem ser classificadas: Quanto à carga da partícula: os dois tipos mais comuns são: catiônicas e aniônicas; Quanto ao tempo de ruptura: ruptura rápida (RR), ruptura média (RM) e ruptura lenta (RL). ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

246 Classificação das Emulsões Classificadas de acordo com ruptura, viscosidade Saybolt Furol, teor de solvente, desemulsibilidade, resíduo de destilação e quanto à utilização em 7 tipos: Teor mín. Viscosidade Emulsão Tipo Vel. de Ruptura de resíduo Saybolt Desemulsibilidade asfáltico Furol a 50 o C RR-1C Catiônica Rápida 62% entre 20 e 90s Superior a 50% RR2-C Catiônica Rápida 67% entre 100 e 400s Superior a 50% RM-1C Catiônica Média 62% entre 20 e 200s Inferior a 50% RM-2C Catiônica Média 65% entre 100 e 400s Inferior a 50% RL-1C Catiônica Lenta 60% máx de 70s - LA-1C Catiônica - 58% máx de 100s - LA-2C Catiônica - 58% máx de 100s - ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

247 Agente Emulsificante Agente emulsificante: Longa cadeia hidrocarbonada que termina com um grupo funcional catiônico ou aniônico. A parte parafínica da molécula tem uma afinidade pelo betume e a parte iônica (polar) uma afinidade pela água. O emulsificante não é apenas um agente estabilizador, mas um promotor de adesividade. Comportamento do emulsificante na emulsão ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

248 Tipos de Emulsão quanto à Carga (a) Aniônicas São as mais antigas. Os glóbulos de asfalto são carregados negativamente. Ao imergir dois eletrodos em uma emulsão aniônica (ensaio de eletroforese), os grãos se dirigirão para o anodo (ensaio de carga de partícula). Esquema do ensaio de carga de partícula de uma Emulsão Aniônica ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

249 Esquema de Emulsões Aniônicas ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

250 Tipos de Emulsões quanto a Carga Elétrica (b) Catiônicas Atualmente este tipo de emulsão é a mais empregada. Os glóbulos de asfalto são carregados positivamente. Ao imergir dois eletrodos em uma emulsão catiônica, os grãos se dirigirão para o catodo. O agente emulsificante utilizado é um sabão ácido (sal de amina resultante de uma base fraca + ácido forte), por isto são chamadas emulsões ácidas. Esquema do ensaio de carga de partícula de uma Emulsão Catiônica ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

251 Esquema de Emulsões Catiônicas ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

252 Ruptura da Emulsão Quando a emulsão entra em contato com o agregado pétreo inicia-se o processo de ruptura da emulsão, que é a separação do CAP e da água, o que permite o recobrimento do agregado por uma película de asfalto. A água é liberada e evapora-se. A ruptura da emulsão consiste na anulação da camada de proteção dos grãos de asfalto dispersos na água e se observa pela união dos mesmos (coagulação ou floculação). Esquema de Coalescência na interface emulsão/agregado A velocidade de ruptura é função da composição química do agente emulsificante e da sua dosagem na emulsão. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

253 Aplicação de Emulsão Lama Asfáltica Microrrevestimento asfáltico Pré-misturado a frio Tratamento superficial Pinturas de ligação Reciclagem ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

254 Asfalto Diluído de Petróleo (ADP) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

255 ASFALTOS DILUÍDOS (ADP) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

256 OBTENÇÃO ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

257 Classificação CR Cura Rápida Solvente: Gasolina CM Cura Média Solvente: Querosene CL Cura Lenta Solvente: Gasóleo (não usa mais) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

258 Asfalto Diluído de Petróleo (ADP) Asfaltos diluídos são asfaltos líquidos produzidos pela adição de solventes de petróleo (ou diluentes) aos cimentos asfálticos para diminuir a viscosidade do CAP para aplicação a temperaturas próximas da ambiente. O contato do ADP com agregados ou com o material de base provoca a evaporação do solvente, deixando o resíduo de cimento asfáltico na superfície. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

259 Asfalto Diluído de Petróleo (ADP) Baseado na velocidade de evaporação, os ADP s são divididos em três grupos: (a)cura rápida (CR) produzido pela adição de um diluente leve de alta volatilidade (geralmente gasolina ou nafta); (b) Cura média (CM) produzido pela adição de um diluente médio de volatilidade intermediária (querosene); usado para imprimação impermeabilizante; ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

