Misturas Betuminosas As misturas asfálticas constituem sistemas plástico-elásticos cujos componentes tem características, composta de uma fase sólida, que é constituída pelos agregados pétreos de elevado módulo de Elasticidade, uma fase líquida de betume asfáltico com viscosidade elevada e uma outra fase gasosa de ar, que é um fluído de compressibilidade elevada. Os fatores que influem na dosagem das misturas, vinculadas com as propriedades que se busca atingir no conjunto são: Granulometria da mistura dos agregados; Temperatura e viscosidade do asfalto; Quantidade de asfalto usado; Grau de Compactação. A granulometria do agregado adotada e a quantidade de asfalto utilizado na mistura são os responsáveis pela impermeabilização, durabilidade e distribuição das tensões no revestimento asfáltico.as misturas podem ser: Misturas Abertas ou Fechadas: Abertas são aquelas que possue granulometria com predomínio de agregados grossos de um mesmo tamanho (de 1 a 1 1 / 2 são chamados de macadame). Agora as misturas fechadas possuem uma granulometria contínua, assim os agregados finos preenchem os vazios deixados pelos agregados grossos. Misturas a Frio e a Quente: As misturas cuja temperatura de execução é menor que 100ºC, são misturados a frio, sendo nessas utilizados asfaltos diluídos ou emulsificados, e os agregados não são aquecidos para eliminar a umidade. Uma mistura asfáltica a quente é a combinação dos agregados aquecidos a uma temperatura relativamente alta e misturados com asfalto à quente acima de 100ºC, esta ainda tem a vantagem de que logo depois de compactada e fria, esta já pode ser submetida imediatamente ao tráfego. Mistura na Estrada e em Usinas: Quando os agregados são distribuídos ao longo da estrada sobre material betuminoso, para depois mistura-los mediante meios mecânicos (motoniveladores,
arados de discos, usinas móveis, etc.) denominam-se misturas na estrada ou mistura local.se, pelo contrário, a mistura for preparada em uma usina fixa e logo transportada para a estrada para ser distribuída e compactada, se trata de uma mistura em equipamento ou mistura em usina, sendo que nesta os agregados podem ser classificados, secados e convenientemente dosados para obter-se a granulometria que se deseja, em uma usina asfáltica, para logo depois serem transportada para a estrada para distribuição e compactado a quente. A durabilidade dos revestimentos betuminosos é limitada pela ação combinada dos agentes climáticos e de trânsito. Estes falham por deformação a altas temperaturas ou por fratura e desintegração, geralmente a baixas temperaturas. Tipos de Revestimento e Dosagem São misturas asfálticas, sendo que cada uma possue métodos executivos, características diferentes, que dependerão de qual será a finalidade do revestimento no pavimento, são eles: - Imprimação É a aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície de uma base concluída, antes da execução de revestimento qualquer. Sua função é aumentar a coesão da superfície de base através da penetração do material asfáltico, promover aderência entre a base e o revestimento, e impermeabilizar a base. São indicados os asfaltos diluídos CM-30 e CM-70 devido a baixa viscosidade, permitindo assim uma infiltração melhor na base do pavimento. Pintura de Ligação É a aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície de uma base concluída, antes da execução de revestimento asfáltico. Sua função é aumentar a coesão da superfície de base através da penetração do material asfáltico, promover aderência e impermeabilizar a camada subjacente. Para pintura de ligação poderá ser utilizado as emulsões asfálticas a seguir: RR-1C, RR-2C, RM-1C, RM- 2C e RL-1C.
Tratamentos superficiais É um revestimento por penetração, que é executado pela aplicação alternada de material asfáltico e agregado, podendo ser: Tratamento Superficial Simples (TSS): Camada de agregado espalhado uniformemente sobre o material asfáltico, sendo posteriormente compactado e a acabado. Tratamento Superficial Duplo (TSD): Duas aplicações de material asfáltico, cobertas cada uma por agregado mineral, sendo a primeira de agregado graúdo e a segunda de agregado miúdo, na execução de cada camada é feita a operação de compressão e acabamento. É recomendado para projetos que possuem N iguais ou inferiores a 1x10 6 solicitações do eixo padrão. Tratamento Superficial Triplo (TST): Três aplicações de material asfáltico, cobertas cada uma por agregado mineral, sendo a primeira de agregado graúdo, a segunda de agregado médio e a última de miúdo, na execução de cada camada é feita a operação de compressão e acabamento. Os agregados utilizados podem ser pedra britada, cascalho e escória britada, e material asfáltico empregado pode ser a emulsão asfáltica de ruptura rápida RR-2C (preferencialmente), ou emulsão asfáltica RR-1C, CAP-7 e o asfalto diluído CR-250. Dosagem de Agregados Método do Gabarito: é um método direto, que consiste em um gabarito de contornos metálicos, construído nas dimensões de 3 x 50 x 100 cm (medidas internas ), onde o agregado é acomodado uniforme e cuidadosamente, evitando-se falhas e ou excessos. Através da quantidade de agregado, em peso, que se conseguiu acomodar dentro do gabarito e da área do mesmo (0,5 m 2 ), obtém-se a taxa de agregado. È conveniente que a taxa seja determinada através da média de três determinações. Através da densidade aparente solta pode-se transformar a taxa em kg/m 2 para uma taxa em l/m 2.
Método da Califórnia: é um método indireto, onde as taxas de agregados são calculadas a partir dos valores de D (diâmetro de peneira que deixa passar 90% da amostra) nas respectivas curvas granulométricas dos agregados de uma camada. A taxa de agregados será: T=0,8x D (taxa obtida em l/m2) Através da densidade aparente solta pode-se transformar a taxa em l/m 2 numa taxa em kg/m 2. Dosagem do Ligante Método Direto: Pode-se admitir que a taxa total do ligante betuminoso, em l/m 2, seja igual a 10,0% da taxa total de agregado, em kg/m 2. Cada banho de ligante deverá ser ajustado conforme o tipo de tratamento superficial, por exemplo num TSD, uma distribuição adequada do banho total de ligante seria: 35% da taxa total para o primeiro banho e 45% da taxa total para o segundo banho e os 20% finais para o último banho, esta sugestão é válida para emulsão asfáltica RR-2C. Método Califórnia: Deve-se empregar as seguintes expressões para se obter as taxas de ligante RR-2C em l/m² L = (0,07 x T)+ 0,33 0,67 (Superfícies Normais) L = (0,07 x T) + 0,45 0,67 (Superfícies Normais) Onde: L = Taxa de ligante (RR-2C), em l/m² T = Taxa de agregado, em l/m²
- Concreto Asfáltico Betuminosos Usinado à Quente (CBQU) Resultado da mistura à quente, em usina apropriada, de agregado graduado, material de enchimento (filer), quando necessário, e cimento asfáltico de petróleo, espalhado e compactado a quente. A base do pavimento é imprimada para posteriormente receber a mistura, para que quando comprimida apresente a espessura de projeto. As camadas devem ter no máximo 7,5 cm de espessura, executada de uma só vez, acima disso, será necessário de aumentar o número de camadas, neste caso executa-se uma camada de ligação entre as camadas, que é chamada de Binder. Neste tipo de revestimento o agregado graúdo pode ser pedra britada, cascalho e escória britada desde que estes se enquadrem nos padrões de qualidade exigidos em projeto. Já o agregado miúdo poderá ser constituído de areia, pó de pedra ou mistura de ambos, e o material de enchimento (filer) poderá ser pó de britagem, cal extinta, cimento Portland, etc. Dosagem de CBUQ Agregados Por razões econômicas procura-se utilizar os agregados de áreas de empréstimos mais próximas a obra. Deve-se escolher o tamanho máximo da partícula em coerência com a espessura da camada que se vai construir, além de agregados ou a mistura deles, para se obter a granulometria desejada, estas misturas pode ser feita utilizando o método das tentativas ou pelo método gráfico. Determinação do Peso Específico de cada Agregado Usa-se a fórmula abaixo: D = P = P Onde: D = peso específico do material; V P-P P = peso do material no ar; P = peso do material imerso em água; V = volume do material.
