UNIVERSIDADE POSITIVO Thiago Luiz Both REUTILIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO EM NOVA CAMADA DE

UNIVERSIDADE POSITIVO Thiago Luiz Both REUTILIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO EM NOVA CAMADA DE C.B.U.Q Curitiba 2010

Thiago Luiz Both REUTILIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO EM NOVA CAMADA DE C.B.U.Q Trabalho de Conclusão apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Positivo, 5º ano noturno, como parte dos requisitos para graduação. Orientador: Prof. Luiz Cláudio Schwarz Baras Curitiba 2010 -

SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... 6 LISTA DE TABELAS... 8 RESUMO... 9 1. INTRODUÇÃO... 10 1.1 OBJETIVOS... 10 1.1.1 OBJETIVO GERAL... 10 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS... 11 1.2 JUSTIFICATIVA... 11 2. REVISÃO DA LITERATURA... 13 2.1 PAVIMENTAÇÃO... 13 2.1.1 HISTÓRICO NO BRASIL... 14 2.1.2 SITUAÇÃO ATUAL DA PAVIMENTAÇÃO NO BRASIL... 15 2.2 FUNÇÕES DO PAVIMENTO... 15 2.3 ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS... 16 2.3.1 SUBLEITO... 17 2.3.2 REFORÇO DO SUBLEITO... 17 2.3.3 SUB-BASE... 18 2.3.4 BASE... 18 2.3.5 REVESTIMENTO... 18 2.4 MATERIAIS PARA REVESTIMENTO FLEXÍVEL... 19 2.4.1 MATERIAIS PÉTREOS... 19 2.4.1.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A NATUREZA... 19 2.4.1.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TAMANHO... 20 2.4.1.3 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A DISTRIBUIÇÃO DOS GRÃOS... 21 2.4.2 MATERIAIS ASFÁLTICOS... 21 2.5 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA... 22 2.5.1 AGREGADOS... 22 2.5.1.1 GRANULOMETRIA... 22 2.5.1.2 RESISTÊNCIA À ABRASÃO... 23 2.5.1.3 FORMA DAS PARTÍCULAS... 24 2.5.1.4 ABSORÇÃO... 25

2.5.1.5 ADESIVIDADE AO LIGANTE ASFÁLTICO... 26 2.5.2 CAP (CIMENTO ASFÁLTICO DE PETRÓLEO)... 26 2.5.2.1 ENSAIO DE PENETRAÇÃO... 26 2.5.2.2 ENSAIOS DE VISCOSIDADE SAYBOLT FUROL... 27 2.5.2.3 ENSAIOS DE DURABILIDADE... 28 2.5.2.4 PONTO DE FULGOR... 28 2.5.2.5 ESPUMA ÁGUA... 29 2.6 CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE (CBUQ)... 29 2.6.1 TIPOS DE MISTURAS USINADAS... 30 2.6.1.1 MISTURAS ASFÁLTICAS A QUENTE... 31 2.6.1.2 MISTURAS ASFÁLTICAS A FRIO... 31 2.6.2 PROJETOS DE MISTURA... 31 2.6.2.1 MISTURA DOS AGREGADOS... 32 2.6.2.1.1 MÉTODO E GRÁFICO ROTHFUCHS... 32 2.6.2.1.2 MÉTODO ALGÉBRICO... 34 2.6.2.2. MISTURA BETUMINOSA... 35 2.6.2.2.1 MÉTODO DE MARSHALL... 35 2.6.3 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA... 40 2.7 MATERIAL FRESADO... 40 2.7.1 REAPROVEITAMENTO DO MATERIAL FRESADO NO CONCRETO ASFÁLTICO... 42 2.7.2 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CAP DO MATERIAL FRESADO... 45 2.7.2.1 ROTAREX... 45 2.7.2.2 SOXHLET... 47 3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS... 48 3.1 COLETA DO MATERIAL... 49 3.2 CARACTERIZAÇÕES DO MATERIAL FRESADO... 49 3.2.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA... 49 3.2.2 TEOR DE CAP... 50 3.2.3 ÍNDICE DE FORMA... 50 3.3 PROJETO DE MISTURA... 51 3.4 CONFECÇÕES DOS CORPOS DE PROVA... 51 3.5 ENSAIO DE DEGRADAÇÃO FORÇADA... 52

3.6 ANÁLISES DOS RESULTADOS... 52 4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISES DOS RESULTADOS... 54 4.1 CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO... 54 4.1.1 ANALISE GRANULOMÉTRICA... 54 4.1.2 DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CAP... 60 4.1.3 ÍNDICE DE FORMA DOS AGREGADOS... 61 4.2 PROJETO DE MISTURA... 63 4.3 CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA... 66 4.4 ANÁLISES MARSHALL... 70 4.5 ENSAIO DE DEGRADAÇÃO FORÇADA... 76 4.6 ANÁLISES DOS RESULTADOS... 78 4.6.1 COMPORTAMENTO DA MISTURA ASFÁLTICA... 78 4.6.2 ANÁLISE ECONÔMICA... 81 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS... 85 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 87 APÊNDICE A... 90

6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Seção transversal típica... 17 Figura 2 Faixa granulométrica CBUQ Faixa C DNER/PR... 23 Figura 3 - Equipamento para ensaio de abrasão Los Angeles (BERNUCCI et al., 2008)... 24 Figura 4- Exemplo de agregados com diferentes formas (BERNUCCI et al., 2008)... 25 Figura 5 - Equipamento manual de medida da penetração e esquema de ensaio (BERNUCCI et al., 2008)... 27 Figura 6 - Equipamento Saybolt-Furol de ensaio e esquema do interior do equipamento (BERNUCCI et al., 2008)... 28 Figura 7 Aplicação de CBUQ... 30 Figura 8 - Gráfico Rothfuchs (Fonte: UFMG Estabilização de Materiais)... 33 Figura 9 - Gráfico Rothfuchs (Fonte: UFMG Estabilização de Materiais)... 33 Figura 10 - Curvas Características do Ensaio de Marshall... 37 Figura 11 - Ensaio de Marshall... 38 Figura 12 - Fresadora Asfáltica em operação... 41 Figura 13 - Depósito do material fresado... 42 Figura 14 - Equipamento de extração por centrifugação Rotarex... 46 Figura 15 - Equipamento de extração por refluxo - Soxhlet... 47 Figura 16 - Gráfico_Distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica... 55 Figura 17 - Gráfico_Distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica / Norma. 56 Figura 18 - Gráfico_Distribuição granulométrica Agregados do material fresado... 57 Figura 19 - Gráfico_Distribuição granulom étrica Agregados do material fresado / Normas... 59 Figura 20 - Gráfico_Distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica / Agregados do material fresado... 60 Figura 21 - Gráfico Rothfuchs Correção granulométrica... 63 Figura 22 - Gráfico Rothfuchs Mistura Virgem... 64 Figura 23 - Aquecimento dos materiais... 67

7 Figura 24 - Corpos de Prova comprometidos... 68 Figura 25 - Molde do CP oriundo do cilindro adaptado. O mesmo não se conforma perfeitamente no berço de compactação.... 69 Figura 26 - Molde do CP oriundo do cilindro adaptado. O mesmo não se conforma perfeitamente no berço de compactação.... 69 Figura 27 - Adaptação para compactação do CP.... 70 Figura 28 - Gráficos Característicos 70% Agregado Virgem / 30% Fresagem Asfáltica (Vv e RBV)... 72 Figura 29 - Gráficos Característicos 70% Agregado Virgem / 30% Fresagem Asfáltica (Densidade Aparente e Estabilidade)... 72 Figura 30 - Gráficos Característicos 70% Agregado Virgem / 30% Fresagem Asfáltica (Fluência / Teor Ótimo)... 73 Figura 31 - Gráficos Característicos 80% Agregado Virgem / 20% Fresagem Asfáltica (Vv e RBV)... 73 Figura 32 - Gráficos Característicos 80% Agregado Virgem / 20% Fresagem Asfáltica (Densidade Aparente e Estabilidade)... 74 Figura 33 - Gráficos Característicos 80% Agregado Virgem / 20% Fresagem Asfáltica (Fluência / Teor Ótimo)... 74 Figura 34 - Gráficos Característicos 100% Agregado Virgem (Vv e RBV)... 75 Figura 35 - Gráficos Característicos 100% Agregado Virgem (Densidade Aparente e Estabilidade)... 75 Figura 36 - Gráficos Característicos 100% Agregado Virgem (Fluência / Teor Ótimo)... 76 Figura 37 - Gráfico % de Fresa X Teor Ideal... 79 Figura 38 - Gráfico - % de Fresa X Estabilidade... 80 Figura 39 - Gráfico - % de Fresa X Fluência... 81

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Classificação da forma das partículas (BERNUCCI et al., 2008)... 25 Tabela 2 - Análise Granulométrica... 34 Tabela 3- Localização dos projetos executados com elevado teor de reciclagem.... 43 Tabela 4 - Indicação de índices de tolerância para utilização de qualquer teor do material fresado.... 44 Tabela 5 - Planilha de distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica... 54 Tabela 6 - Planilha de distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica / Normas... 56 Tabela 7 - Planilha de distribuição granulométrica Agregados do material fresado... 57 Tabela 8- Planilha de distribuição granulométrica Agregados do material... 58 Tabela 9 - Planilha de distribuição granulométrica Fresagem Asfáltica / Agregados do material fresado... 59 Tabela 10 - Teor de betume da mistura asfáltica fresada.... 61 Tabela 11 - Determinação da amostra ensaiada... 61 Tabela 12 Compilação dos dados obtidos pelo ensaio.... 62 Tabela 13 - Dados para confecção dos C.P. s... 65 Tabela 14 - Características Marshall... 71 Tabela 15 - Ensaio de Degradação Forçada... 77 Tabela 16 - CPU (70% material virgem / 30% material fresado)... 82 Tabela 17 - CPU (80% material virgem / 20% material fresado)... 83 Tabela 18 - CPU (100% material virgem)... 84 Tabela 19 Ensaio Índice de Forma... 90

9 RESUMO O estudo ora apresentado tem como propósito a avaliação do comportamento da mistura asfáltica com a incorporação de material fresado em sua composição, tomando como parâmetros a estabilidade e a fluência da mistura final. Para tanto, foram realizados ensaios de caracterização do material asfáltico fresado, que constituem-se na determinação granulométrica (material fresado e agregados que o compõe), teor de betume da mistura e do índice de forma das partículas. Após a caracterização deste material foi possível a elaboração da nova mistura asfáltica (com incorporação do material fresado). Os corpos de prova elaborados segundo o novo traço determinado foram submetidos a ensaios de degradação forçada, permitindo assim avaliações quanto ao seu desempenho. Percebe-se que este assunto, apesar das publicações existentes, possui uma carência no que diz respeito à influência do porcentual de material fresado utilizado na mistura com relação aos aspectos tecnológicos do mesmo, por exemplo, nas propriedades a serem abordadas neste estudo, sendo as características da estabilidade e a fluência da mistura asfáltica com a utilização do material fresado. Quanto aos resultados finais, foi possível verificar que a incorporação de 30% do material fresado pode ser a máxima porcentagem de uso desse material para novo CBUQ. Analisando seu comportamento quanto aos parâmetros propostos, há uma elevação da estabilidade da mistura asfáltica e uma redução de sua fluência, lembrando que os valores obtidos permanecem dentro dos limites impostos pela Norma.

10 1. INTRODUÇÃO O pavimento viário é uma estrutura construída sobre a terraplenagem destinada a resistir aos esforços ocasionados pelo tráfego de veículos, proporcionando estabilidade e conforto para seus usuários. Contudo, ao longo de sua vida útil ocorre o surgimento de imperfeições ao longo do pavimento, ocasionados pela repetição de carga aplicada sobre o revestimento. Para a restauração dessas vias precárias normalmente é utilizado o processo de fresagem asfáltica para a retirada do revestimento danificado, recebendo posteriormente uma nova capa asfáltica. Um inconveniente do procedimento é o resíduo gerado, para o qual ainda não existe uma destinação correta, permanecendo o mesmo em bota-foras ou à beira das rodovias. Ao longo deste trabalho serão apresentadas as etapas de um estudo que verificou a possibilidade de utilização do material fresado na execução de um novo concreto asfáltico, analisando as consequências técnicas finais do mesmo, por exemplo, o comportamento dessa nova mistura asfáltica quando abordada questões como estabilidade e fluência, parâmetros estes que permitem a determinação e o controle das deformações sofridas pela massa asfáltica que compõe o pavimento flexível, sendo a estabilidade a resistência máxima à compressão diametral, e fluência a deformação total apresentado pelo corpo de prova desde a aplicação da carga inicial até a carga máxima. (SENÇO, 2001). u 1.1 OBJETIVOS Os objetivos serão divididos em objetivo geral e objetivos específicos. 1.1.1 OBJETIVO GERAL Analisar a viabilidade técnica e econômica de misturas asfálticas do tipo CBUQ executadas a partir de diferentes níveis de incorporação de material fresado.

11 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS No sentido de atender ao objetivo geral, foram definidos os seguintes objetivos específicos: Estabelecer os valores de estabilidade e a fluência para as misturas asfálticas com diferentes níveis de incorporação de material fresado; Determinar se as propriedades de avaliação da eficiência dessas novas misturas asfálticas (estabilidade e a fluência) atendem as normas para dimensionamento dos pavimentos asfálticos flexíveis; Estimar os custos preliminares dos materiais para a execução das misturas asfálticas (CBUQ) com diferentes teores de incorporação de material asfáltico fresado. 1.2 JUSTIFICATIVA Segundo a 13ª pesquisa da Confederação Nacional do Transportes apresentadas em 2009, o cenário nacional apresenta quase 70% das rodovias em estado crítico, sendo perceptível que os recursos e investimentos destinados a pavimentação de vias no Brasil são escassos. Recentemente a técnica da fresagem de pavimentos está se tornando mais comum, pois se trata de um serviço mais ágil para a reposição de uma nova camada de CBUQ. O grande desafio é a escolha de um destino apropriado para este material asfáltico fresado, pois os órgãos ambientais estão intensificando as exigências quanto aos impactos ambientais causados por esse material (CONAMA, 2002). A camada de CBUQ representa o maior custo, comparativamente com os outros materiais da estrutura do pavimento, quando da implantação de novas vias. A idéia da utilização do material fresado em uma nova mistura asfáltica representa uma preocupação econômica bem como ambiental, visto que a reciclagem do fresado pode diminuir os custos do CBUQ, sem contar com a utilização mais nobre desse material, evitando que o mesmo seja disposto diretamente no meio ambiente, subtraindo assim os impactos ambientais que o

12 mesmo causaria. Outra vantagem da utilização do material asfáltico fresado é a redução da exploração em jazidas para a obtenção de agregados minerais virgens. Outra minimização da exploração de riquezas minerais da natureza foi avaliada durante este estudo, observando a possibilidade de utilização do asfalto residual envelhecido contido no material fresado (CAP Cimento asfáltico de Petróleo), como o próprio nome diz o CAP é derivado do petróleo, fazendo com que a proporção de CAP a ser adicionado na nova mistura seja diminuída.

13 2. REVISÃO DA LITERATURA Neste capítulo será apresentado um levantamento bibliográfico necessário para o entendimento dos procedimentos e ensaios, bem como das considerações que foram adotadas ao longo do desenvolvimento deste trabalho. 2.1 PAVIMENTAÇÃO O transporte das riquezas produzidas no Brasil é de extrema importância para alavancar a economia nacional. O território nacional brasileiro possui aproximadamente 1,8 milhões de quilômetros de rodovias, sendo estas as principais vias de transporte de cargas e de passageiros. Algumas características próprias do transporte rodoviário são mencionadas por FRAENKEL (1980): O transporte rodoviário caracteriza-se principalmente por serviço relativamente rápido, independente e desembaraçado, de porta a porta, podendo ser feito a qualquer hora que seja mais adequada para encontrar as estradas menos congestionadas. É mais adequado para distâncias pequenas e médias, no caso de cargas, muitas vezes usado a grandes distâncias por falta de outro meio de transporte ou, por conveniência, devido a problemas encontrados em outros meios de transporte, por simples hábito ou por displicência. É imprescindível que a infraestrutura das rodovias se mantenham em situação adequada, pois a deficiência nos pavimentos interfere diretamente nos custos operacionais dos veículos, elevando assim os preços dos produtos e serviços comercializados. Mas afinal, o que é o pavimento? O pavimento caracteriza-se por uma estrutura de múltiplas camadas de materiais nobres sobre a superfície preparada da terraplenagem. Sua função é resistir aos esforços nele aplicados resultantes ao tráfego de veículos, propiciando ao usuário um maior conforto e segurança nas condições de mobilidade (SENÇO, 1997).

14 2.1.1 HISTÓRICO NO BRASIL Pode-se dizer que a pavimentação no Brasil começou no seu período colonial. Teve destaque ainda no governo do presidente Washington Luiz, na década de 1920, e no de Juscelino Kubitscheck. A vinda do rei de Portugal D. João VI para o Brasil foi decisiva para a implantação de estradas imperiais empedradas, favorecendo a locomoção da carruagem da família imperial e de outros veículos com tração animal. A Estrada da Graciosa, ligação do primeiro planalto paranaense até o litoral, é exemplo de uma das mais antigas estradas imperiais no Brasil. O presidente da República Washington Luiz, que teve seu mandato de 1926 a 1930, criou por decreto o Fundo Especial para Construção e Conservação das Estradas de Rodagens Federais, financiando o desenvolvimento rodoviário do Brasil. Algumas de suas realizações são: a Rodovia Rio Petrópolis, conhecida como a primeira rodovia pavimentada do país e a Rodovia São Paulo Rio, que na época representava a única ligação entre estes dois estados brasileiros. Anteriormente, quando governador do Estado de São Paulo, Washington Luiz afirmava: Governar é abrir estradas (BERNUCCI et al., 2008).. Em 1945, na curta trajetória presidencial de José Linhares, foi assinado o Fundo Rodoviário Nacional (FRN), disponibilizando auxílios financeiros aos estados. Essa medida foi essencial para que os Estados criassem os DER s (Departamento de Estradas e Rodagens). Como consequência desta lei, uma nova era dos transportes rodoviários se instalou no país, e em cerca de 30 anos todos os principais centros do Brasil já estariam interligados (BERNUCCI et al., 2008).. Na gestão de Juscelino Kubitscheck, o povoamento e o desenvolvimento do Brasil Central se deram devido à implantação da Rodovia Belém Brasília (BR- 010). Juscelino também priorizou o transporte rodoviário devido à implantação da indústria automobilística no Brasil. Algumas outras obras rodoviárias importantes que ocorreram em sua gestão são as seguintes: rodovia Régis Bittencourt (ligação entre o Sudeste e o Sul), rodovia Fernão Dias (ligação entre São Paulo e Belo Horizonte) e BR 364 (ligando Cuiabá a Porto Velho e

15 Rio Branco). Durante seu mandato, o Brasil passou por um período de grande desenvolvimento econômico. Desde então, devido à sua flexibilidade e independência operacional, o transporte rodoviário têm se desenvolvido cada vez mais em nosso país (BERNUCCI et al., 2008).. 2.1.2 SITUAÇÃO ATUAL DA PAVIMENTAÇÃO NO BRASIL Por meio da 13ª edição da Pesquisa de Rodovias realizada pela Confederação Nacional do Transportes (CNT) apresentada em 2009, confirmou-se que no cenário global nacional, aproximadamente 69,1% da extensão total pesquisada, correspondente a 61.839 km, apresenta problemas de pavimento, sinalização ou geometria viária. Outro dado apreciável do estudo é que foram identificadas melhorias em termos de redução da extensão classificada como ruim ou péssima em relação aos resultados anteriores nas variáveis pavimento (4,6%) e sinalização (7,1%). Percebe-se que ainda existe a necessidade urgente de melhorias nas rodovias de forma geral, para que o sistema de escoamento da produção seja eficaz, dando suporte à retomada do crescimento da atividade econômica, visto que a competitividade econômica brasileira é prejudicada pela falta de investimentos em infra estrutura. Foi constatado em levantamento realizado pela Associação Nacional dos Usuários de Transporte (ANUT) que o país perde cerca de US$ 5 bilhões anuais devido a precariedade das estradas. No Brasil, o financiamento da infra estrutura se deu por meio de recursos públicos, principalmente originários de impostos, previstos anualmente nos orçamentos dos estados e da União. Recentemente houve no Brasil a instituição de parcerias Público-Privadas, o famoso pedágio, classificado como uma espécie de taxa de serviço de conservação de via pública. 2.2 FUNÇÕES DO PAVIMENTO Segundo apresentado pela norma de pavimentação vigente, NBR 7207/82 da ABNT, segue a definição de pavimento:

16 O pavimento é uma estrutura construída após a terraplenagem é destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto a: a) Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; b) Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; c) Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. Os pavimentos classificam-se em dois tipos básicos: rígidos, também denominados pavimento de concreto de cimento Portland, e flexíveis, conhecidos como pavimento asfáltico (SENÇO, 1997). Os pavimentos rígidos (pouco deformáveis) possuem revestimento em forma de placa de concreto. Sua espessura é fixada em função da resistência à tração na flexão dessas placas e da resistência das camadas adjacentes. As placas de concreto também podem ser armadas ou não com barras de aço (SENÇO, 1997). Já os pavimentos asfálticos são aqueles que o revestimento é composto por uma mistura basicamente de agregados e ligantes asfálticos derivados de petróleo. São resistentes até certo limite quanto às deformações, e dimensionadas à compressão e a tração na flexão (SENÇO, 1997). Tanto os pavimentos rígidos, quanto os pavimentos flexíveis possuem camada construída para absorver e distribuir os esforços aplicados resultantes das cargas de tráfego, predominantemente na direção vertical, denominada como base do pavimento (SENÇO, 1997). 2.3 ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS Uma seção transversal típica de um pavimento, basicamente se constitui naturalmente de uma fundação e de camadas de espessuras e materiais variáveis segundo o dimensionamento. Na figura 1 apresentam-se as partes constituintes da estrutura dos pavimentos flexíveis.

17 Figura 1 - Seção transversal típica 2.3.1 SUBLEITO De acordo com Senço (1997), a fundação do pavimento é denominada subleito, possuindo a característica de absorver definitivamente aos esforços aplicados no pavimento. Sendo a terraplenagem recente, o subleito deverá apresentar as características geométricas definitivas. No caso específico do subleito ser uma estrada de terra já em uso, a qual pretende pavimentar, é necessário realizar a regularização do subleito, sendo este o conjunto de operações que visa conformar a camada final de terraplenagem, mediante cortes e/ou aterros de até 0,20 m, conferindo-lhe condições adequadas em termos geométricos e de compactação. (DER/PR ES-P 01/05). 2.3.2 REFORÇO DO SUBLEITO Parte constituinte especificamente do pavimento, com funções de complemento da sub-base. O reforço do subleito também tem a função de resistir e distribuir os esforços verticais do sistema. Possui uma camada de material selecionado, fortemente compactada, com a finalidade de reduzir a espessura do pavimento necessário. Para o Senço (1997), o reforço do subleito poderia ser considerado indistintamente camada suplementar do subleito ou camada complementar da sub-base.

18 2.3.3 SUB-BASE Sub-base é a camada complementar a base quando, aplicada por circunstâncias técnicas e/ou econômicas, não for viável a construção diretamente sobre a regularização ou reforço do subleito. (SENÇO, 1997). Basicamente o material constituinte da sub-base deverá ter características tecnológicas superiores aos materiais aplicados no reforço do subleito. 2.3.4 BASE A função da base é resistir e distribuir os esforços mecânicos provenientes das cargas do tráfego e das reações do terreno de fundação a essas cargas, cuja principal componente é vertical. O pavimento pode ser conceituado como uma composição de base e revestimento, sendo que a base poderá ou não ser complementada pela subbase e ainda, pelo reforço do sub-leito (SENÇO, 1997). 2.3.5 REVESTIMENTO Denominada de camada de rolamento ou simplesmente capa asfáltica, é a camada superior da estrutura destinada a receber diretamente a ação do tráfego. A mistura empregada deve apresentar estabilidade e flexibilidade compatíveis com o funcionamento elástico da estrutura e condições de rugosidade que proporcionem segurança ao tráfego. (DER/PR ES-P 21/05). A capa asfáltica deve ser tanto quanto possível impermeável. Sua função é transmitir os esforços nela aplicada para a estrutura adjacente do pavimento, portanto, uma das variáveis no dimensionamento da camada de rolamento é o peso das cargas de tráfego e sua frequência, determinantes para estimar a duração dos pavimentos (BERNUCCI et al., 2008). O revestimento corresponde à camada mais nobre do pavimento, possuindo maior custo unitário, com grande margem de diferença em relação às demais camadas. Portanto, em seu dimensionamento é necessário cuidado para não

19 projetar espessos revestimentos, cuja viabilidade esta fora da realidade econômica brasileira. (SENÇO, 1997). Os revestimentos asfálticos são constituídos por associação de agregados e de materiais asfálticos, podendo ser de duas maneiras principais, por penetração ou por mistura. Por penetração refere-se aos executados através de aplicações de material asfáltico sequencialmente de operações de espalhamento e compressão de camadas de agregados com granulometrias apropriadas. No revestimento por mistura, o agregado é pré-envolvido com o material asfáltico, antes da compressão (BERNUCCI et al., 2008). 2.4 MATERIAIS PARA REVESTIMENTO FLEXÍVEL Na maioria dos revestimentos usa-se uma mistura de agregados minerais, de vários tamanhos, com ligantes asfálticos que, de forma adequada, garanta à camada de rolamento os requisitos de impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, resistência à fadiga e ao trincamento térmico, de acordo com o clima e o tráfego previstos para o local (BERNUCCI et al., 2008). 2.4.1 MATERIAIS PÉTREOS A variabilidade dos materiais passíveis de utilização em revestimentos asfálticos é muito grande, entretanto, cada utilização em particular requer agregados com características específicas. Os materiais pétreos utilizados na pavimentação podem ser classificados em três grandes grupos, segundo sua natureza, tamanho e distribuição dos grãos (BERNUCCI et al., 2008). 2.4.1.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A NATUREZA As classificações dos agregados quanto à natureza são: natural, artificial e reciclado (BERNUCCI et al., 2008).

20 Natural Inclui todas as fontes de ocorrência natural. São obtidos por processos convencionais de desmonte, escavação e dragagem. Alguns exemplos de agregados naturais são: pedregulhos, britas, seixos, areias, etc. Os materiais naturais podem ser empregados na pavimentação na forma e tamanho como se encontram na natureza, ou podem ainda passar processos como a britagem. Artificial São resíduos de processos industriais, o qual exigem um trabalho prévio para poder assumir a qualidade, a forma e as dimensões adequadas. A pedra britada é um agregado artificial no que concerne à forma e às dimensões. Quanto à qualidade, ou seja, resistência e durabilidade, estas dependem das propriedades da rocha mãe, caracterizando-a como agregado natural. Reciclado Nesta categoria estão os provenientes de reuso de diversos materiais. A reciclagem de revestimentos asfálticos vem crescendo significativamente, e em alguns países já é a fonte principal de agregados. 2.4.1.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TAMANHO Os agregados são classificados quanto ao tamanho, para uso em misturas asfálticas, em graúdo, miúdo e material para enchimento ou fíller (DNIT 031/04): Graúdo é o material com dimensões maiores do que 2,0 mm, ou seja, retido na peneira n 10. São as britas, casca lhos, seixos, etc. Miúdo é o material com dimensões maiores que 0,075 mm e menores que 2,0 mm. É o material que é retido na peneira n 200, mas que passa na de abertura n 10. São areias, o pó de pedra, etc. Material de enchimento (fíller) é o material onde pelo menos 65% das partículas é menor que 0,075 mm, correspondente a peneira n 200. Exemplos: Cal hidratada, cimento Portland, etc.

21 2.4.1.3 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A DISTRIBUIÇÃO DOS GRÃOS A distribuição granulométrica dos agregados é determinada usualmente por meio de uma análise por peneiramento. Nessa análise, uma amostra seca do agregado é fracionada através de uma série de peneiras com aberturas de malha progressivamente menores. Após o material estar totalmente fracionado nas peneiras, cada fração do material retido é comparado com a massa total da amostra, onde a distribuição é expressa como porcentagem em massa em cada tamanho de malha da peneira (BERNUCCI et al., 2008). Segundo a norma do Departamento de Estradas e Rodagens do Paraná, o agregado graúdo dever ser constituído por pedra britada ou seixo rolado britado, apresentando partículas sãs, limpas e duráveis, livres de torrões de argila e outras substâncias nocivas. Apresenta ainda que o agregado miúdo deve ser constituído por areia, pó de pedra ou misturas de ambos, apresentando partículas individuais resistentes. Quanto à utilização do filler, quando a aplicação deve estar seco e isento de grumos, constituído, necessariamente, por cal hidratada calcítica tipo CH-1. (DER/PR ES-P 21/05). 2.4.2 MATERIAIS ASFÁLTICOS O uso do asfalto na pavimentação é um dos mais importantes dentre todas as possibilidades de aplicação do mesmo, sendo no Brasil, cerca de 95% das estradas pavimentadas de revestimentos asfáltico. Há várias razões para o uso desse material na pavimentação, proporcionando forte união dos agregados, agindo como um ligante que permite flexibilidade controlável, forte impermeabilizante, durável e resistente a ação da maioria dos ácidos, podendo ser utilizado aquecido ou emulsionado (BERNUCCI et al., 2008). O asfalto utilizado na pavimentação é um ligante betuminoso que provém da destilação do petróleo. Após classificações quanto suas propriedades físicas, passam a ser denominados comumente pela sigla CAP cimento

22 asfáltico de petróleo, seguida de algum outro identificador numérico, apresentado no próximo capítulo, item 5.2. 2.5 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA Os revestimentos asfálticos constituem de material composto, formado por agregados de vários tamanhos e proporções, unidos por um ligante asfáltico. Seu desempenho será tanto melhor quanto maior for à interligação dos constituintes. Portanto, é necessário conhecer e selecionar as propriedades que os materiais utilizados devem conter para tal desempenho esperado. 2.5.1 AGREGADOS São descritas a seguir as características que são analisadas para aceitação dos agregados para misturas asfálticas, bem como os ensaios destes materiais segundo a maioria das especificações, especialmente as do DNER/DNIT. 2.5.1.1 GRANULOMETRIA A distribuição granulométrica do revestimento garante a estabilidade da camada pelo fato de estar relacionada ao entrosamento das partículas, gerando o atrito entre elas. A determinação do tamanho máximo do agregado e sua graduação são controlados por especificações de distribuição granulométrica, conforme sua aplicação. Exemplificando, a espessura mínima de execução de uma camada de concreto asfáltico determina diretamente o tamanho máximo do agregado utilizado (CAMPOS, SAULIN, 2009).

23 Figura 2 Faixa granulométrica CBUQ Faixa C DNER/PR 2.5.1.2 RESISTÊNCIA À ABRASÃO Os agregados presentes na mistura asfálticas estão sujeitos a abrasão, ou seja, a um desgaste produzido pelo atrito entre as partículas do agregado, portanto eles devem apresentar habilidade para resistir à quebra, degradação e desintegração. Agregados localizados próximos ou na superfície do pavimento devem apresentar resistência à abrasão maior do que os localizados nas camadas inferiores (BERNUCCI et al., 2008).. A resistência abrasiva dos agregados é tratada pela norma do DNER-ME 035/98, na qual apresenta a metodologia para a determinação da abrasão Los Angeles. Nesse ensaio uma amostra de agregado de cerca de 5.000g é submetida a 500 revoluções no interior do cilindro de um equipamento padronizado. Um número variado de esferas de aço, conforme a granulometria da amostra, é adicionado no cilindro, induzindo impactos nas partículas durante as suas revoluções. O resultado é avaliado pela redução de massa dos agregados

24 retidos na peneira de n 12 (1,7mm) em relação à massa inicial da amostra especificada. Os limites de aceitação para a abrasão Los Angeles dependem do tipo de aplicação do agregado e das exigências dos órgãos viários. Em revestimentos asfálticos, é desejável uma resistência ao desgaste relativamente alta, indicada por uma baixa abrasão no ensaio de abrasão Los Angeles. As especificações brasileiras que envolvem o uso de agregados em camadas de base e revestimento de pavimentos, normalmente limitam o valor da abrasão Los Angeles entre 40 e 55% (BERNUCCI et al., 2008). Figura 3 - Equipamento para ensaio de abrasão Los Angeles (BERNUCCI et al., 2008) 2.5.1.3 FORMA DAS PARTÍCULAS A forma das partículas dos agregados influi na trabalhabilidade e resistência ao cisalhamento das misturas asfálticas. A determinação do índice de forma (f) é descrito no método da NBR 7809 (ABNT, 2006). Esse índice varia de 0,0 a 1,0, sendo o agregado considerado de ótima cubicidade quando f = 1,0 e lamelar quando f = 0,0. Para aceitação de agregados quanto à forma, é adotado o limite mínimo de f = 0,5 (BERNUCCI et al., 2008).

25 Tabela 1 - Classificação da forma das partículas (BERNUCCI et al., 2008) Figura 4- Exemplo de agregados com diferentes formas (BERNUCCI et al., 2008) 2.5.1.4 ABSORÇÃO A porosidade de um agregado é normalmente indicada pela quantidade de água que ele absorve quando imerso. Um agregado poroso irá também absorver ligante asfáltico, consumindo parte do ligante necessário para dar coesão a uma mistura asfáltica. Para compensar esse fato, deve-se incorporar à mistura asfáltica uma quantidade adicional de ligante. A absorção é a relação entre a massa de água absorvida pelo agregado graúdo após 24 horas de imersão à temperatura ambiente e a massa inicial de material seco, sendo determinada para permitir o cálculo das massas específicas, real e aparente, do agregado (DNER-ME 081/98).

26 2.5.1.5 ADESIVIDADE AO LIGANTE ASFÁLTICO Alguns agregados possuem características hidrófilas, ou seja, possui certa afeição com a água, logo o efeito da água em separar ou descolar a película de ligante asfáltico da superfície do agregado pode torná-lo inaceitável para uso em misturas asfálticas. Também existem os agregados com alta adesividade em presença de água, denominados de hidrofóbicos. Estes são aceitáveis para utilização em misturas asfálticas (BERNUCCI et al., 2008). Os ensaios para determinação das características de adesividade podem ser subdivididos em dois grupos: aqueles que avaliam o comportamento de partículas de agregados recobertas por ligante asfáltico e aqueles que avaliam o desempenho de determinadas propriedades mecânicas de misturas sob a ação da água. Ambos os ensaios estão descritos na norma DNER-ME 078/94. 2.5.2 CAP (CIMENTO ASFÁLTICO DE PETRÓLEO) Em temperaturas baixas o CAP apresenta-se no estado semi-sólido, viscoelástico à temperatura ambiente e líquido em altas temperaturas. Os CAP s podem ser especificados de 2 formas, através de sua penetração ou pela viscosidade absoluta. Por viscosidade os asfaltos brasileiros são subdivididos em três grupos: CAP 7, CAP 20 e CAP 40, sendo esses números associados ao início da faixa de viscosidade de cada classe. Por penetração, são quatro classes de asfalto: CAP 30-45, CAP 50-70, CAP 85-100 e CAP 150-200, sendo esses números associados à faixa de penetração obtida no ensaio. 2.5.2.1 ENSAIO DE PENETRAÇÃO De acordo com o ensaio padronizado pela norma brasileira ABNT NBR 6576/98, a penetração é a profundidade, em décimos de milímetro, que uma agulha de massa padronizada (100g) penetra numa amostra de volume padronizado de cimento asfáltico, por 5 segundos, à temperatura de 25ºC. Em cada ensaio, três medidas individuais de penetração são realizadas. A média

27 dos três valores é anotada e aceita se a diferença entre as três medidas não exceder um limite especificado em norma. A consistência do CAP é tanto maior quanto menor for a penetração da agulha (BERNUCCI et al., 2008).. Figura 5 - Equipamento manual de medida da penetração e esquema de ensaio (BERNUCCI et al., 2008) 2.5.2.2 ENSAIOS DE VISCOSIDADE SAYBOLT FUROL A viscosidade é uma medida da consistência do cimento asfáltico, por resistência ao escoamento. O objetivo principal desse ensaio é determinar o estado de fluidez dos asfaltos nas temperaturas usualmente de trabalho. A viscosidade Saybolt Furol nada mais é do que o tempo, em segundos, que 60 ml do material betuminoso leva para fluir através do orifício do viscosímetro a uma dada temperatura (variável entre 135 C a 170 C). O objetivo do ensaio é definir relações entre a viscosidade e a temperatura, definindo consistências apropriadas para as operações em laboratório e em campo. É fácil concluir que a viscosidade é função da temperatura, sendo esta responsável pela determinação da espessura da película de asfalto que envolve o agregado, consequentemente influenciando na vida útil do

28 revestimento betuminoso. Os procedimentos dos ensaios estão normatizados na ABNT- NBR 14950/03. Figura 6 - Equipamento Saybolt-Furol de ensaio e esquema do interior do equipamento (BERNUCCI et al., 2008) 2.5.2.3 ENSAIOS DE DURABILIDADE Os asfaltos sofrem envelhecimento (endurecimento) de curto prazo quando misturados com agregados minerais em usinas devido a seu aquecimento. O envelhecimento de longo prazo do ligante ocorre durante a vida útil do pavimento que estará submetido a diversos fatores ambientais (BERNUCCI et al., 2008). Os ensaios de envelhecimento acelerado designados de efeito do calor e do ar são usados para tentar simular o envelhecimento do ligante na usinagem. O ensaio é padronizado, e seu procedimento encontra-se na norma brasileira ABNT NBR14736/2001. 2.5.2.4 PONTO DE FULGOR A finalidade da determinação do ponto de fulgor dos CAP s nada mais é do que tentar evitar acidente de trabalho, pois o ensaio define qual a menor

29 temperatura em que ocorre a inflamação dos vapores liberados a partir do aquecimento do material betuminoso. Normalmente o ponto de fulgor dos CAP s são superiores à 230 C (BERNUCCI et al., 200 8). 2.5.2.5 ESPUMA ÁGUA A presença de água na composição dos CAP s é fundamentalmente causadora do surgimento de espuma quando aquecido, podendo até gerar explosões. A medida que o material betuminoso contaminado com água vai sendo aquecido, há uma resistência proporcionada pelo CAP quanto à evaporação da água (PINTO, 2008). O ensaio para verificação da presença de água é de forma qualitativa, determinando a formação de espuma e o pipocamento da amostra, e quantitativa, apresentando quantitativamente a presença de água no CAP (PINTO, 2008). 2.6 CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE (CBUQ) Pela definição da norma do DER/PR ES-P 21/05, concreto betuminoso usinado a quente é uma mistura asfáltica executada em usina apropriada, composta de agregados minerais e cimento asfáltico de petróleo, espalhada e comprimida a quente. Ainda segundo a norma, de acordo com a posição relativa do CBUQ o mesmo recebe designações apresentadas a seguir: a) Camada de rolamento ou simplesmente capa asfáltica (Faixa C): camada superior da estrutura destinada a receber diretamente a ação do tráfego. A mistura empregada deve apresentar estabilidade e flexibilidade compatíveis com o funcionamento elástico da estrutura, e condições de rugosidade que proporcionem segurança ao tráfego. b) Camada de ligação ou binder (Faixa A): camada posicionada imediatamente abaixo da capa. Apresenta, em relação a mistura utilizada para camada de rolamento, diferenças de comportamento, decorrentes do emprego de agregado de maior diâmetro máximo,

30 existência de maior percentagem de vazios, menor consumo de filler (quando previsto) e de ligante. c) Camada de nivelamento ou reperfilagem : serviço executado com massa asfáltica de graduação fina, com a função de corrigir deformações ocorrentes na superfície de um antigo revestimento e, simultaneamente, promover a selagem de fissuras existentes. Figura 7 Aplicação de CBUQ 2.6.1 TIPOS DE MISTURAS USINADAS As misturas usinadas, como o próprio nome se refere, são misturas de agregados, tanto graúdos como miúdos, com o material betuminoso, obedecendo às exigências estabelecidas pelo projeto. Possui algumas vantagens, como um melhor controle nas proporções dos materiais, bem como uma melhor homogeneização da mistura. Existem dois tipos de classificação das misturas no que diz respeito à temperatura do agregado utilizado, sendo elas misturas asfálticas a quente e misturas asfálticas a frio (SENÇO, 2001).

31 2.6.1.1 MISTURAS ASFÁLTICAS A QUENTE É definida como o produto resultante da mistura a quente de agregados minerais e cimento asfáltico de petróleo, espalhado e comprimido a quente. No processo de usinagem, os agregados deverão ser aquecidos a uma temperatura de 10 a 15 C acima da temperatura do c oncreto asfáltico, sendo que a temperatura do ligante deverá variar entre os limites de 107 e 177 C. O aquecimento do CAP será relacionado com a viscosidade Saybolt Furol, sendo esta variável de 75 a 150 segundos (BERNUCCI et al., 2008). Após a aplicação da mistura asfáltica a quente, a liberação do tráfego será permitida quando a capa asfáltica atingir a temperatura ambiente, aproximadamente após seis horas da execução. (SENÇO, 2001). 2.6.1.2 MISTURAS ASFÁLTICAS A FRIO É definida como o produto resultante da mistura em usina de agregados minerais e cimento asfáltico de petróleo, espalhado e comprimido a frio. Quanto aos agregados, é possível definir misturas a frio com graduação aberta e misturas a frio com graduação densa. As características da mistura a frio com graduação densa são as seguintes: exige um maior teor de betume e sua granulometria pode ter até 90% de agregados com diâmetro inferior a 12,7 mm. Já a mistura a frio com graduação aberta não necessita de um teor alto de betume, e sua granulometria deverá possuir até 10% de agregados superiores ao diâmetro de 25,4 mm. (SENÇO, 2001). 2.6.2 PROJETOS DE MISTURA A fim de determinar a mistura ideal dos agregados juntamente com o teor de CAP, existem vários métodos para elaborar o traço do CBUQ, satisfazendo todas as especificações impostas. Ao longo deste capítulo alguns métodos de misturas dos agregados e misturas betuminosas serão apresentados, visando determinar a porcentagem de cada componentes.

32 2.6.2.1 MISTURA DOS AGREGADOS Os métodos que serão apresentados a seguir, basicamente, permitem obter uma curva granulométrica resultante dentro da faixa especificada, entretanto na aplicação é necessário analisar os resultados obtidos verificando o entrosamento e preenchimento previsto entre as partículas. A determinação da mistura dos agregados que compõe o CBUQ também é necessária para a calibragem da usina. 2.6.2.1.1 MÉTODO E GRÁFICO ROTHFUCHS Também conhecido como método das áreas balanceadas, consiste em determinar as porcentagens a serem empregadas de cada material pertencente a uma curva granulométrica do gráfico. (GRECO, 2006). Abaixo segue o processo gráfico do método. 1. Calcular a curva granulométrica média dos agregados a serem utilizados; 2. Elaborar gráfico retangular, sendo sua diagonal representando a curva da especificação granulométrica; 3. No eixo das ordenadas representar a % passante dos agregados; 4. No eixo das abscissas determinar as peneiras, em escala determinada a partir da curva média especificada; 5. Traçar no gráfico as curvas granulométricas dos agregados utilizados; 6. Para cada curva granulométrica, traçar uma reta (linha de equilíbrio) de forma que as áreas formadas acima e abaixo dela com relação à curva sejam equivalentes;

33 Figura 8 - Gráfico Rothfuchs (Fonte: UFMG Estabilização de Materiais) 7. Unir os pontos extremos da linha de equilíbrio, ou seja, ligar a extremidade inferior da última linha de equilíbrio com a extremidade superior da linha antecedente Figura 9 - Gráfico Rothfuchs (Fonte: UFMG Estabilização de Materiais) 8. A interseção das linhas tracejadas com a diagonal do gráfico resulta nas proporções adequadas de cada material. Após analises de verificação das porcentagens calculadas segundo as especificações, executa-se em laboratório uma mistura com as porcentagens determinadas pelo método, realizando o ensaio de peneiração. Os resultados obtidos deverão ser semelhantes aos do método.

34 2.6.2.1.2 MÉTODO ALGÉBRICO Para a determinação da mistura de agregados utilizando o método algébrico, utiliza-se de equações matemáticas para compor a porcentagem de cada agregado na mistura. Este método é muito trabalhoso devido aos muitos cálculos, tornando-o pouco empregado. A seguir iremos exemplificar a utilização do método (SENÇO, 1997). Admitindo que a mistura desejada será determinada a partir de três agregados; 1, 2 e 3. A tabela abaixo apresenta a análise granulométrica realizada com os agregados em questão. Tabela 2 - Análise Granulométrica A partir da tabela, arbitramos X, Y e Z como representantes das porcentagens dos materiais 1, 2 e 3 a serem utilizados na mistura. Logo, é possível determinar o seguinte sistema de equações: a X + b Y + c Z = A (1) d X + e Y + f Z = B (2) g X + h Y + i Z = C (3) X + Y + Z =1 (4)

35 Após deduções matemáticas encontramos a seguinte equação: Z = [( a A) ( d e) ( d B) ( a b) ] ( a c) ( d e) ( d f ) ( a b) (5) Calculado Z, é necessário retornar às outras equações para determinação de X e Y. Com esses valores é possível compor a mistura com o percentual de cada agregado. 2.6.2.2. MISTURA BETUMINOSA O ensaio de Bruce Marshall é utilizado para determinação do teor ótimo de cimento asfáltico de petróleo na execução do CBUQ. Algumas grandezas que podem interferir na determinação deste teor deverão ser analisadas para que se possa examinar a sua influência sobre a mistura, dentre elas está a densidade real do material, massa específica aparente das frações de agregados, misturas compactadas, massa específica aparente da mistura, porcentagem de vazios da mistura compactada, vazios do agregado mineral e fluência ou deformação plástica. (SENÇO, 2001) A utilização do método de Marshall normalmente se limita a misturas betuminosas a quente. 2.6.2.2.1 MÉTODO DE MARSHALL O método de Marshall visa à determinação da estabilidade e a fluência de misturas betuminosas, sendo a estabilidade a resistência máxima a compressão radial, e fluência a deformação total apresentado pelo corpo de prova desde a aplicação da carga inicial até a carga máxima (SENÇO, 2001). Para a execução do ensaio, é necessário a preparação de corpos de prova. A mistura dos agregados com o material betuminoso é colocada em um molde cilíndrico, sendo compactada a partir de um soquete padrão. O número de corpos de prova são de no mínimo dois para cada teor de CAP aplicado na mistura.

36 Após determinação da massa específica aparente e de seu volume, os corpos de prova ficam em banho maria a 60 C, cerca de 20 a 30 minutos. Assim que os corpos de prova forem retirados do banho maria, os mesmos são levados a prensa, sendo aplicada uma força de compressão diametral até seu rompimento. A carga máxima suportada no rompimento é o valor da estabilidade Marshall, já a deformação sofrida do corpo de prova é anotada como valor de fluência. Os resultados dos ensaios são suficientes para a elaboração de gráficos representando as variações das grandezas em função dos teores de betume, sendo elas referencialmente as cargas máximas de ruptura ou estabilidade, porcentagem de vazios, densidades máximas teóricas e da deformação dos corpos de prova. Após análises gráficas os resultados são os seguintes: a) Gráfico estabilidade x teor de betume é possível notar que a estabilidade cresce com o teor de betume crescente até um determinado teor. Após este ponto a estabilidade passa a ser decrescente; b) O gráfico comparativo entre a densidade aparente e o teor de betume possui comportamento idêntico ao gráfico anterior; c) A medida que o teor de betume na mistura aumenta, o índice de vazios não preenchidos decrescem, porém esse comportamento é limitado, sendo a partir de um limite o decréscimo imperceptível; d) Quanto aos vazios preenchidos, crescem com o teor de betume até certo teor. Após, possui acréscimo imperceptível; e) A fluência cresce indefinidamente com o aumento do teor de betume. As curvas descritas são conhecidas como curvas características do ensaio Marshall, sendo possível a partir da combinação entre o teor ótimo de cada

37 situação determinar o teor ótimo global de betume para a mistura (SENÇO, 2001). Figura 10 - Curvas Características do Ensaio de Marshall

38 Figura 11 - Ensaio de Marshall Para a confecção dos gráficos já apresentados, é necessário um conhecimento sobre as grandezas mencionadas. Abaixo será apresentado como calcular cada grandeza utilizada: - Densidade Aparente da Mistura (d) d = M cp( ar) M cp( ar ) M cp( imerso) (6) Sendo: M cp(ar) Massa do corpo de prova ao ar; M cp(imerso) Massa do corpo de prova imerso em água. - % Vazios (%Vv) % V = V t V V t s V b (7)

39 Sendo: V t Voluma total do C.P.; V s Volume de sólidos; V b Volume de betume. - Vazios do Agregado Mineral (VAM) VAM Vt Vs = V t (8) Sendo: V t Voluma total do C.P.; V s Volume de sólidos. - Relação Betume Vazios (RBV) RBV VAM % V = VAM (9) Após calculados os parâmetros acima e determinado as correlações gráficas, verificar qual a porcentagem de betume que satisfaça as seguintes condições apresentadas na norma DNER-ME 043/95: Densidade máxima possível; Estabilidade maior que 850 kgf; Valores para RBV: 70% RBV 82%; Valores para Volume de Vazios: 3% Vv 5%. O teor médio obtido através dos gráficos respeitando as variáveis apresentadas será o valor do teor ideal de betume para a mistura analisada. Após obter o teor ideal, entrar com o mesmo no gráfico da fluência e verificar se o mesmo está dentro dos limites impostos pela norma.

40 Valores para Fluência: 2 F 4 (mm); 2.6.3 CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA As misturas asfálticas possuem algumas propriedades particulares quando submetidas à ação de cargas. Abaixo serão apresentadas algumas propriedades das misturas asfálticas. (ANDRADE, 2007). Estabilidade: é a capacidade de resistir aos esforços que provocam deformações permanentes. A mistura deverá apresentar resistência ao cisalhamento compatível com os esforços aplicados; Flexibilidade: é a propriedade de resistir às flexões repetitivas provocadas pelo tráfego dos veículos, ou seja, deve prover resistência à fadiga; Durabilidade: é a capacidade de resistir à ação conjunta das intempéries e da abrasão promovida pelo tráfego. É decorrente à oxidação do ligante e da degradação dos agregados; Rugosidade: A textura superficial da mistura deverá ser suficientemente rugosa para propiciar a aderência dos pneus com a capa; Impermeabilidade: A mistura deve ser tanto quanto possível impermeável, preservando assim as camadas subjacentes da estrutura do pavimento. 2.7 MATERIAL FRESADO Nos pavimentos em que as condições de trafegabilidade estão precárias, ocasionadas pelos desgastes intensos e pela oxidação (envelhecimento) da capa asfáltica, uma das soluções para correção deste problema é a fresagem da capa asfáltica. A fresagem nada mais é do que um processo mecânico responsável pela trituração de uma ou mais camadas do pavimento asfálticos, através de movimentos rotativos contínuos de lâminas da máquina fresadora. O material