260 Asfalto Diluído de Petróleo (ADP) Cada categoria apresenta tipos de diferentes viscosidades cinemáticas em função da quantidade de diluente: Os CR são constituídos pelos tipos: CR-70, CR-250; Os CM pelos tipos CM-30 e CM-70. A quantidade de cimento asfáltico e diluente usada na fabricação de ADP varia com as características dos componentes, sendo, em geral, em volume: Tipo 30: 52% de asfalto e 48% de diluente; Tipo 70: 63% de asfalto e 37% de diluente; Tipo 250: 70% de asfalto e 30% de diluente. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

261 Asfaltos Diluídos de Petróleo Em duas taxas de evaporação, classificado por viscosidade a 60ºC: de cura rápida: CR-70, CR-250; de cura média: CM-30. Em países desenvolvidos, seu uso em imprimação está sendo substituído por emulsões asfálticas devido a problemas ambientais. Base imprimada com CM-30 Imprimação de bases de solos e granulares ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

262 Porque se Usar Emulsão no Lugar de ADP? As emulsões asfálticas vêm sendo cada vez mais usadas no lugar de ADP devido a: Regulamentações ambientais: emulsão não polui pois há uma pequena quantidade de voláteis (em relação ao ADP) que evapora além da água; Perda de produtos valiosos: na cura do ADP, os diluentes, que demandam grande energia para serem produzidos, são perdidos para a atmosfera; Segurança: o uso de emulsão é seguro. Há pouco risco de incêndio comparando com ADP, que pode ter baixo ponto de fulgor; Aplicação a temperaturas ambientes: emulsão pode ser aplicada a temperatura mais baixa comparativamente ao ADP, economizando combustível. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

263 Asfalto Espuma ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

264 Conceituação ESPUMA DE ASFALTO: Mistura de asfalto, aquecido à aproximadamente C, e água a temperatura ambiente (WIRTGEN, 2001) ESPUMA DE ASFALTO: Técnica de utilização do ligante asfáltico que consiste em promover o encontro, sob condições apropriadas, entre o asfalto aquecido a temperatura típica de utilização a quente, com água aspergida a temperatura ambiente (MOTTA et al., 2000) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

265 Breve Histórico 1957: Prof. Ladis Csanyi, Universidade Estadual de Iowa, USA, estabelece o conceito de espuma de asfalto e 1970: Companhia Mobil Oil Austrália Ltda também desenvolve uma tecnologia para esta nova forma de usar o CAP. 1990: Perda da validade das patentes. Grande surto de aplicações coincidindo com o desenvolvimento da fresagem/reciclagem. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

266 Asfalto Espuma de Asfalto Esquema da câmara de expansão (WIRTGEN, 2001) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

267 Como Age a Espuma de Asfalto? Age formando um mástique através do contato do asfalto espumado com as partículas finas, menores que 0,075mm de diâmetro (material passante na #200). ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

268 Propriedades Fundamentais Espuma de Asfalto TAXA DE EXPANSÃO: é a relação entre o volume máximo do CAP em estado de "espuma" e o volume de CAP remanescente, após a espuma estar completamente assente. MEIA VIDA: é o tempo em segundos necessário para uma espuma regredir do seu volume máximo até a metade deste volume. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

269 Asfalto Espuma de Asfalto Taxa de expansão e meia vida ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

270 Fatores que Influenciam nas Propriedades - Espuma de Asfalto Temperatura do asfalto. Quantidade de água adicionada ao asfalto. Pressão sob a qual o asfalto é injetado na câmara de expansão: baixas pressões (menores que 3 bar) afetam negativamente tanto a taxa de expansão, como a meia vida. Consistência do asfalto de origem. Presença de agentes anti-espumantes, tais como, compostos de silicone. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

271 Principal Uso Reciclagem a frio in situ de revestimento. Reciclagem a frio in situ de revestimento e base com espuma de asfalto e cimento. Mistura final será utilizada como camada de base, recebendo uma nova capa. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

272 Tambor Fresador/Misturador - Espuma de Asfalto água para a expansão asfalto quente água para a compactação sentido de avanço da obra (INSTITUTO CHILENO DEL ASFALTO, 2002) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

273 Esquema de aplicação da espuma de asfalto Aplicação da espuma de asfalto no campo: fresadora recicladora com câmara de expansão + caminhão de CAP+ caminhão de água (WIRTGEN, 2001) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

