TIPOS DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS
Introdução Tipos de revestimentos asfálticos 2
Introdução Revestimento: Camada destinada a receber a carga dos veículos e da ação climática Composição de agregados + ligante asfáltico Camada deve garantir: Impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, resistência à fadiga e ao trincamento térmico de acordo com o clima e o tráfego previstos Tipos de revestimentos asfálticos 3
Classificações do revestimento Quanto à fabricação: Em usina (fixa ou móvel) Tipos de revestimentos asfálticos 4
Classificações do revestimento Quanto à fabricação: Preparados na própria pista (tratamentos superficiais) Tipos de revestimentos asfálticos 5
Classificações do revestimento Quanto ao tipo de ligante: A quente com o uso de CAP A frio com o uso de EAP (ADP?) Quanto à distribuição granulométrica (para misturas usinadas): Densas, abertas, uniforme ou descontínua (com degrau) Tipos de revestimentos asfálticos 6
MISTURAS USINADAS
Misturas usinadas Mistura agregado + ligante é realizada em usina estacionária e transportada posteriormente por caminhão Mistura é lançada através de VIBROACABADORA Mistura é compactada, até atingir um grau de compressão especificado Tipos de revestimentos asfálticos 8
Vibroacabadora Tipos de revestimentos asfálticos 9
Misturas usinadas Quanto ao tipo de ligante: A quente com o uso de CAP Concreto asfáltico denso (CA) ou concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) Mistura conveniente de agregados + cimento asfáltico, ambos aquecidos A frio com o uso de EAP Pré-misturados a frio (sem aquecimento dos agregados) Tipos de revestimentos asfálticos 10
MISTURAS USINADAS MISTURAS A QUENTE
Misturas usinadas a quente De acordo com a granulometria: Densa Curva granulométrica contínua e bem-graduada de forma a proporcionar um esqueleto mineral com poucos vazios Agregados de dimensões menores preenchem os vazios Exemplo: concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 12
Misturas usinadas a quente De acordo com a granulometria: Aberta Curva granulométrica uniforme com agregados quase exclusivamente de um mesmo tamanho Esqueleto mineral com muitos vazios cheios de ar Resultado: mistura drenante percolação de água no interior da mistura asfáltica Exemplo: camada porosa de atrito (CPA) Tipos de revestimentos asfálticos 13
Misturas usinadas a quente De acordo com a granulometria: Descontínua (ou com degrau) Curva granulométrica contendo grãos de maiores dimensões em quantidade dominante, completados por certa quantidade de finos Objetivo: curva descontínua em certas peneiras (intermediárias) Tipos de revestimentos asfálticos 14
Misturas usinadas a quente De acordo com a granulometria: Descontínua (ou com degrau) Esqueleto mineral mais resistente à deformação permanente, com maior número de contatos entre os agregados graúdos Exemplos: Matriz pétrea asfáltica (stone matrix asphalt SMA) Mistura sem agregados de certa graduação (gap-graded) Tipos de revestimentos asfálticos 15
Misturas usinadas a quente Tipos de revestimentos asfálticos 16
Misturas usinadas a quente Tipos de revestimentos asfálticos 17
Misturas usinadas a quente Tipos de revestimentos asfálticos 18
Tipos de revestimentos asfálticos 20
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 21
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ): Mistura muito resistente em todos os aspectos desde que os materiais sejam selecionados e dosados convenientemente 2 tipos: Convencional: CAP e agregados aquecidos, segundo a especificação DNIT-ES 031/2004 Especial quanto ao ligante asfáltico: com asfalto modificado por polímero ou com asfalto-borracha com asfalto duro misturas de módulo elevado (enrobé à module élevé - EME) Tipos de revestimentos asfálticos 22
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ): Arranjo de partículas com boa granulometria quantidade de ligante não pode ser muito elevada mistura ainda necessita contar com vazios após a compactação Volume de vazios: 3 a 5% para camada de rolamento 4 a 6% para camadas intermediárias (subjacente ao rolamento) Na ausência de vazios adequados : perda da estabilidade e deformações significativas (por fluência) Tipos de revestimentos asfálticos 23
