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1 FACULDADES DE ENGENHARIA KENNEDY ENGENHARIA CIVIL NOTAS DE AULA SUPERESTRUTURA DE VIAS URBANAS, ESTRADAS E AEROPORTOS MISTURAS BETUMINOSAS PARTE III Elaboração: Prof.a Silvana Trigueiro Cunha Sasdelli Perez FACULDADES DE ENGENHARIA KENNEDY ENGENHARIA CIVIL 2 8. Misturas Usinadas Especiais 8.1. Mistura Asfáltica SMA (Stone Matrix Asphalt – Matriz Pétrea Asfáltica ) Mistura executada a quente, em usina apropriada, composta de agregado mineral graduado, material de enchimento, fibras de celulose, cimento asfáltico modificado por polímero e, se necessário, melhorador de adesividade, sendo espalhada e compactada a quente. Principais características: Mistura descontínua, que apresenta grande intertravamento entre os agregados graúdos, aumentando a interação grão/grão gerando conseqüentemente, misturas mais resistentes à deformação perrmanente; Grande proporção de agregado graúdo (70 a 80% retido na peneira Nº04 ,maiores que 4,75mm) ; Mistura rica em ligante asfáltico, com um consumo de ligante em geral entre 6% e 7%; Consomem de 1 a 1,5% a mais de cimento asfáltico quando comparadas às misturas de concreto asfáltico convencional O alto consumo de ligante torna esse tipo de mistura propícia ao escorrimento do ligante por entre seus agregados durante os períodos de usinagem, transporte e aplicação. Possui macrotextura superficialmente rugosa, formando pequenos “canais” entre os agregados graúdos, responsáveis por uma eficiente drenabilidade superficial e aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva. 3 Elevado volume de vazios ( 4% a 6%); Os vazios são preenchidos por uma argamassa constituída pela mistura da fração areia, fíller, ligante asfáltico e fibras.: Formação do mastique asfáltico (durabilidade): ligante asfáltico + fíller+ finos minerais (fração areia) + fibras Sobre as fibras: São geralmente orgânicas (de celulose), coco, vidro ( inorganicas ) ou minerais; São adicionadas durante a usinagem para evitar segregação da mistura em seu transporte, facilitar a aplicação e evitar o escorrimento do ligante asfáltico. Possibilitam a utilização de maior teor de ligante, criando uma película espessa sobre o agregado, retardando a oxidação, segregação e penetração de umidade. A proporção destas, em relação à massa de mistura, é aproximadamente 0,4 e 0,3%, para fibras minerais e de celulose respectivamente, a depender do tipo de CAP utilizado. Não têm influencia sobre o desempenho da mistura depois da compactação. Sua presença na mistura faz com a mesma possa submeter-se a temperaturas extremas sem perder eficiência ou sofrer degradação (LANCHAS, 1999). Principais características de desempenho: Boa estabilidade a elevadas temperaturas; Boa flexibilidade a baixas temperaturas; Elevada resistência ao desgaste; Elevada adesividade entre os agregados minerais e o ligante; Boa resistência a derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento; Redução do “spray”ou borrifo de água; Redução do nível de ruído. 4 Aplicação: É utilizada como camada de rolamento numa espessura variando de 1,5 a 4,0 cm ; o Não se recomenda o emprego do SMA em espessuras muito superiores a 4,0cm, em decorrência da deformação permanente, ou seja, maior possibilidade de formação de afundamentos de trillhas de roda. (EAPA, 1998). Como camada de reabilitação, visando apenas melhorias no desempenho funcional (conforto e segurança) do pavimento existente ( empregam-se camadas delgadas, com espessura em torno de 2,0cm (BELIGNI et al., 2000)). Vias com alta freqüência de caminhões; Interseções; Em áreas de carregamento e descarregamento de cargas; Em rampas, pontes, paradas de ônibus, faixas de ônibus; Pistas de aeroporto; Estacionamentos; Portos. Ligante: Devem ser empregados cimentos asfálticos de petróleo modificados por polímero do tipo SBS Mistura e Execução: Exige um controle rigoroso das propriedades dos agregados, já que serão estes os responsáveis pelo bom desempenho quanto à deformação permanente da mistura. A temperatura do CAP modificado por polímero empregado na mistura deve ser