274 ASFALTOS MODIFICADOS (Asfaltos Polímeros) Os polímeros mais utilizados são: SBS (Copolímero de Estireno Butadieno); SBR (Borracha de Butadieno Estireno); EVA (Copolímero de Etileno Acetato de Vinila); EPDM (Tetrapolímero Etileno Propileno Diesso); APP (Polipropileno Atático); Polipropileno; Borracha vulcanizada; Resinas; Epoxi; Poliuretanas; etc. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

275 ASFALTOS MODIFICADOS (Asfaltos Polímeros) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

276 Estoque de pneus Pneu entrando na esteira Esteira de moagem Pneu sendo moído Diferentes fases de moagem Pneu moído ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

277 ASFALTOS MODIFICADOS (Asfaltos Polímeros) Suas principais vantagens: - Diminuição da suscetibilidade térmica - Melhor característica adesiva e coesiva - Maior resistência ao envelhecimento - Elevação do ponto de amolecimento - Alta elasticidade - Maior resistência à deformação permanente - Melhores características de fadiga ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

279 PRINCIPAIS FUNÇÕES do ASFALTO NA PAVIMENTAÇÃO a) Aglutinadora: Proporciona íntima ligação entre agregados, resistindo à ação mecânica dedesagregação produzida pelas cargas dos veículos. b) Impermeabilizadora: Garante ao revestimento vedação eficaz contra penetração da água proveniente da precipitação. c) Flexibilidade: Permite ao revestimento sua acomodação sem fissuramento a eventuais recalques das camadas subjacentes do pavimento. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

280 Asfaltos: Caracterização Brasileira ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

281 Cimento Asfáltico 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 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

282 Cimento Asfáltico de Petróleo Classificado por penetração a 25ºC (a partir de 2005): 30/45 50/70 85/ /200 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

283 Tabela Especificação 2005 Limites Métodos Características Unidade CAP CAP CAP CAP ABNT ASTM Penetração (100g, 5s, 25 o C) 0,1mm 30 a a a a 200 NBR 6576 D 5 Ponto de Amolecimento o C NBR 6560 D 36 Viscosidade Saybolt-Furol a 135 o C s a 150 o C a 177 o C 40 a a a a 60 Viscosidade Brookfield NBR E 102 a 135 o C, SP 21, 20rpm mín cp a 150 o C, SP 21, mín a 177 o C, SP 21 mín 76 a a a a 114 Índice de Susceptibilidade Térmica (-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) Ponto de Fulgor mín. o C Solubilidade em tricloroetileno, mín % massa 99,5 99,5 99,5 99,5 NBR D NBR NBR D 92 D 2042 Ductilidade a 25 o C, mín. cm NBR 6293 D 113 (*) relação entre a penetração após o efeito do calor e do ar em estufa RTFOT e a penetração antes do ensaio. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

284 - Tabela Especificação 2005 (cont.) Características Unidade CAP CAP Limites CAP CAP ABNT Métodos ASTM Efeito calor e ar a 163 o C, 85 mín Variação em massa, máx % massa 0,5 0,5 0,5 0,5 D 2872 Ductilidade a 25 o C cm NBR 6293 D113 Aumento do Ponto de Amolecimento o C NBR 6560 D 36 Penetração Retida (*) % NBR 6576 D 5 (*) relação entre a penetração após o efeito do calor e do ar em estufa RTFOT e a penetração antes do ensaio. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

285 CAP Ensaios correntes da classificação brasileira ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

286 - Penetração Ensaio de classificação de cimentos asfálticos. Medida de consistência. Ensaio a 25ºC, 100 g, 5s NBR Presente em especificações ASTM e européias. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

287 Ensaios de Consistência Penetração (ASTM D5-94 e NBR 6576) 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. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

288 Penetração ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

289 Penetração Amostra a 25 o C ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

290 Penetração ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

291 - Ponto de Amolecimento Ensaio classificatório de especificações européias Especificação NBR 6560 Empregado para estimativa de susceptibilidade térmica. Presente em especificações de asfaltos modificados e asfaltos soprados. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

292 Ensaios de Consistência Ponto de Amolecimento - Anel Bola Uma bola de aço de dimensões e peso especificados é colocada no centro de uma amostra de asfalto em banho. O banho é aquecido a uma taxa controlada de 5 C/minuto. Quando o asfalto amolece, a bola e o asfalto deslocam-se em direção ao fundo. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