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ): Teor de asfalto entre 4,5 a 6%, dependendo: Da forma e da massa específica dos agregados Da viscosidade Do tipo de ligante (faixas de CAP) Relação betume-vazios Camada de rolamento: 75 a 82% Camada de ligação: 65 a 72% Tipos de revestimentos asfálticos 24
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 25
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 26
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 27
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Ou revestimento asfáltico drenante Pequenas quantidades de fíler, miúdos e ligantes alta % de vazios preenchidos com ar entre 18 e 30% Finalidade funcional de aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva Capaz de promover rápida percolação da água até as sarjetas Tipos de revestimentos asfálticos 28
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Reduz a espessura da lâmina d água na superfície de rolamento: Reduz as distâncias de frenagem: maior aderência pneu/pavimento Reduz o spray proveniente do borrifo de água pelos pneus Aumenta a visibilidade Reduz a reflexão da luz dos faróis Reduz o número de acidentes (hidroplanagem ou aquaplanagem) Reduz o ruído provocado pelo tráfego Tipos de revestimentos asfálticos 29
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Coeficiente de atrito longitudinal 0,6 0,5 0,4 Concreto drenante 0,3 0,2 Concreto denso 0,1 ( Tráfego: de 1 a 5 milhões de caminhões pesados) 0 40 50 60 70 80 90 100 110 120 BONNOT, 1997 Velocidade (km/h) Tipos de revestimentos asfálticos 30
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Tipos de revestimentos asfálticos 31
Tipos de revestimentos asfálticos 32
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Segundo a DNER-ES 386/99: Cinco faixas granulométricas Teor de ligante entre 4 e 6% (mas podendo ser reduzido em torno de 3,5 a 4,5% dependendo do tipo, forma e natureza do agregado e do tipo e viscosidade do ligante) Ligante deve ter baixa suscetibilidade térmica e alta resistência ao envelhecimento Recomenda-se o uso de asfalto modificado por polímero maior durabilidade e menor desagregação Tipos de revestimentos asfálticos 33
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Camada inferior à CPA deve ser necessariamente impermeável para evitar a entrada de água no interior da estrutura do pavimento! Outras especificações: Agregados 100% britados e bem resistentes (LA 30%) Agregados cúbicos com índice de forma 0,5 Absorção de água de no máximo 2% Sanidade perda 12% Tipos de revestimentos asfálticos 34
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Tipos de revestimentos asfálticos 35
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Tipos de revestimentos asfálticos 36
Misturas usinadas a quente Camada porosa de atrito (CPA): Aeroporto Santos Dumont no RJ em 1999 e renovado em 2003 Rodovia dos Imigrantes em 1998 Restauração com 5cm de espessura entre os km 11,5 e 30 Rodovia Presidente Dutra em 1998 3 km próximo a SP CPA com 4cm de espessura 3 faixas + acostamento em condições precárias (buracos, trincamento generalizado, bombeamento de material de base na superfície) Tipos de revestimentos asfálticos 37
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 38
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Ou matriz pétrea asfáltica Concebido em 1968 na Alemanha A partir dos anos 80: Bélgica, Holanda, Suíça, Suécia, Inglaterra, Espanha etc. Em 1990 no Canadá e em 1991 nos EUA Atuamente na Ásia e na América Latina Concebido para maximizar o contato entre os agregados graúdos aumento da interação grão/grão Tipos de revestimentos asfálticos 39
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Características da mistura: Elevada % de graúdos (> 70%) Grande volume de vazios preenchidos por um mástique asfáltico (areia, fíler, ligante e fibras) Rica em ligante entre 6 e 7,5% Espessuras entre 1,5 a 7,0 cm (dependendo da faixa granulométrica) Tendem a ser impermeáveis com volume de vazios entre 4 a 6% em pista Tipos de revestimentos asfálticos 40
