Notas de aulas de Pavimentação (parte 4)

Transcrição

1 1 Notas de aulas de Pavimentação (parte 4) Hélio Marcos Fernandes Viana Tema: Misturas asfálticas ou tipos de revestimentos asfálticos (1. o Parte) Conteúdo da parte 1 1 Introdução 2 Formas de classificar a mistura utilizada na camada de revestimento asfáltico 3 Misturas usinadas

2 2 1 Introdução 1.1 Estrutura de um pavimento rodoviário revestido com camada asfáltica O pavimento rodoviário revestido de camada asfáltica é uma estrutura de múltiplas camadas, que em sua forma mais completa apresenta as seguintes camadas: a) Camada de regularização, que se localiza acima do subleito; b) Camada de reforço do subleito, que se localiza acima da camada de regularização; c) Camada de subbase, que se localiza acima da camada de reforço do subleito; d) Camada de base, que se localiza acima da camada de subbase; e e) Camada de revestimento asfáltico ou pista de rolamento, que se localiza acima da camada de base. A Figura 1.1 ilustra a seção transversal de um pavimento rodoviário revestido com camada asfáltica em sua forma mais completa ou com todas as camadas existentes. Figura Seção transversal de um pavimento rodoviário revestido com camada asfáltica em sua forma mais completa ou com todas as camadas existentes OBS(s). a) O pavimento possui um sistema de camadas para diminuir as cargas que chegam no subleito; b) Subleito é o solo que serve de fundação para o pavimento; e c) A camada de regularização não constitui, propriamente, uma camada do pavimento, pois sua espessura pode ser nula em alguns pontos.

3 As principais funções das camadas do pavimento rodoviário revestido com camada asfáltica são: a) O revestimento (ou camada de rolamento) é uma camada destinada à: - Resistir às ações do tráfego; - Impermeabilizar o pavimento; - Melhorar as condições de rolamento no que se refere ao conforto e a segurança; e - Transmitir de forma atenuada as cargas do tráfego às camadas inferiores. b) A camada de base é uma camada destinada à: - A resistir aos carregamentos do tráfego e a transmiti-los, com menor intensidade ao subleito ou a camada inferior (a base se localiza embaixo do revestimento ou da camada de rolamento). c) A camada de subbase é uma camada destinada à: - Complementar à base, pois tem as mesmas funções da base. - Economizar recursos, pois a camada de subbase é executada quando, por razões econômicas, for conveniente reduzir a espessura da base. d) A camada de reforço do subleito é uma camada destinada à: - Reduzir a espessura da subbase. OBS. A camada de reforço do subleito é executada sobre a cota do greide ou sobre a cota do perfil longitudinal da estrada. e) A camada de regularização é uma camada destinada à: - Preparar o subleito da estrada para receber as demais camadas que formam pavimento. OBS(s). a) A camada de regularização é a primeira camada a apresentar as inclinações transversais (abaulamento ou superelevação) definitivas do pavimento; e b) A camada de regularização possui espessura variável Qualidades que o revestimento (ou camada de rolamento) deve apresentar para cumprir com as suas funções O revestimento asfáltico (ou camada de rolamento) do pavimento deve apresentar as seguintes qualidades para cumprir com as suas funções: i) O revestimento asfáltico deve ser uma camada resistente ao intemperismo (ou ao desgaste) causado pelo clima; ii) O revestimento asfáltico deve ser uma camada impermeável para proteger a si mesma e as camadas inferiores do pavimento;

4 4 iii) O revestimento asfáltico deve ser uma camada resistente aos carregamentos gerados pelo tráfego de veículos; e iv) Etc. OBS. De acordo com Medina (1997), um pavimento feito com uma camada de rolamento de asfalto pode ter uma vida útil de até 20 anos, enquanto as barragens têm vida longa e indefinida. Na maioria dos pavimentos brasileiros é utilizada como camada de revestimento uma mistura rigorosamente dosada, a qual é formada de agregados pétreos e um ligante asfáltico. OBS(s). a) Agregados pétreos são agregados produzidos a partir de pedras ou rochas britadas (ou trituradas); e b) O tema dosagem de misturas asfálticas será abordado em aula futura. Para se obter uma camada de revestimento asfáltico ou de rolamento de qualidade é necessário: i) Um projeto adequado da estrutura do pavimento, ou seja, uma definição técnica das espessuras de cada camada do pavimento; e ii) Um projeto adequado de dosagem da mistura asfáltica utilizada como camada de revestimento. A Figura 1.2 mostra a foto de uma camada de revestimento asfáltico de uma avenida, a qual é formada por agregados pétreos e ligante asfáltico. Figura Foto de uma camada de revestimento asfáltico da Av. Olívia Flores em Vitória da Conquista - Ba, a qual é formada por agregados pétreos e ligante asfáltico