293 Ponto de Amolecimento Início do ensaio Final do ensaio ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

294 Ponto de Amolecimento ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

295 - Índice De Suscetibilidade Térmica (Pfeiffer Van Doormal) Onde PVD 500xlog PEN 20PA log PEN PA PA = Ponto de Amolecimento: PEN = Penetração do asfalto (em 0,1mm) PVD < - 2 asfaltos que amolecem muito rapidamente com o aumento da temperatura e tendem a ser quebradiços em baixas temperaturas PVD > + 2 Asfaltos oxidados com baixíssima suscetibilidade térmica e não são indicados para serviços de pavimentação Brasil - 2 < PVD < +1 ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

297 - Acima da temperatura correspondente ao seu Ponto de Amolecimento, os CAP s apresentam comportamento Newtoniano ou aproximadamente Newtoniano - Abaixo do Ponto de Amolecimento, a até cerca de 0ºC, os CAP s podem apresentar um fluxo Newtoniano até um fluxo muito complexo - Para temperaturas muito baixas (inferiores a 0ºC) e pequenos tempos de aplicação de cargas, o comportamento dos CAP s é de um sólido praticamente elástico ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

298 Ensaios de Consistência - Dutilidade A dutilidade é dada pelo alongamento em centímetros obtido antes da ruptura de uma amostra de CAP com o menor diâmetro de 1 cm 2, em banho de água a 25 C, submetida pelos dois extremos à tração de 5 cm/minuto. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

299 Dutilidade Resistência à tração do ligante. Empregado para ensaios de retorno elástico de asfaltos modificados. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

300 Ensaios de Consistência ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

301 Ensaios de Segurança - Ponto de Fulgor Menor temperatura, na qual os vapores emanados durante o aquecimento do material betuminoso se inflamam a uma fonte de ignição. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

302 Ponto de Fulgor Requisito de segurança. Vaso aberto Cleveland. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

303 Ensaios de Segurança ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

304 Ponto de Fulgor (Segurança) Termômetro Cápsula cheia de amostra Ponta ligada ao gás ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

305 - Solubilidade (Pureza) Em tricloroetileno NBR ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

306 Solubilidade (Pureza) (1) Materiais e equipamentos (2) Cadinho com papel filtro (esq) Amostra antes da filtragem (dir) Foto:PBS (3) Amostra dissolvida em tricloroetileno (4) Filtragem com auxílio de vácuo ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

307 Ensaio de massa específica do ligante ABNT 6296 ETAPAS: Picnômetros com asfalto e água Determinação da massa do picnômetro totalmente preenchido com água a 25 C Determinação da massa do picnômetro preenchido até a metade com asfalto a 25 C Determinação da massa do picnômetro preenchido metade com água e metade com asfalto, a 25 C ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

308 Etapas do ensaio de massa específica do ligante (1) Picnômetros com asfalto e com água (2) Massa do picnômetro com água a 25 o C Fotos: Patricia B. Silva (3) Massa do picnômetro com asfalto até a metade (4) Massa do picnômetro com metade asfalto e metade água ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

309 - VISCOSIDADE (Lei de Newton): A resistência ao deslocamento relativo das partes de um líquido é proporcional à velocidade com que estas partes se separam uma da outra. A viscosidade é uma medida da consistência que o material apresenta ao movimento relativo de suas partes ou ainda de sua capacidade de fluir. É a característica inerente ao material de opor-se ao fluxo ou deslocamento de uma partícula sobre partículas adjacentes devido a uma espécie de atrito interno do material ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

311 ASFALTOS t 1P 2 Kg / m Kg 1/ seg m 0,1N seg m 2 2 seg Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

312 Viscosímetros para Fluídos Newtonianos Necessário para: Especificação de CAP (garantir bombeamento). Determinação da temperatura de usinagem e compactação. Por capilar viscosidade cinemática. Determinação do tempo de escoamento em tubos / orifícios calibrados: Saybolt Furol ASTM D 88 e ASTM E 102. Cannon Fenske e Zeithfuchs ASTM D Brookfield (atual - mais moderno) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

313 - Viscosidade Saybolt Furol Viscosímetro Saybolt Furol ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

314 - Viscosímetro Rotacional (Brookfield) MEDIDAS: propriedades relacionadas ao bombeamento e estocagem. ABNT (2004) ASTM D 4402 (2002) RESULTADOS: comportamento do fluido viscosidade x taxa de cisalhamento x tensão de cisalhamento; viscosidade dinâmica (cp); gráfico temperatura-viscosidade para projeto de mistura. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

315 Viscosímetro Rotacional (Brookfield) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

316 Viscosímetro Rotacional (Brookfield) Motor Torque Cilindro interno Câmara de condicionamento Thermosel Controlador digital de temperatura ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