determinada para cada tipo de ligante em função da relação temperatura-viscosidade Brookfield, definida pelo fabricante. A temperatura do ligante não deve exceder a 177 °C. Os agregados devem ser aquecidos a temperaturas de 5 °C a 10 °C acima da temperatura do 5 imento asfáltico, sem ultrapassar 177 °C. Os materiais devem ser misturados na seguinte ordem: agregados e fíller, fibra de celulose e CAP. O tempo de mistura a seco dos agregados e fíller com a fibra de celulose deve ser de 10 segundos. Não é permitida a execução dos serviços em dias de chuva. A mistura somente deverá ser fabricada, transportada e aplicado quando a temperatura ambiente for superior a 10 °C. A imprimação ou pintura de ligação deve ser modificada por polímero; 6 8.2. Camada Porosa de Atrito ( CPA ) - Concreto Asfáltico Drenante Mistura executada a quente com um elevado volume de vazios (18–25%), devido a pequena quantidade de agregados miúdos, fíller e ligante asfáltico . 7 As águas das chuvas se infiltram na camada e percolam através dela até sair pelas laterais. Características: Não possui função estrutural. Deve ser aplicada sobre pavimento de concreto asfáltico de alta estabilidade Marshall construídos ou restaurados especialmente para receber a camada, com boa declividade transversal, superfície sã e isenta de contaminações ( borracha, tinta, óleo, etc). Materiais: A dosagem comumente usada para estas misturas é baseada na seleção de um teor de asfalto necessário para a formação de certa espessura de ligante sobre os agregados. Ligante: O ligante utilizado deverá ter: Baixa suscetibilidade térmica; Alta resistência ao envelhecimento. É recomendado o uso de ligante asfáltico modificado por polímero, para aumentar a durabilidade e reduzir a desagregação, já que o ligante a ser utilizado deve ter grande resistência ao envelhecimento e baixa suscetibilidade térmica. No Brasil a dosagem do CPA é normatizada pela Especificação de Serviço 386 do DNER (DNER1999), que prevê o uso de asfalto polímero, SBS Agregados 8 Para se obter um alto teor de vazios, as granulometrias possuem a predominância de agregados graúdos sobre miúdo (ROBERTS et al., 1996). O material de enchimento: cimento Portland, cal extinta, cinzas volantes etc. Funções: Reduz o risco de hidroplanagem ou aquaplanagem; Aumenta a aderência do pneu/pavimento; Reduz as distâncias de frenagem; Reduz os níveis de ruído do tráfego; Aumenta a segurança, reduzindo o número de acidentes; Diminui o spray ou cortina de água durante chuvas. Execução: A compactação da mistura é efetuada pela ação de rolos lisos tipo tandem, com peso compatível à espessura da camada, sendo recomendado que tenha, no máximo, 8 toneladas. Não é permitida a execução dos serviços em dias de chuva. O concreto asfáltico poroso com ligante modificado por polímero somente deve ser fabricado, transportado e aplicado quando a temperatura ambiente for superior a 10 ºC. A pintura de ligação, preferencialmente, deve ser executada com emulsão modificada por polímero, obrigatoriamente com a barra espargidora. Os agregados devem ser aquecidos a temperaturas de 5 °C a 10 °C acima da temperatura do cimento asfáltico. 9 A camada recém acabada, deve ser liberada ao tráfego somente quando a massa atingir a temperatura ambiente. Desvantagens: Colmatação dos poros por contaminantes, especialmente borracha dos pneus, ao longo da vida útil, o que reduz gradativamente as funções de drenagem e acústicas do pavimento. Para que as propriedades drenantes e acústicas dos pavimentos drenantes sejam mantidas ao longo do tempo, deve-se fazer uma manutenção preventiva, com a limpeza periódica dos mesmos. 10 8.3. Gap Graded Mistura executada a quente em usina apropriada, constituída de agregado graúdo, agregadomiúdo, material de enchimento (fíller) em granulometria descontínua e ligante asfáltico modificado por borracha moída de pneus, devendo ser espalhada e compactada a quente. 11 Gap Graded é uma faixa granulométrica com graduação descontínua densa, que resulta em macrotextura superficial aberta ou rugosa, mas não em teor de vazios elevado (4% a 6%) . • Finalidade: – Obtenção de camada de alta resistência à deformação permanente; – Melhoria das condições de aderência em pista molhada e diminuição de ruídos. Agregados Graúdo: pedra, escória outro material indicado nas Especificações Complementares. Miúdo: areia, pó de pedra ou mistura de ambos. Material de enchimento (fíller) : Cimento Portland, cal extinta, pó calcário, etc. 12 Ligante Asfalto-borracha via úmida, do tipo “Terminal Blending” ( Nesse processo, o ligante é produzido em uma fábrica própria para tal e depois o asfalto é distribuído para várias empreiteiras, que realizam a pavimentação). Podem ser empregados os seguintes tipos de asfalto borracha: • AB-8 (faixas A, B, C e Gap Graded) • AB-22,(Gap Graded) Melhoradores de adesividade quando não há boa adesividade entre o ligante/agregado. 13 8.4. BBTM (Béton Bitumieux Très Mince) – Concreto betuminoso muito delgado Concreto Betuminoso Delgado Descontínuo Usinado a Quente Pavimento originário da França, usinado a quente, delgado com espessura variando de 2 a 3 centímetros com faixa granulométrica descontínua composta de pedrisco (73%), pó de pedra (20%) e pó calcáreo (7%) e teores maiores de ligante, variando de 5 a 6%. Funções: - Promover uma camada de macrotextura elevada e durável. - Aumentar a resistência à derrapagem sob tráfego pesado. - Aumentar a resistência a formação de trilhas de roda. - Aumentar da vida útil do pavimento; - Visa à diminuição nas intervenções na pista, uma vez que tem vida útil superior a 8 anos. - Diminuição do nível de ruído. 14 Agregados: 100% britados; Apresentam muitas frações intermediárias; Ligantes: 9. Cape Seal Tipo de revestimento delgado utilizado para rejuvenescimento do pavimento, composto por duas camadas: a) Tratamento superficial b) Lama asfáltica / Microrevestimento. Na recuperação de revestimentos asfálticos com o cape seal, o tratamento superficial simples é responsável pela inibição da reflexão de pequenas trincas no pavimento existente, além de conferir características de flexibilidade e suporte ao sistema. Vantagens: Elimina o risco do desprendimento de agregados; Durabilidade Excelente impermeabilização da camada subjacente proporcionada pela camada bastante rica de ligante do tratamento superficial; Perfeito preenchimento e travamento dos agregados do tratamento superficial evitando os vazios tão indesejáveis como camada de rolamento;e se faça necessário; Aumento do atrito pneu-pavimento; Maior flexibilidade do pavimento; 15 Diminuição do nível de ruído em relação ao tratamento superficial; Aumento considerável do índice de conforto e segurança; Excelente aspecto visual. Materiais utilizados: Asfalto: Emulsão asfáltica catiônica dos tipos RL, RR, LARC, com ou sem polímero. 10. Revestimento Primário: É uma camada granular de brita ou pedregulho com ou sem material fino, executada sobre o sub-leito, com a finalidade de desempenhar ao mesmo tempo a função de base e revestimento para pequenos volumes de tráfego. Materiais 16 Podem ser saibros, cascalhos, rochas decompostas, seixos rolados ou não, pedregulhos, areias, materiais sílico-argilosos, subprodutos industriais ou mistura de qualquer um deles e devem obedecer aos seguintes requisitos: Devem ser isentos de matéria orgânica; O diâmetro máximo do agregado deve ser menor ou igual a 50mm; A fração retida na peneira numero 10, deve ser constituída de partículas duras e duráveis, mesmo quando submetidas alternadamente à molhagem e secagem; A fração que passa na peneira numero 40 deve ter LL inferior a 35% e o IP compreendido entre os limites de 4% a 12%, sendo esta variação correlacionada com o índice pluviométrico da região, assim: Valores superiores podem ser adotados desde que se garanta uma drenagem eficiente ou que se use um solo laterítico; Visando uma possível pavimentação futura de rodovia e o conseqüente aproveitamento do revestimento primário como camada estrutural do pavimento, pode ser exigido para o material um ISC mínimo de 20%, e expansão máxima de 1%, para uma energia de compactação do Proctor Intermediário. 17 11. Tratamento Antipó I. Compreende a execução de camada de material compactada sobre a superfície de estradas não pavimentadas, com a aplicação de emulsão derivada de xisto betuminoso recoberto por agregado miúdo, areia grossa ou pó de pedra, formando uma capa selante. II. Consiste no espalhamento de uma emulsão diluída (1:5) sobre uma superfície não pavimentada (solo estabilizado granulometricamente, solo arenoso fino estabilizado hidraulicamente, solo- cimento). Objetivos: Impermeabilizar a superfície; Evitar a geração de poeira e de lama. Melhorar o desempenho da camada de rolamento. Anti derrapante: conforto e segurança do trânsito A técnica deve ser utilizada somente para vias de baixo volume de tráfego. Características: Baixo custo de sua execução, e o emprego de equipamentos convencionais dos tratamentos superficiais. A aplicação do tratamento anti pó é recomendado para rodovias com baixo volume de tráfego, VDM ≤ 250 e predominantemente de veículos leves. Execução: A superfície que irá receber o tratamento anti pó deve ser previamente regularizada, umedecida e compactada, de acordo com a especificação de preparo e melhoria do subleito. A superfície deve se apresentar livre de materiais soltos para aplicação da emulsão. A declividade transversal da pista deve estar entre 3% a 5% para permitir o perfeito escoamento superficial. Sobre superfície construída com materiais adequados, compactada e imprimada; Aplicação sem a incidência de chuva sobre o serviço realizado. 18 Utilizada a técnica de espargimento do ligante asfáltico, que agrega materiais miúdos (naturais ou britados), sendo recomendada a execução em duas camadas. O revestimento TAP, implantado com dupla camada, apresenta espessura (por camada) de 3 à 4mm, impermeabilizante, com vida útil estimada de 3 à 4 anos, sendo necessária a sua manutenção para a preservação de suas características, com serviços de tapa-buracos e posteriormente à execução de melhoramentos do pavimento, com a aplicação da 3ª camada. Materiais: Agregados miúdos( areias de rio ) ou de jazida natural de granulometrias média (2mm) ou grossa (4mm) e os britados (pó-de-pedra) de 4mm. Ligante asfálticos: Emulsão Asfáltica RM 1C; Emulsão à derivada de xisto betuminoso, comumente denominada emulsão anti pó. 12. Capa Selante Tratamento de superfície com aplicação de emulsão asfáltica diluída, segundo processo executivo de TSS – Tratamento Superficial Simples. Finalidade: Impermeabilização e selagem de pequenas fissuras Materiais - Agregados miúdos: areia ou pó de pedra. - Ligantes Betuminosos:- RR-1C, RR-2C. Dosagem: Agregados - em média, 2 a 4 l/m2. Ligante Betuminoso - emulsão asfáltica – 1 l/m2 diluída (1:1). 19 BIBLIOGRAFIA: Tese : ESTUDO DO EFEITO DA ADIÇÃO DE POLÍMERO NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MISTURAS BETUMINOSAS A FRIO: ERISVALDO DE LIMA JUVÊNCIO, Apostila Transportes: UFBA NORMA DNIT 095/2006 – EM Manual de Pavimentação do DNIT, Construção de Estradas e Vias Urbana Profa. Jisela Aparecida S. Greco . Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros Departamento de Transporte s e Geotecnia Notas Pavimentação – Prof. Geraldo Luciano de Oliveira Marques. PAVIMENTO ECOLÓGICO: UMA OPÇÃO PARA A PAVIMENTAÇÃO DE VIAS DAS GRANDES CIDADES Moisés Ribeiro Abdou. Liedi Légi Bariani Bernucci – UFSM: TRP1002-Material para infraestrutura de transporte www.cbbasfaltos.com.br 20 www.brasquimica.com.br www.revistatecnic.com.brUniversidade Federal de Juiz de ForaFaculdade de Engenharia – Departamento de Transportes e GeotecniaTRN 032 - Pavimentação – Prof. Geraldo Luciano de Oliveira Marues Controle Tecnológico de Obras Rodoviárias Envolvendo a Reciclagem In Situ de Bases Granulares de Pavimentos Asfálticos - Taís Sachet UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO- ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA ET-DE-P00/017 DNER CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS A QUENTE : André Theophilo Lima RECICLAGEM A FRIO “IN SITO”COM ESPUMA DE ASFALTO Universidade Federal de Minas Gerais Curso de Especialização em Construção Civil Especificação Técnica ET-DE-P00/035 - DER