5 2 Formas de classificar a mistura utilizada na camada de revestimento asfáltico 5 i) Classificação da mistura asfáltica utilizada na construção da camada de revestimento, quanto a preparação (ou fabricação) Quanto à preparação (ou fabricação), a mistura asfáltica pode ser classificada como: a) Mistura preparada em usina fixa Neste caso a usina é construída próximo ao trecho de construção do pavimento. b) Mistura preparada em usina móvel Neste caso, a usina é instalada no chassi de um caminhão e a usina se move na pista à medida que o pavimento é construído. c) Mistura preparada na própria pista ou tratamento superficial Neste caso não requer usina para realização da mistura asfáltica na pista. ii) Classificação da mistura asfáltica utilizada na construção da camada de revestimento, quanto ao tipo de ligante usado na mistura Quanto ao tipo de ligante utilizado na mistura asfáltica, tem-se que a mistura asfáltica pode ser classificada como: a) Mistura asfáltica com uso de CAP (ou cimento asfáltico de petróleo); b) Mistura asfáltica com uso de EAP (ou emulsão asfáltica de petróleo); c) Mistura asfáltica com uso de ADP (ou asfalto diluído de petróleo); d) Mistura asfáltica com uso de Asfalto Modificado com Polímero; e) Mistura asfáltica com uso de Asfalto Borracha; e f) Etc. iii) Classificação da mistura asfáltica utilizada na camada de revestimento, quanto a temperatura da mistura asfáltica Quanto à temperatura da mistura asfáltica, tem-se que a mistura asfáltica pode ser classificada em: a) Mistura asfáltica a quente (Ex: CAUQ, asfalto areia, etc.); e b) Mistura asfáltica a frio (Ex: Pré-misturado a frio com emulsão asfáltica de petróleo). OBS. A mistura asfáltica a quente é realizada em altas temperaturas (frequentemente, entre 100 o e 200 o C), e a mistura asfáltica a frio é realizada na temperatura ambiente.

6 6 iv) Classificação das misturas asfálticas utilizadas na construção da camada de revestimento, quanto a granulometria do agregado usado na mistura Quanto à granulometria do agregado usado na mistura asfáltica, tem-se que a mistura asfáltica pode ser classificada em: a) Mistura asfáltica continua a) Mistura asfáltica continua; b) Mistura asfáltica densa; c) Mistura asfáltica aberta; d) Mistura asfáltica descontinua; e e) Mistura asfáltica uniforme ou macadame. Uma mistura asfáltica é continua quando: A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica apresenta partículas com todos ou quase todos os diâmetros considerados nas peneiras do ensaio de granulometria; e A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura não apresenta degrau ou patamar. As curavas granulométricas B e C mostradas, a seguir, na Figura 2.1 ilustram (ou exemplificam) curavas granulométricas de agregados de graduação continua, que são usados em misturas asfálticas. Figura Curvas granulométricas de agregados usados em misturas asfálticas

7 7 b) Mistura asfáltica densa Uma mistura asfáltica é densa quando: A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica é continua, ou seja, uma curva granulométrica sem patamar e com diâmetro de agregados com todos ou quase todos os diâmetros; A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica é dita bem graduada, ou seja, há quantidade de finos suficientes para preencher os espaços deixados pelas partículas maiores; e A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura se aproxima da curva de máximo peso específico para o agregado. OBS. Finos são partículas de agregado com diâmetro menor que 0,075 mm. A curva granulométrica C mostrada, anteriormente, na Figura 2.1, é um exemplo de uma curva granulométrica de graduação densa, pois se aproxima da curva E, que é a curva de máximo peso específico para o agregado com tamanho máximo de 3/4 de polegada. c) Mistura asfáltica aberta Uma mistura asfáltica é aberta quando: A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica é continua, ou seja, a curva granulométrica é sem patamar e o agregado apresenta todos ou quase todos os diâmetros; A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica apresenta insuficiência material fino (ou material com diâmetro menor que 0,075 mm) para preencher os vazios entre as partículas maiores; e A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica apresenta porcentagem igual ou próxima a zero (0) para partículas com diâmetro igual a 0,075 mm. OBS(s). a) Agregados com curva granulométrica aberta apresenta maior volume de vazios; e b) Agregados com curva granulométrica aberta são considerados mal graduados. A curva granulométrica B mostrada, anteriormente, na Figura 2.1 é um exemplo de uma curva granulométrica de graduação aberta, a qual foi obtida de um agregado. d) Mistura asfáltica descontinua Uma mistura asfáltica é descontinua quando: A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura apresenta um nítido degrau, ou patamar, ou descontinuidade na curva granulométrica. OBS. Os agregados com curva granulométrica de graduação descontinua possuem pequena porcentagem de partículas para alguns diâmetros intermediários ou para algumas peneiras intermediárias da curva granulométrica.

8 8 A curva granulométrica D mostrada, anteriormente, na Figura 2.1 é um exemplo de uma curva granulométrica de graduação descontinua ou com degrau, a qual foi obtida de um agregado. e) Mistura asfáltica uniforme ou macadame Uma mistura asfáltica é uniforme ou macadame quando: A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica apresenta a maioria de suas partículas numa faixa granulométrica muito estreita; por exemplo: agregados retidos entre duas a três peneiras; e A curva granulométrica do agregado utilizado na mistura asfáltica apresenta, apenas, partículas com aproximadamente o mesmo diâmetro. A curva granulométrica A mostrada, anteriormente, na Figura 2.1 é um exemplo de uma curva granulométrica de graduação uniforme ou macadame, a qual foi obtida de um agregado. OBS. Macadame são pedras tipo britadas (ou trituradas), que possuem aproximadamente o mesmo diâmetro. 3 Misturas usinadas 3.1 Introdução às misturas usinadas Misturas usinadas são aquelas onde a mistura do ligante asfáltico com o agregado é realizada em uma usina. OBS. Usina é um estabelecimento industrial (ou de produção em larga escala), o qual é dotado de maquinaria. i) Resumo dos procedimentos para produção e utilização da mistura asfáltica usinada a) Inicialmente, é feita a dosagem da mistura asfáltica no laboratório, determinandose as proporções exatas do ligante asfáltico e do agregado que deverão ser misturados; b) Na sequência, a mistura asfáltica do ligante asfáltico com o agregado é realizada em uma usina em larga escala; c) Em seguida, a mistura asfáltica produzida na usina é transportada para pista por meio de um caminhão; d) O caminhão despeja a mistura asfáltica na máquina vibroacabadora, a qual gera uma camada asfáltica não compactada sobre a base do pavimento; e e) Finalmente, a camada asfáltica gerada pela máquina vibroacabadora sobre a base do pavimento é compactada com rolos pneus ou rolos lisos. OBS. Vibroacabadora de asfalto é uma máquina capaz de receber a massa asfáltica, que vem da usina, e produzir uma camada asfáltica não compactada sobre a base do pavimento.

9 A Figura 3.1 mostra a foto de uma vibroacabadora de asfalto em operação, tal foto foi realizada durante a pavimentação com CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA. Ainda, percebe-se com os trabalhadores o rodo e a pá de acabamento, que auxiliam na retirada de pedras grandes, e o preenchimento dos vazios com asfalto. 9 Figura Vibroacabadora em operação na pavimentação de CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA OBS(s). a) Em termos de produtividade, no mercado existem vibroacabadoras com a capacidade de processar até 300 toneladas de mistura asfalto por hora; Tal produtividade corresponde a 701 m por hora de uma faixa de pista (ou de tráfego) de CAUQ com de largura de 3,60 m e espessura de 5 cm; b) Em algumas vibroacabadoras, a espessura da camada asfáltica não compactada gerada pode ter menos de 2,5 cm, mas pode alcançar um máximo de até 30 cm; c) A altura em centímetros da camada de asfalto, não compactada, gerada pela vibroacabadora é definida pelo controlador da vibroacabadora, que ajusta a vibroacabadora para produzir a camada na altura desejada pelo engenheiro; d) A espessura da camada de asfalto não compactada gerada pela vibracabadora pode ser conferida, ou fiscalizada, através da baliza de controle de espessura, que mede a espessura da camada não compactada e verifica se a espessura da mesma está dentro do projetado; A Figura 3.2 mostra a foto da baliza de controle de espessura da camada não compactada gerada pela vibroacabadora, a qual foi utilizada na pavimentação com CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA.

10 10 Figura Baliza de controle de espessura, a qual foi utilizada na pavimentação com CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA A Figura 3.3 mostra a foto da ponta da baliza de controle de espessura da camada não compactada gerada pela vibroacabadora, a qual foi utilizada na pavimentação com CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA. e) A espessura final da camada de asfalto compactada na pista, ou espessura de projeto, é obtida a partir da seguinte equação: E C NC C (1.1) Em que: E C = espessura da camada de asfalto compactada, após a passagem do rolo compactador (rolo liso ou rolo de pneus) (cm); E NC = espessura da camada de asfalto não compactada, a qual é produzida ou gerada pela vibroacabadora (cm); C = peso específico da mistura asfáltica compactada, o qual é definido pelo ensaio de dosagem feito em laboratório (g/cm 3 ); e NC = peso específico da camada asfáltica não compactada, a qual é produzida ou gerada pela vibroacabadora (g/cm 3 ).. E NC

11 11 Figura Ponta da baliza de controle de espessura da camada não compactada gerada pela vibroacabadora, a qual foi utilizada na pavimentação com CAUQ da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA ii) Os dois tipos de misturas asfálticas usinadas As misturas asfálticas usinadas utilizadas como revestimento de pavimentos podem ser: a) Mistura asfáltica usinada a quente (Ex: CAUQ, asfalto areia, etc.); e b) Mistura asfáltica usinada a frio (Ex: Pré-misturado a frio com emulsão asfáltica de petróleo). OBS. A mistura asfáltica a quente é realizada em altas temperaturas (frequentemente, entre 107 o e 177 o C), e a mistura asfáltica a frio é realizada na temperatura ambiente.

12 Misturas usinadas a quente Introdução As misturas asfálticas usinadas a quente podem ser divididas em 3 (três) tipos com base: na granulometria do agregado e no fíler utilizados na mistura. OBS. Fíler (ou material de enchimento) é o material onde pelo menos 65% das partículas possuem diâmetro menor que 0,075 mm. Os 3 (três) tipos de misturas asfálticas usinadas a quente são: a) Mistura asfáltica usinada a quente de graduação densa Como exemplo de mistura asfáltica usinada a quente de graduação densa tem-se o Concreto Asfáltico Usinado a Quente (ou CAUQ). b) Mistura asfáltica usinada a quente de graduação aberta Como exemplo de mistura asfáltica usinada a quente de graduação aberta tem-se o Revestimento Asfáltico Aderente ou Camada Porosa de Atrito (CPA). c) Mistura asfáltica usinada a quente de graduação descontinua Como exemplo de mistura asfáltica usinada a quente de graduação descontinua tem-se: - A Stone Matrix Asphalt (SMA) ou Matriz Pétrea Asfáltica; e - O Gap-graded (ou mistura asfáltica sem agregados em certa graduação). OBS(s). a) As características da graduação densa, aberta e descontinua de uma mistura asfáltica já foram discutidas em detalhes anteriormente no tópico 2; b) As palavras stone, matrix e asphalt são palavras inglesas e significam respectivamente pedra, matriz e asfalto; e c) As palavras gap e graded são palavras inglesas e significam respectivamente lacuna (ou intervalo) e graduado(a). A Figura 3.4, a seguir, ilustra porções de agregados de granulometria aberta, descontinua e densa, as quais são utilizadas nas misturas asfálticas usinadas a quente. Observa-se na Figura 3.4(a) que a porção de agregado de granulometria aberta apresenta vazios entre as partículas; Tais vazios ocorrem pela insuficiência de material fino (ou material com diâmetro menor que 0,075 mm) na porção de agregado de granulometria aberta; Observa-se na Figura 3.4(c) que a porção de agregado de granulometria densa não apresenta vazios entre as partículas; o que demonstra quantidade suficiente de material fino (ou material com diâmetro menor que 0,075 mm) na porção de agregado de granulometria densa; Observa-se na Figura 3.4(b) que a porção de agregado de granulometria descontinua,

13 aparentemente, não apresenta vazios entre as partículas, e que a porção de granulometria descontinua e a porção de granulometria densa são parecidas. Portanto, o que vai diferenciar as duas porções (a porção descontinua e a porção densa) são as curvas granulométricas das duas porções, pois a porção de granulometria descontinua irá apresentar um degrau ou patamar na curva granulométrica. 13 Figura Porções de agregados de granulometria aberta, descontinua e densa, as quais são utilizadas em misturas asfálticas usinadas a quente OBS(s). Todas as misturas asfálticas usinadas a quente são utilizadas como camada de revestimento de pavimentos para qualquer volume de tráfego, desde tráfego baixo até tráfego muito elevado Camadas de revestimento com espessuras maiores que 7 cm, que são realizadas com misturas asfálticas usinadas a quente Quando à camada de revestimento com mistura asfáltica usinada a quente for maior que 70 mm (ou 7 cm) é comum utilizar mais de uma camada asfáltica para alcançar a altura desejada de projeto. Assim sendo, tem-se que: a) A camada superior em contato com os pneus dos veículos é chamada camada de rolamento ou capa, e deve ter baixo índice de vazios para garantir impermeabilização do pavimento; A espessura desta camada pode variar de 1,5 cm até 7 cm; e b) A camada inferior é chamada de camada de ligação, ou camada intermediária, ou binder; Esta camada pode possuir índice de vazios maior do que a camada superior, pois o objetivo da camada intermediária (ou binder) é diminuir o consumo de ligante e baratear o valor da mistura asfáltica. A espessura desta camada pode variar de 5 cm até 9 cm.

14 Vantagens e desvantagens das misturas asfálticas usinadas a quente As principais vantagens das misturas asfálticas usinadas a quente são: a) As misturas são mais duráveis; b) As misturas apresentam um envelhecimento considerado lento; c) As misturas suportam bem ao tráfego pesado; d) As misturas não exigem cura; e e) Etc. As principais desvantagens das misturas asfálticas usinadas a quente são: a) As misturas são de difícil fabricação; b) A misturas exigem aquecimento do agregado e do ligante; c) As misturas exigem um alto custo de fabricação; d) A mistura exige um equipamento complexo para sua fabricação; e e) As misturas não podem ser estocadas. A Figura 3.5 mostra a foto dos agregados (oriundos dos silos de armazenamento) sendo transportados pela esteira rolante para o misturador aquecido durante a produção de CAUQ em usina de São Carlos - SP. Percebe-se na figura a chama do maçarico do misturador, a qual serve para aquecer os agregados. Figura Agregados sendo transportados pela esteira rolante para o misturador aquecido durante a produção de CAUQ em usina de São Carlos - SP

15 15 OBS(s). a) O misturador aquecido é importante para eliminar as partículas de água dos agregados, que formam as misturas à quente, e assim os agregados possam ser misturados com o CAP aquecido; b) Partículas de água nos agregados causam a má aderência entre o CAP e os agregados, o que pode causar soltura de agregados na pista quando a pista for liberada ao tráfego; c) Os misturadores aquecidos possuem um maçarico de fogo para elevar a temperatura dos materiais em seu interior; e d) Após os agregados serem aquecidos, tem-se que os agregados são misturados com o CAP, na saída do misturador aquecido, para produzir o CAUQ Concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) Introdução O concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ), também é conhecido como concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), e como concreto asfáltico (CA). O concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) é a mistura asfáltica mais utilizada no Brasil. De acordo com Lima et al. (1985) o concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) é a mistura asfáltica de mais alta qualidade. Os concretos asfálticos usinados à quente (CAUQs) são misturas muito resistente em todos os aspectos, tais como: - São misturas resistentes ao envelhecimento (ou oxidação); - São misturas resistentes à fadiga; - São misturas resistentes à deformação permanente; e - Etc. O CAUQ somente deverá ser fabricado, transportado e aplicado quando a temperatura ambiente for maior que 10 o C. A tolerância em relação às temperaturas de projeto do ligante e do agregado para fabricação do CAUQ são de ± 5 o C. OBS(s). a) Deformação permanente que se relaciona a camada asfáltica (ou a mistura asfáltica) é deformação longitudinal de trilha de roda; e b) A fadiga da camada asfáltica (ou da mistura asfáltica) devido ao tráfego causa o trincamento da camada asfáltica ou da camada de rolamento.

16 Tipos de CAUQ Existem basicamente dois tipos de concretos asfáticos usinados a quente, os quais são: a) O CAUQ convencional; e b) O CAUQ especial. a) CAUQ convencional O CAUQ é convencional quando utiliza, apenas: - Cimento asfalto de petróleo (CAP) aquecido; e - Agregados aquecidos. A especificação para produção do CAUQ convencional é a DNIT-ES 031/ ES. b) CAUQ especial O concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) é especial quando: - Utiliza ligantes asfálticos modificados por polímero; ou - Utiliza ligantes asfálticos modificados por borracha; ou - Promove o surgimento de misturas asfálticas de módulo de resiliência elevados, que são conhecidos como EME ou asfaltos duros. OBS(s). a) EME são as iniciais das palavras francesas Enrobé Module Élevé; e b) As palavras francesas Enrobé Module Élevé significam respectivamente: mistura, módulo e elevado Características tecnológicas do CAUQ i) Volume de vazios de ar contidos na mistura asfáltica tipo CAUQ Para uma camada asfáltica utilizada para contato direto com os pneus dos veículos (ou camada de rolamento ou capa), o volume de vazios de ar contidos na mistura asfáltica, após a compactação deve está entre os seguintes limites: 3% Vv 5% em que: Vv = volume de vazios de ar contidos na mistura asfáltica compactada (%).

17 Para uma camada asfáltica utilizada como camada intermediária ou camada inferior (ou binder), a qual não está em contato direto com os pneus dos veículos, o volume de vazios de ar contidos na mistura asfáltica, após a compactação deve está entre os seguintes limites: 4% Vv 6% em que: Vv = volume de vazios de ar contidos na mistura asfáltica compactada (%). 17 ii) Faixa de teor de asfalto contido na mistura asfáltica tipo CAUQ Normalmente, o teor de asfalto em peso contido na mistura asfáltica tipo CAUQ está entre 4,5% a 6% do peso total da mistura asfáltica; Contudo, podendo sofrer pequena variação conforme a faixa granulométrica do agregado usado na mistura tipo CAUQ. OBS. As faixas granulométricas para agregados utilizados em misturas tipo CAUQ são as faixas A, B e C e são apresentadas no próximo tópico. iii) Faixas granulométricas para agregados a serem utilizados na mistura tipo CAUQ A Tabela 3.1 apresenta as faixas granulométricas A, B e C recomendadas para agregados que serão utilizados para produzir misturas asfálticas tipo CAUQ. Observe na Tabela 3.1 que para cada faixa granulométrica A, B ou C existe uma porcentagem de grãos em peso passando em cada peneira especificada; Observe na Tabela 3.1 que para cada faixa granulométrica (A, B ou C) de agregado, tem-se: - Uma faixa de teor de asfalto em peso recomendado para ser adicionada a mistura asfáltica que será produzida; - Cada faixa granulométrica de agregado (A, B ou C) está associada a um ou mais tipos de camada asfática; e - As espessuras de camada asfáltica recomendadas para cada camada construída com misturas asfálticas produzidas com os agregados das faixas granulométricas A, B ou C (Balbo, 2007).

18 18 Tabela Faixas granulométricas dos agregados utilizados na produção de CAUQ (Fonte: DNIT 031/ ES) Peneira de malha quadrada Número Abertura (mm) A B C Tolerância 2 pol. 50, e 1/2 pol. 38, ± 7% 1 pol. 25, ± 7% 3/4 pol. 19, ± 7% 1/2 pol. 12, ± 7% 3/8 pol. 9, ± 7% N. o 4 4, ± 5% N. o 10 2, ± 5% N. o 40 0, ± 5% N. o 80 0, ± 5% N. o 200 0, ± 2% Teor de asfalto em peso (%) 4,0 a 7,0 4,5 a 7,5 4,5 a 9,0 ± 0,3% Tipo de camada de revestimento asfáltico recomendada Espessura da camada (cm) Camada de ligação Faixas granulométricas Porcentagem em peso passando Camada de rolamento ou de ligação Camada de rolamento de 6,5 a 9,0 de 5,0 a 7,5 de 2,5 a 5,0 iv) Parâmetros mecânicos para misturas asfálticas tipo CAUQ (concreto asfáltico usinado a quente) A norma DNIT 031/2004 estabelece os seguintes parâmetros mecânicos para as misturas asfálticas tipo CAUQ: a) Valor mínimo da estabilidade Marshall igual a 500 kgf, para corpos-de-prova compactados com 75 golpes em cada face; e b) Valor mínimo para resistência a tração por compressão diametral igual a 0,65 MPa, para corpo-de-prova rompidos a 25º C. OBS. Os corpos-de-prova para ensaios tipo Marshall são cilíndricos e possuem duas faces para compactação. v) Influências da falta ou do excesso de CAP (ou do ligante asfáltico) nas misturas asfálticas tipo CAUQ As propriedades das misturas asfálticas tipo CAUQ são muito sensíveis à variação do teor de CAP (ou ligante asfáltico) na mistura com os agregados. O excesso do teor ou da quantidade de CAP (ou ligante asfáltico) nas misturas asfálticas pode causar os seguintes defeitos no pavimento: - Exudação ou concentração do ligante asfáltico na superfície da camada de rolamento; e - Deformação longitudinal permanente ou rodeira ou trilha de rodas.