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Tipos de revestimentos asfálticos 41
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Mástique asfáltico agregados graúdos mástique asfáltico: ligante asfáltico + fíler + finos minerais + fibras Tipos de revestimentos asfálticos 42
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Tipos de revestimentos asfálticos 43
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Utilizado tanto como camada de rolamento ou de ligação Textura superficial rugosa pequenos canais entre os agregados: drenagem e aumento da aderência pneu-pavimento No Brasil: Pioneiramente no autódromo de Interlagos em 2000 Trecho experimental na curva mais fechada e perigosa da Via Anchieta em 2001 Recentemente: rodovias de SP e MG e uso urbano em SP, RJ e Salvador Tipos de revestimentos asfálticos 44
Misturas usinadas a quente Tipos de revestimentos asfálticos 45
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Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Especificações 100% dos agregados britados Abrasão LA 30% (AASHTO T 96) Forma dos agregados cúbica Absorção 2% (AASHTO T 85) Ataque aos sulfatos de sódio 15% após 5 ciclos e de magnésio 20% (AASHTO T 104) Tipos de revestimentos asfálticos 47
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Aplicações: Vias com alta frequência de caminhões Interseções Áreas de carga e descarga Rampas, pontes, paradas e faixas de ônibus Pistas de aeroportos Estacionamentos Portos Tipos de revestimentos asfálticos 48
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Pátios de portos Tipos de revestimentos asfálticos 49
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Aeroportos Tipos de revestimentos asfálticos 50
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Autódromos Tipos de revestimentos asfálticos 51
Misturas usinadas a quente Stone matrix asphalt (SMA): Principais características de desempenho: Boa estabilidade a elevadas temperaturas Boa flexibilidade a baixas temperaturas Elevada resistência ao desgaste Boa resistência à derrapagem devido à textura da superfície de rolamento Redução do spray ou cortina de água durante a chuva Redução do nível de ruído ao rolamento Tipos de revestimentos asfálticos 52
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 53
Misturas usinadas a quente Gap-graded Mistura asfáltica descontínua Recentemente introduzida no Brasil Graduação com intervalo (faixa especial): Textura superficial aberta ou rugosa Teor de vazios não é tão elevado Uso com asfalto-borracha Tipos de revestimentos asfálticos 54
Misturas usinadas a quente Gap-graded: materiais Agregados Graúdo: pedra, escória outro material indicado nas especificações Miúdo: areia, pó de pedra ou mistura de ambos Material de enchimento (fíler) Cimento Portland, cal, pó calcário, etc. Ligante asfáltico modificado por borracha moída de pneus Melhorador de adesividade Usado quando não há boa adesividade entre o par ligante/agregado Tipos de revestimentos asfálticos 55
Misturas usinadas a quente Gap-graded Tipos de revestimentos asfálticos 56
Misturas usinadas a quente Gap-graded Tipos de revestimentos asfálticos 57
Gap-graded 58
Misturas usinadas a quente Gap-graded Tipos de revestimentos asfálticos 59
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 60
Misturas usinadas a quente Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Argamassa asfáltica Regiões com falta de agregados graúdos Agregado miúdo (areia) + ligante (CAP) + fíler (opcional) Maior consumo de ligante aumento da superfície específica dos agregados Possibilidade do uso de asfalto modificado por polímero Tipos de revestimentos asfálticos 61
Misturas usinadas a quente Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 62
Misturas usinadas a quente Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Tipos de revestimentos asfálticos 63