317 Temperaturas de Mistura e Compactação Em função da curva viscosidade temperatura do ligante asfáltico a ser usado na mistura. Temperatura de Mistura: ligante: correspondente à viscosidade 85±10 SSF ou 0,17±0,02 Pa.s; ou 170±20 cp agregado: de 10 a 15ºC acima da temperatura do ligante. Temperatura de Compactação: correspondente à viscosidade 140±15 SSF ou 0,28±0,03Pa.s. ou 280±30 cp ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

318 Viscosidade (cpoise) Temperatura ( C) Faixa de Mistura Faixa de Compactação ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

319 Viscosidade (cp) Gráfico Viscosidade-Temperatura Temperatura (ºC) Material CAP-20 EVA RASF Ligante Agregado Mistura Exemplo de temperaturas (ºC) de trabalho determinadas para 3 ligantes, de acordo com as viscosidades Saybolt-Furol. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

321 Ensaio de Durabilidade: - Efeito do Calor e do Ar Estufa de Efeito de Calor e Ar: Película Delgada (TFOT) Simula o envelhecimento da usinagem; Temperatura: 163 C; Tempo: 5h; Determina a perda ou ganho de peso; Especificação ASTM D 1754; Especificação ABNT ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

322 SERVIÇOS DE IMPRIMAÇÃO / PINTURA DE LIGAÇÃO IMPRIMAÇÃO Também chamada de Imprimadura ou Prime-Coat. Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície de uma base concluída, antes da execução de um revestimento asfáltico qualquer. (DNER - ESP.14/71).

323 Funções da Imprimação a) Promover condições de ligação e aderência entre a base e o revestimento b) Impermeabilização da base. c) Aumentar a coesão da superfície da base pela penetração do material asfáltico (de 0,5 a 1,0cm). Tipos de Asfaltos Utilizados na Imprimação - São utilizados asfaltos diluídos de baixa viscosidade, afim de permitir a penetração do ligante nos vazios da base. - São indicados os tipos CM-30 e CM-70.

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325 Execução da Imprimação a) Varredura da pista - São utilizadas vassouras mecânicas rotativas ou vassouras comuns, quando a operação é feita normalmente, com finalidade de fazer a limpeza da pista retirando os materiais finos que ocupam os vazios do solo. - Também pode ser usado o jato de ar comprimido. - Quando a base estiver muito seca e poeirenta podese umedecer ligeiramente

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327 b) Aplicação do asfalto - Feita por meio do caminhão espargidor de asfalto: equipado com barra espargidora e caneta distribuidora, bomba reguladora de pressão, tacômetro e conta giro

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330 b) Aplicação do asfalto - A quant. de material aplicado: de 0,7 a 1,0 l/m2. - Deve-se evitar a formação de poças de ligantes na superfície da base pois o excesso de ligante retardará a cura do asfalto prejudicando ao revestimento. - Nos locais onde houver falha de imprimação o revestimento tenderá a se deslocar. O complemento dos trechos onde ocorreram falhas é feito pela caneta distribuidora.

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332 c) Controles de execução 1ª) Controle com régua: Mede-se a quantidade gasta de ligante para executar um determinado trecho, obtendo-se a taxa em l/m2. 2ª) Controle da bandeja ou folha de papel: Coloca-se uma bandeja (área conhecida) sobre a superfície a ser imprimada. Após a passagem do espargidor recolhe-se a bandeja (ou papel) e determina-se a quantidade de ligante distribuída através da diferença de peso antes e depois da passagem do caminhão. O controle da uniformidade : O excesso deve ser eliminado através do recolhimento e as falhas devem ser preenchidas através da caneta distribuidora ou regrador.

333 PINTURA DE LIGAÇÃO Também chamada de Tack-Coat. Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a base ou revestimento antigo com a finalidade precípua de promover sua ligação com a camada sobrejacente a ser executada

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335 Tipos de Asfaltos Utilizados na Pintura de Ligação - Emulsões asfálticas dos tipos: Ruptura rápida: RR-1C e RR-2C Ruptura média: RM-1C e Rm-2C - Asfaltos diluídos CR-70 (exceto para superfícies betuminosas) Execução da Pintura de Ligação a) Varredura da pista: idem imprimação b) Aplicação do asfalto: Também é feita pelo caminhão espargidor. A quantidade de material aplicado é da ordem de 0,5 l/m2. c) Controles de execução: idem imprimação

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