19 19 OBS(s). a) A exudação facilita a aquaplanagem ou derrapagem dos veículos sobre uma lâmina de água que se forma sobre o pavimento com a exudação; e b) A deformação longitudinal permanente, ou rodeira, ou trilha de rodas no pavimento gera um desnível no pavimento, o que pode desestabilizar a direção dos veículos em altas velocidades. A falta do teor ou da quantidade de CAP (ou ligante asfáltico) nas misturas asfálticas diminui a resistência da mistura asfáltica, e pode facilitar o surgimento dos seguintes defeitos no pavimento: - As trincas de fadiga no pavimento; e/ou - Os buracos ou panelas no pavimento; OBS. As trincas por fadiga são trincas causadas pelo excesso de solicitação de ciclos de carga sobre o pavimento Considerações finais quanto à camada de CAUQ Para executar a camada de CAUQ, tem-se que: a) A superfície da base deve está limpa (ou varrida), ou seja, a superfície da base deve está sem pó; b) A superfície da base deve receber a pintura de ligação, que promoverá uma boa aderência entre a base e a camada asfáltica; c) As espessuras da camada não compactada e, posteriormente, compactada devem está dentro do que foi projetado; d) Transporte da massa de CAUQ da usina para o trecho de aplicação: - A execução da camada asfáltica de CAUQ deve ser realizada em dias sem chuva. - De acordo com o manual de normas de pavimentação (DER-SP, 1991) não será tolerada redução de temperatura da mistura superior a 10 o C no seu transporte entre a usina e o local de aplicação. - De acordo com a composição de preços unitário do DNIT, é admitido um raio de deslocamento máximo de 15 km entre a usina e o trecho de execução do CAUQ. e) Temperatura de compressão do CAUQ no trecho: - Deverão ser efetuadas medidas de temperatura do CAUQ durante o espalhamento da massa asfáltica, imediatamente antes da compressão. - As temperaturas de compressão deverão ser as temperaturas especificadas no projeto para a compactação com uma tolerância de ± 5 o C. f) O tráfego sobre a pista pode ser liberado, após 4 a 6 horas da compactação do CAUQ, ou seja, após o resfriamento da pista. OBS. Maiores detalhes da fabricação e execução da camada de CAUQ consulte a norma DNIT 031/ ES; ou Manual de Normas de Pavimentação (DER-SP, 1991).

20 CAUQ especiais i) Asfalto-borracha e asfalto modificado com polímero O asfalto borracha e o asfalto modificado com polímero são misturas asfálticas utilizadas com os seguintes fins: a) Reduzir a sensibilidade da mistura asfáltica às pequenas variações do teor ou quantidade do ligante asfáltico (ou CAP) utilizado na mistura; b) Tornar a mistura asfáltica mais resistente ao envelhecimento (ou a oxidação); e c) Tornar a mistura asfáltica mais durável em vias de tráfego pesado. ii) Asfalto duro ou EME O asfalto duro ou EME são misturas asfálticas, que apresentam módulo de resiliência elevado. O asfalto duro ou EME é uma mistura asfáltica usinada a quente utilizada com o objetivo de aumentar a resistência da camada de rolamento ao surgimento de deformações permanentes longitudinais (ou trilhas de rodas). OBS(s). a) EME são as iniciais das palavras francesas Enrobé Module Élevé; e b) As palavras francesas Enrobé Module Élevé significam em respectivamente: mistura, módulo e elevado Mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (Camada Porosa de Atrito), ou tipo revestimento asfáltico drenante ou tipo revestimento asfáltico aderente i) Características básicas da mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (camada porosa de atrito) As misturas asfálticas usinadas a quente tipo CPA (camada porosa de atrito), ou tipo revestimento asfáltico drenante apresentam as seguintes características básicas: a) São misturas asfálticas com grande porcentagem de vazios de ar contidos na mistura, chegando a possuir de 18% a 25% de vazios de ar; b) São misturas com pequena quantidade de filer (ou material de enchimento, que possui pelo menos 65% das partículas com diâmetro menor que 0,075 mm); c) São misturas com pequena quantidade agregado miúdo (ou agregado com partículas com diâmetro maiores que 0,075 mm e menores que 2,0 mm); d) A Camada Porosa de Atrito (CPA) ou Revestimento Asfáltico Aderente apresenta a graduação aberta (ou granulometria aberta); e e) São misturas com pequena quantidade de CAP ou ligante asfáltico.

21 ii) Principais objetivos a serem alcançados com a utilização da mistura asfáltica a quente tipo CPA (camada porosa de atrito) Os principais objetivos a serem alcançados com o uso da mistura a quente tipo CPA são: a) Aumentar a aderência pneu-pavimento em dias de chuva; b) Aumentar a visibilidade dos motoristas em dias de chuva, pois com a CPA o veículo que viaja na frente laçará menos água no para-brisa do veículo que viaja no fundo; c) Reduzir a reflexão dos farois na pista molhada, o que atrapalha a visibilidade dos motoristas; e d) Diminuir os acidentes nos dias de chuva. iii) As duas formas que a camada de rolamento executada com a mistura a quente tipo CPA (camada porosa de atrito) promove a drenagem na camada de rolamento A camada de rolamento executada com a mistura usinada a quente tipo CPA, ou camada porosa de atrito, devido a sua alta permeabilidade, promove a drenagem da camada de rolamento de duas formas, as quais são: a) A CPA devido a sua alta permeabilidade coleta a água da chuva para seu interior; e b) A CPA conduz a água da chuva coletada em seu interior para as sarjetas localizadas na bordas da pista. OBS. Permeabilidade é a propriedade que o material apresenta de permitir o fluxo (ou escoamento) de água através dele. O grau de permeabilidade de um material é expresso pelo coeficiente de permeabilidade (K). A Figura 3.6 ilustra dois trechos de um pavimento, sendo que um trecho é de CAUQ e outro trecho e de mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (camada porosa de atrito). Pode-se observar, na Figura 3.6, que o trecho com mistura asfáltica tipo CPA, o qual está à frente do trecho com mistura asfáltica tipo CAUQ, está menos brilhoso, ou seja, está com menos água sobre a pista. 21

22 22 Figura Dois trechos de um pavimento, sendo que um trecho é de CAUQ e outro trecho e de mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (camada porosa de atrito) iv) Considerações finais quanto à utilização da mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (ou camada porosa de atrito) A norma DNER-ES 386/99 estabelece os requisitos tecnológicos que os materiais utilizados na mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA devem satisfazer. Assim sendo, os requisitos tecnológicos que a mistura asfáltica a quente tipo CPA devem satisfazer são relacionados aos seguintes aspectos: a) Granulomulometria do agregado utilizado na mistura asfáltica tipo CPA; b) Quantidade ou teor mínimo e máximo do ligante asfáltico utilizado na mistura asfáltica tipo CPA; c) Volume de vazios de ar mínimo e máximo contidos na mistura asfáltica tipo CPA; d) Valor mínimo de resistência à tração dos corpos-de-prova a 25º C, os quais são moldados com a mistura asfáltica tipo CPA; e e) Etc. As misturas asfálticas a quente tipo CPA começaram a ser pesquisadas a partir da década de 1950, nos Estados Unidos, devido à grande preocupação nos dias de chuva, nos quais poderia ocorrer o efeito da aquaplanagem dos veículos. A CPA deve ser executada sobre uma camada asfáltica intermediária impermeável, uma vez que a água não deve penetrar na camada de base do pavimento.

23 A mistura asfáltica a quente tipo CPA foi utilizada na pista do aeroporto Santos Dumont no Rio de Janeiro durante 5 (cinco) anos para aumentar o atrito pneu-pavimento na pista. OBS. A aquaplanagem ou hidroplanagem é um fenômeno que ocorre quando os pneus do veículo perdem o contato com o pavimento e derrapam devido a presença de uma fina camada de água sobre a pista, a qual não é rompida nem pelo pneu nem pelas partículas da pista. Maiores detalhes acerca da mistura asfáltica usinada a quente tipo CPA (ou camada porosa de atrito) consulte: a) DNER-ES 386/99 intitulada: Pavimentação: pré-misturado a quente com asfalto polímero, camada porosa de atrito; e b) Bernucci et al. (2008) intitulado: Pavimentação asfáltica - Formação básica para engenheiros Mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA (stone matrix asphalt) i) Introdução SMA são as iniciais em inglês das palavras Stone Matrix Asphalt, que significam: matriz pétrea asfáltica. OBS. Pétrea é um adjetivo que indica algo (ou alguma coisa) constituído (ou formado) de pedra. A mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA foi desenvolvida em 1968 na Alemanha, e então passou a ser utilizada na Europa, Ásia e América. ii) Características básicas da mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA As misturas asfálticas usinadas a quente tipo SMA apresentam as seguintes características básicas: a) São misturas asfálticas com baixos volumes de vazios de ar. O volume de vazios de ar na mistura varia de 2% a 4%; b) São misturas asfálticas ricas em teor ou quantidade de ligante asfáltico; Geralmente, o teor de ligante asfáltico na mistura varia de 6% a 7,5%; c) São misturas asfálticas com elevada porcentagem de agregado graúdo (ou agregado com partículas com diâmetros maiores que 2,00 mm ou retidos na peneira número 10); e d) São misturas em que o agregado utilizado na mistura apresenta curva granulométrica de graduação (ou granulometria) descontinua ou com degrau, o que demonstra um pequena quantidade de partículas com um determinado diâmetro no agregado.

24 24 iii) Principais objetivos a serem alcançados com a utilização da mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA Os principais objetivos a serem alcançados com a utilização da mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA são: a) Obter resistência ao trincamento do pavimento, quando a mistura tipo SMA é colocada como camada sobre a camada de cimento Portland com a finalidade de reabilitação (ou recuperação) da camada de cimento Portland, que se encontra trincada (ou fissurada); b) Obter um pavimento com maior resistência à deformação permanente, ou com maior resistência à deformação longitudinal (ou rodeiras); c) Obter boa drenagem da água na superfície do pavimento; e d) Obter boa aderência pneu-pavimento em dias de chuva. A Figura 3.7 ilustra uma camada de rolamento executada com a mistura usinada a quente tipo SMA. Observa-se, na Figura 3.7, uma alta concentração de agregados graúdos (ou agregado com partículas com diâmetros maiores que 2,00 mm); na mistura asfáltica, e que a superfície da camada de rolamento asfáltica é rugosa. OBS. A superfície rugosa da mistura tipo SMA apresenta duas vantagens, as quais são: Facilita a drenagem da água na superfície do pavimento, pois a água sai pelos canais formados entre os agregados graúdos da superfície rugosa; e Facilita a aderência pneu-pavimento nos dias de chuva. Figura Camada de rolamento executada com a mistura usinada a quente tipo SMA

25 25 iv) Considerações finais quanto à mistura usinada a quente tipo SMA A espessura da camada de SMA varia de 1,5 cm a 7 cm. A SMA é recomendada para: - Curvas muito fechadas onde ocorrem derrapagens e/ou acidentes; - Pistas de aeroportos; - Pontes; - Interseções; e - Etc. Para construção da camada de rolamento com a mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA podem ser usadas as seguintes normas: - A norma dos Estados Unidos AASHTO MP 8-02; e - A norma da Alemanha ZTV Asphalt-stb 94 (2001). Maiores detalhes sobre a mistura usinada a quente tipo SMA; Inclusive, especificações (da granulometria do agregado utilizado na mistura, do teor de asfalto utilizado mistura, e etc.), que foram traduzidas da norma alemã ZTV Asphalt-stb 94 (2001) para produção da mistura asfáltica usinada a quente tipo SMA são apresentadas por Bernucci et al. (2008). OBS. Algumas normas de outros países podem ser compradas por meio da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Referências Bibliográficas BALBO, J. T. Pavimentação asfáltica - Materiais, projeto e restauração. São Paulo - SP: Oficina de Textos, p. (2.o Bibliografia principal) BERNUCCI, L. B.; MOTA, L. M. G.; CERRATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica - Formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro - RJ: Petrobrás, ou ABEDA (Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos, p. (1.o Bibliografia principal) Cidadesdobrasil.com.br (link: lançamento e edição 36) DEPARTAMENTO DE ESTRADAS E RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO (DER-SP). Manual de normas de pavimentação. São Paulo -SP: DER-SP, p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM (DNER) Glossário de termos técnicos rodoviários. Rio de Janeiro - RJ, p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) 031/ ES: pavimentação: concreto asfáltico. Rio de Janeiro, 2004.

26 26 DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT) II Caderno de perguntas e respostas Edital 330/ Concorrência. LIMA, D. C.; RÖHM S. A.; BUENO, B. S. Tópicos em estradas - apostila 205. Viçosa - MG: Universidade Federal de Viçosa, p. FABBRI, G. T. P. Notas de aulas da disciplina Misturas Betuminosas - STT5830. São Carlos - SP: Escola de Engenharia de São Carlos - USP, FERREIRA, A. B. H. Novo Dicionário Aurélio da Língua Portuguesa. 2. ed. Rio de Janeiro - RJ: Editora Nova Fronteira, p FERNANDES JUNIOR, J. L. Notas de aulas da disciplina Sistemas de Gerência de Pavimentos - STT5866. São Carlos - SP: Escola de Engenharia de São Carlos - USP, FERNANDES JUNIOR, J. L.; ODA, S.; ZERBINI, L. F. Defeitos e atividades de manutenção e reabilitação em pavimentos asfálticos. São Carlos - SP: Escola de Engenharia de São Carlos, p. RINGO, R. R. 45 lições de francês sem mestre. Rio de Janeiro - RJ: Tecnoprint S. A., 84p. MEDINA, J. Mecânica dos pavimentos. Rio de Janeiro - RJ: Editora Universidade Federal do Rio de Janeiro, p. Rodoviasverdesverdes.ufsc.br SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 1. São Paulo - SP: PINI, p. SERPA, O. Dicionário escolar Inglês - Português, e Português - Inglês. 7. ed. Rio de Janeiro - RJ: FENAME (Fundação Nacional de Material Escolar), p. SILVA, C. E. D. B. D; PAIVA, C. E. L. Estudo da permeabilidade de misturas betuminosas de graduação aberta. Pavimentação. Ano VII. N. o 25. Julho a Setembro. Rio de Janeiro - RJ: ABPv (Associação Brasileira de Pavimentação), p SOUZA, M. L. Pavimentação rodoviária. Rio de Janeiro - RJ: Livros Técnicos e Científicos, p. VIANA, H. M. F. Foto na usina de asfalto em São Carlos - SP. São Carlos - SP VIANA H. M. F Foto da avenida Olívia Flores em Vitória da Conquista - BA, VIANA H. M. F Fotos da pavimentação da via de acesso ao bairro Alto da Boa Vista em Vitória da Conquista - BA, 2012.

27 VINHOLES, S. B. Dicionário Francês - Português e Português - Francês. Porto Alegre - RS: Globo, 19??. 1120p. 27