O peso específico do material betuminoso é fornecido pelo laboratório das refinarias produtoras (1,025 G/ m³). Determinação da Densidade Real da mistura de Agregado Dag É calculada pela seguinte fórmula: Dag = 100 %agr A + %agr B + %agr C Dagr A Dagr B Dagr C Onde: %agr A = porcentagem do agregado A presente na mistura; Dagr A = peso específico do agregado A. Cálculo do teor de Asfalto para os Corpos de Prova Primeiramente deve-se usar a fórmula de Duriez para calcular a superfície específica dos agregados: E = 25 + 2 x P + 6 x P +125 x F 100 Onde: E = superfície específica da mistura de agregados, em m²/kg; P = % que passa na peneira nº 4; P = % que passa na peneira nº 40; F = % que passa na peneira de nº 200. Depois, com a fórmula abaixo é calculado o valor de ligante a ser usado. L = K 5 E Onde: L = % de CAP, em peso; K = módulo de riqueza, igual a 3,75 para o CBUQ (camada de rolamento). A partir do valor de L, molda-se cinco traços com variação de 0,5% no teor de ligante (L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 ).
Cálculo de Densidade Máxima teórica dos Corpos de Prova Moldados Dm A densidade máxima teórica é a máxima densidade que se poderia obter de um corpo de prova se o mesmo fosse compactado de tal forma que não existissem vazios no seu volume. Dm = 100 B + 100 - B Db Dag B = Li x 100 100 + L i Onde: Dm = densidade máxima teórica do corpo de prova; B = % de CAP, dentro da mistura; Db = peso específico de CAP (1,025 g/m³); Dag = peso específico da mistura de agregados; Li = % de asfalto adicionado em cada traço i Determinação do Peso Específico aparente de cada corpo de prova - Da É dada pela fórmula: Da = P P P Onde: Da = peso específico aparente do corpo de prova; P = peso do corpo de prova no ar; P = peso do corpo de prova imerso em água. Esta fórmula é válida apenas para misturas densas. Cálculo da Porcentagem de Vazios - Vv Vv = Dm Da x 100 Dm
Onde: Vv = porcentagem de vazios no corpo de prova; Dm = densidade máxima teórica; Da = peso específico aparente do corpo de prova. Cálculo dos Vazios Cheios de Betume VCB VCB = B x Da Db Onde: VCB = vazios cheios de betume; B = % de CAP, dentro da mistura; Db = peso específico do CAP (1,025 g/m³) Cálculo dos vazios do Agregado Mineral VAM VAM = Vv + VCB Cálculo da Relação Betume - vazios - RBV RBV = VCB x 100 VAM Determinação dos Valores de Estabilidade e Fluência nos Corpos de Prova Os corpos de prova dos cinco traços moldados, após 30 minutos de imersão em banho Maria, à 60ºC, deverão ser rompidos em prensa Marshall, obtendo-se os valores de estabilidade em kg e fluência em mm no fluômetro. Projeto O teor de ligante será aquele que propicie o enquadramento dos parâmetros de estabilidade, fluência, vazios e RBV, nos limites especificados para aquele revestimento. As faixas indicadas estão na tabela 2 a seguir:
Tabela 2 Faixas Granulométricas Indicadas para CBUQ Peneiras % em Peso Passando Faixa A Faixa B Faixa C 2 100 - - 1 1 / 2 95 100 100-1 75 100 95 100-3 / 4 60 90 80 100 100 1 / 2 - - 85 100 3/8 35 65 45 80 75 100 Nº 4 25 50 28 60 50 85 Nº 10 20 40 20 45 30 75 Nº 40 10 30 10 32 15 40 Nº 80 5 20 8 20 8 30 Nº 200 1-8 3-8 5 10 Outros Revestimentos Embora o tratamento superficial duplo tem sido o revestimento mais utilizado, principalmente pelo preço menor, seguido pelo CBUQ, existem outras opções de revestimento que podem ser mais apropriados para situações específicas, são eles: Pré Misturado a Quente de Graduação Aberta (PMQ) São usados como camada intermediária ou de ligação (BINDER), este apresenta como característica principal volume de vazios elevado entre 12% e 25%. Os agregados são normalmente graúdos (brita 2, brita 1, brita 0 e areia) e o material asfáltico é o CAP-20. As faixas granulométricas indicadas estão na tabela 3.