Misturas usinadas a quente Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Uso em revestimento de rodovias de tráfego não muito elevado Elevada quantidade de ligante asfáltico e presença de agregados miúdos cuidado na execução Problema mais frequente: menor resistência às deformações permanentes (comparadas às outras misturas usinadas a quente vistas anteriormente) Tipos de revestimentos asfálticos 64
Misturas usinadas a quente Algumas observações: Tipos SMA e CPA são sempre colocados sobre outra camada preexistente de concreto asfáltico ou de outro material, até de concreto de cimento Portland (drenagem) Tipos de revestimentos asfálticos 65
Misturas usinadas a quente Algumas observações: Quando a espessura de projeto do revestimento for maior que 70mm execução em 2 camadas: Superior: camada de rolamento ( capa ) contato com os pneus dos veículos baixo volume de vazios impermeabilidade Inferior: camada de ligação ou intermediária ( binder ) maior índice de vazios diminuir o teor de ligante e baratear a massa asfáltica Levar em consideração esse procedimento do dimensionamento! Tipos de revestimentos asfálticos 66
Misturas usinadas a quente Concreto asfáltico denso (CA ou CBUQ) Camada porosa de atrito (CPA) ou revestimento asfáltico drenante Stone matrix asphalt (SMA) Gap-graded Areia asfalto usinada a quente (AAUQ) Misturas asfálticas a quente especiais francesas (leitura complementar) Tipos de revestimentos asfálticos 67
MISTURAS USINADAS MISTURAS A FRIO
Misturas usinadas a frio Agregados graúdos, miúdos e fíler + EAP à temperatura ambiente Para a mistura de pré-misturados a frio (PMFs): Usinas de solo ou de brita graduada Usinas de concreto asfáltico sem ativar o sistema de aquecimento dos agregados Usinas de pequeno porte com misturadores tipo rosca sem fim Usinas horizontais dotadas de dosadores especiais Betoneiras comuns com preferência às de eixo horizontal Tipos de revestimentos asfálticos 69
Misturas usinadas a frio Uso dos PMFs: Revestimento de ruas e estradas de baixo volume de tráfego Camada intermediária (com CA superposto) Operações de conservação e manutenção Tipos de PMFs: Graduação contínua (bem-graduado) com baixo volume de vazios Graduação aberta com elevado volume de vazios Tipos de revestimentos asfálticos 70
Misturas usinadas a frio Quanto aos aspectos funcional, estrutural e hidráulico: Aberto (PMFA): pequena ou nenhuma quantidade de miúdos e/ou fíler, ficando após a compactação com Vv elevado (entre 22 e 34%) Semidenso: com quantidade intermediária de miúdos e pouco fíler, ficando após a compactação com Vv intermediário (entre 15 e 22%) Denso (PMFD): com agregados graúdo, miúdo e fíler, ficando após a compactação com Vv baixo (entre 9 e 15%) Tipos de revestimentos asfálticos 71
Misturas usinadas a frio Quanto à permeabilidade: Vazios 12% apresenta baixa permeabilidade Camada de revestimento Vazios > 12% apresenta alta permeabilidade Necessita de uma capa selante caso seja usado como única camada de revestimento Vazios > 20% pode ser usado como camada drenante Tipos de revestimentos asfálticos 72
Tipos de revestimentos asfálticos 73
Misturas usinadas a frio Vantagens da técnica de PMFs: Uso de equipamentos mais simples Trabalhabilidade à temperatura ambiente Boa adesividade com quase todos os tipos de agregado Possibilidade de estocagem ou utilizá-la durante um dia inteiro de programação de serviços Flexibilidade elevada Tipos de revestimentos asfálticos 74
Misturas usinadas a frio Variações no uso de PMF: Uso de EAP modificadas por polímeros Atender características específicas de clima e tráfego (DNER-ES 317/97) Argamassas a frio: areia asfalto a frio (AAF) Onde há carência de graúdos Uso de areias, pedrisco, pó de pedra, pó de escória Usar EAP de ruptura lenta, com asfaltos mais consistentes melhoria das características mecânicas da AAF Tipos de revestimentos asfálticos 75
MISTURAS EM USINAS MÓVEIS
Misturas in situ em usinas móveis Casos de selagem, impermeabilização e restauração de algumas características funcionais do pavimento Misturas relativamente fluidas Exemplos: Lama asfáltica Microrrevestimento Tipos de revestimentos asfálticos 77