Tabela 3 Faixas Granulométricas Indicadas para PMQ Peneiras % em Peso Passando Faixa A Faixa B Faixa C Faixa D 2 100 100 - - 1 1 / 2 90 100 100 100-1 50 80 90 100 95-100 100 3 / 4-45 75-90 - 100 1 / 2 10-30 - 25 60-3/8-10 20-20 - 55 Nº 4 - - 0 10 0-10 Nº 10 0 10 0-5 0 5 0-5 Pré Misturado a Frio (PMF) É o produto da mistura de agregados minerais e emulsão asfáltica ou asfalto diluído, espalhado e comprimido a frio, este pode ser usado como camada de regularização como base ou como revestimento, além de serviços de conservação. Neste tipo de mistura os asfaltos utilizados podem ser: emulsão de ruptura média (RM 1C ou RM 2C), emulsão de ruptura lenta (RL 1C) e os asfaltos diluídos (CR-250 e CR-800). As faixas granulométricas indicadas pelo DNER (ESP. 106/80) estão na tabela 4:
Tabela 4 Faixas Granulométricas Indicadas para Pré Misturado a Frio Peneiras % em Peso Passando Faixa A Faixa B Faixa C Faixa D Faixa E Faixa F 1 1 / 2 100 - - 100 - - 1 75 100 100-95 100 100-3 / 4 50 80 85 100 100 70 90 85-100 100 1 / 2 - - 75 100 - - 85 100 3/8 25 50 30 60 35-70 35 60 40 70 45 85 Nº 4 05 20 10 35 15 48 15 35 20 40 25 40 Nº 10 0 10 5 20 10 25 5 20 10 25 15 35 Nº 200 0-4 0-5 0-5 0-8 0-8 0 8 Areia Asfalto a Quente (AAQ) É o produto resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado miúdo (areia) e cimento asfáltico, com presença ou não de material de enchimento, espalhado e comprimido a quente. A espessura da camada não deve ser superior a 6cm e o material utilizado é CAP 20. Areia Asfalto a Frio (AAF) Obtido da mistura de agregado miúdo areia, com presença ou não de material de enchimento, e asfalto diluído ou emulsão asfáltica, sendo posteriormente espalhado e compactado a frio. As espessuras das camadas não podem ultrapassar 4 cm e o material asfáltico mais indicado é a emulsão RL 1C. Lama Asfáltica Tem seu principal emprego no rejuvenescimento dos pavimentos flexíveis, já deteriorados, sendo também muito usada como camada de desgaste e impermeabilizante nos revestimentos do tipo Tratamento Superficial e Macadame Betuminoso.
Consiste em uma associação, em consistência fluída, de agregados miúdos, material de enchimento (caso haja necessidade), emulsão asfáltica e água. A camada desse tipo de revestimento é da ordem de 4 a 10 mm. Interessante é que a lama asfáltica é compactada pelo próprio tráfego e apresenta elevada resistência à derrapagem, devido ao seu alto coeficiente de atrito.