Misturas in situ em usinas móveis Lama asfáltica Associação em consistência fluida de agregados miúdos, fíler, EAP e água, uniformemente misturadas e espalhadas no local da obra, à temperatura ambiente Usos: Manutenção de pavimentos revestimentos com desgaste superficial e pequeno grau de trincamento Elemento de impermeabilização e rejuvenescimento das condições funcionais do pavimento Tipos de revestimentos asfálticos 78
Misturas in situ em usinas móveis Lama asfáltica Usos: Em ruas e vias secundárias com eventual uso de granulometria mais grossa para repor a condição de atrito superficial e resistência à aquaplanagem Capa selante aplicada sobre tratamentos superficiais envelhecidos Limitação: geralmente não corrige irregularidades acentuadas nem aumenta a capacidade estrutural Tipos de revestimentos asfálticos 79
Misturas in situ em usinas móveis Lama asfáltica Tipos de revestimentos asfálticos 80
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Misturas in situ em usinas móveis Microrrevestimento asfáltico Considerada uma evolução das lamas asfálticas utiliza EAP modificadas com polímero para aumentar a vida útil É uma mistura a frio de agregados, fíler, água e EAP com polímero eventualmente com adição de fibras Preparado de tal forma que a ruptura é controlada: Durante a mistura aos agregados a ruptura lenta, tornando-se rápida em seguida Vantagem: permite a liberação do tráfego em pouco tempo (2h) Tipos de revestimentos asfálticos 82
Misturas in situ em usinas móveis Microrrevestimento asfáltico Principais aplicações: 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 Tipos de revestimentos asfálticos 83
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MISTURAS PREPARADAS NA PISTA
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 os agregados e ligantes Tipos: TSS: tratamento superficial simples TSD: tratamento superficial duplo TST: tratamento superficial triplo TAP: tratamento superficial de condição particular contra pó Tipos de revestimentos asfálticos 87
Tratamentos superficiais Tipos de revestimentos asfálticos 88
Tratamentos superficiais Tipos de revestimentos asfálticos 89
Tratamentos superficiais Principais funções: Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura (entre 5 e 20mm), porém, de alta resistência ao desgaste Impermeabilizar o pavimento e proteger a infraestrutura Proporcionar um revestimento antiderrapante Proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infraestrutura Tipos de revestimentos asfálticos 90
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Tipos de revestimentos asfálticos 92
Tipos de revestimentos asfálticos 93
Tratamentos superficiais especiais Capa selante Selagem de um revestimento betuminoso por espalhamento de ligante betuminoso, com ou sem cobertura de agregado miúdo Frequentemente usada como última camada em tratamento superficial múltiplo Tratamento superficial primário TAP (anti-pó) de estradas de terra ou de revestimento primário, por espalhamento de ligante de baixa viscosidade, com cobertura de agregado miúdo Tipos de revestimentos asfálticos 94
Misturas asfálticas recicladas Reutilização de misturas asfálticas envelhecidas e deterioradas para a produção de novas misturas Aproveitamento de agregados e ligantes remanescentes Adição de agentes rejuvenescedores FRESAGEM: operação de corte de parte ou todo o revestimento (ou mesmo englobando outra camada) Tipos de revestimentos asfálticos 95
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Misturas asfálticas recicladas Agregados mantêm suas características físicas e de resistência mecânica intactas Ligantes têm suas características alteradas mais viscoso É possível recuperar pela adição de agentes de reciclagem ou rejuvenescedores (AR) Tipos de revestimentos asfálticos 97
Misturas asfálticas recicladas Tipos de reciclagem: A quente: CAP + AR + agregados fresados aquecidos A frio: EAP + AR emulsionado + agregados fresados à temperatura ambiente Usina: a quente ou a frio o fresado é levado para a usina In situ: a quente ou a frio o fresado é misturado com ligante no próprio local do corte In situ com espuma de asfalto Tipos de revestimentos asfálticos 98
ALGUMAS ESTRUTURAS TÍPICAS DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS