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REVISÃO PARA AC O Pavimento Lembre-se: O subleito não faz parte do pavimento; A camada de reforço do subleito não é uma camada obrigatória. Pavimentação • Conceituação de Pavimentos RESUMO: 3- Agregados 1- Conceituação de Pavimentos 2- Ligantes Asfálticos 4- Misturas Asfálticas ➢ Revestimento Rígido ➢ Revestimento Flexível 5 Materiais de Camadas de Pavimento Nos pavimentos asfálticos, estão em geral presentes camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito Subleito Sub-base Reforço do subleito Base Revestimento asfáltico Estrutura-tipo de pavimento asfáltico 5 O revestimento asfáltico é a camada superior destinada a resistir diretamente às ações do tráfego e transmiti-las de forma atenuada às camadas inferiores, impermeabilizar o pavimento, além de melhorar as condições de rolamento (conforto e segurança). Ver vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=tSsVq-HFMyE https://www.youtube.com/watch?v=tSsVq-HFMyE Pavimento - Estrutura construída sobre a terraplenagem destinada, técnica e economicamente, a resistir aos esforços oriundos do tráfego e do clima e melhorar as condições de rolamento. RÍGIDOS: placas de concreto de cimento Portland FLEXÍVEIS: revestido de camada asfáltica e com base de brita ou solo SEMI-RÍGIDOS: revestido de camada asfáltica e com base estabilizada quimicamente (cal, cimento) CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – PENETRAÇÃO ➢ Def.: profundidade, em décimos de milímetros, que uma agulha de massa padronizada (100g) penetra numa amostra de volume padronizado de cimento asfáltico, por 5 segundos, à temperatura de 25 ºC. penetração consistência Ex: CAP 30/45 > consistente CAP 50/70 Se a agulha penetrar 3 mm, a penetração do ligante é 30. É com o resultado de penetração que o ligante asfáltico é comercializado no Brasil. CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – POR PENETRAÇÃO Vantagens Ensaios Rápidos Determinação Acessível para Laboratórios Baixo Custos Ensaio Preciso Susceptibilidade Térmica pode ser Determinada a Partir destes Resultados Desvantagens Ensaios Empíricos Não Determina TCU Ligantes Caracterizados como Iguais a 25ºC Podem se Comportar de Forma Distinta em Outras Temperaturas CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – PONTO DE AMOLECIMENTO ➢ Def.: medida empírica que correlaciona a temperatura na qual o asfalto amolece quando aquecido sob certas condições particulares e atinge uma determinada condição de escoamento (~ ponto de fusão); ➢ Avalia a susceptibilidade térmica: conjunto (anel e bolas) dentro de um banho de água num béquer, banho aquecido a 5ºC/min, anotar a TºC na qual o conjunto toca o fundo do conjunto < 2ºC CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – VISCOSIDADE ➢ Def.: medida da consistência do cimento asfáltico por resistência ao escoamento ABNT NBR 5847/01: viscosidade tDt x D V = == Viscosidade Relação válida para fluidos Newtonianos: fluido em que cada componente de tensão cisalhante é proporcional ao gradiente de velocidade na direção normal a essa componente. A constante de proporcionalidade é a viscosidade dinâmica. Para esses fluidos, a tensão é diretamente proporcional (independe) da taxa de deformação. CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – PONTO DE FULGOR ➢ Def.: menor temperatura na qual os vapores emanados durante o aquecimento do material asfáltico se inflamam por contato com uma chama padronizada ( deve ser acima de 235ºC – indicando que o material não está contaminado) ➢ Segurança: transporte, estocagem e usinagem CARACTERIZAÇÃO DO ASFALTO – DUCTILIDADE Def.: capacidade do material de se alongar na forma de um filamento (avaliação indireta da coesão) Resultado: aumento em cm obtido antes da ruptura de uma amostra de CAP na seção diminuída do molde com largura inicial em banho de água a 25ºC submetida pelos dois extremos à vel. 5cm/min. Controle da amostra com relação a densidade do material densidade da água (adição de sal para aumentar a densidade ou álcool para diminuir a densidade); Também utilizado para verificação de retorno elástico para ligantes modificados INTRODUÇÃO + = O que se espera de uma mistura asfáltica independente do método de DOSAGEM: ➢ Ligante Suficiente para Garantir Estabilidade ➢ Estabilidade Suficiente para Garantir Estabilidade ao Tráfego ➢ Suficiente Vv – Mínimo para Acomodar a Densificação do Tráfego e Máximo para Evitar o Envelhecimento Precoce ➢ Boa Trabalhabilidade MÉTODO DE DOSAGEM MARSHALL ➢ Idealizado por Bruce Marshall em 1930; ➢ Concebido durante a 2ª Guerra Mundial → resistir aos esforços de aeronaves militares; ➢ Método de dosagem mais utilizado no Brasil; ➢ Compactação manual ou automática – soquete de 10 libras (4,54 kgf); ➢ Norma DNER – ME 43/95: dois níveis de energia de compactação: ▪ 50 golpes (tráfego leve): pressão de pneu até 7kgf/cm2; ▪ 75 golpes (tráfego pesado): pressão de pneu entre 7 e 14 kgf/cm2. Vantagens ➢ Análise Volumétrica Criteriosa; ➢ Equipamento Prático e Barato; ➢ Permite o Controle de Qualidade em Campo. Desvantagens ➢Compactação não simula o que ocorre em campo; ➢Sem consideração da absorção de ligante por 17 Tratamentos Superficiais 18 INTRODUÇÃO • A importância do uso dos tratamentos superficiais nas rodovias do estado do Ceará, se dá por ser um revestimento econômico e pela otimização que o mesmo traz na aplicação dos recursos disponíveis. • Atualmente a malha rodoviária estadual do Ceará é de aproximadamente 11.555,5 km, onde apenas 5.767,6 km (49,9%) são de estradas pavimentadas, com cerca de 3.633,59 km (63%) dos revestimentos em TSD e TSS. CBUQ 9% AAUQ 19% AAUF 6%TSD 55% TSS 8% OUTROS 3% 19 Tratamento Superficial (TS) • O tratamento superficial é um revestimento delgado que recebe diretamente a ação do tráfego e representa a mais simples e econômica camada de um pavimento flexível. → pode ser utilizado como primeiro revestimento sobre bases imprimadas ou na conservação de revestimentos antigos; → vem adquirindo maior destaque dentro da política de construção de pavimentos asfálticos por ser econômico; → pode ser empregado praticamente em todas as categorias de tráfego inclusive para altas velocidades; → é mais conhecido no meio técnico como um revestimento artesanal, apesar da necessidade de cuidados que deve-se ter em sua aplicação. • Relatos indicam que uma das primeiras aplicações do TS data de 1840, na Avenida Champs-Elysées 20 CLASSIFICAÇÃO DO TSP ⚫ Tratamento Superficial Simples (TSS) ⚫ Tratamento Superficial Duplo (TSD) Tratamento Superficial Triplo (TST) Introdução • Asfaltos – Obtidos da destilação de petróleo, podem ser naturais ou obtidos através da refinação do petróleo – Ligantes Asfálticos • Cimento Asfáltico (CAP) • Asfalto Diluído (AD) • Emulsão Asfáltica (EA) Os Asfaltos Diluídos de Petroleo (ADP)/(Cut- Backs) • Os Ads são obtidos pela diluição de CAPs em solvente obtidos pela destilação do petróleo • O contato do ADP com agregados ou com o material de base provoca a evaporação do solvente, deixando o resíduo de cimento asfáltico na superfície. PREPARAÇÃO MISTURA CAP/LCC Querosene Gasolina Óleo Os Asfaltos Diluídos de Petroleo (ADP)/(Cut- Backs) • Quanto ao tempo de evaporação do solvente usado os Ads são classificados – CR (asfalto diluído de cura rápida): diluente a nafta (gasolina) • CR-70, CR-250, CR-800 e CR-3000 • Pintura de ligação, tratamentos superficiais e misturas a frio – CM (asfalto diluído de cura média): diluente o querosene • CM-30, CM-70, CM-250, CM-800 e CM-3000 • Imprimação e areia-asfalto a frio – CL (asfalto diluído de cura lenta): diluente óleo leve • CL-70, CL-250, CL-800 e CL-3000 Os Asfaltos Diluídos de Petroleo (ADP)/(Cut- Backs) • A quantidade de cimento asfáltico e diluente usada na fabricação de ADP varia com as características dos componentes, sendo, em geral, em volume: – Tipo 30: 52% de asfalto e 48% de diluente; – Tipo 70: 63% de asfalto e 37% de diluente; – Tipo 250: 70% de asfaltoe 30% de diluente. • São mais usados para imprimação – CM-30 (mais recomendado) – CM-70 (não é mais fabricado no Brasil) Os Asfaltos Diluídos de Petroleo (ADP)/(Cut- Backs) • Em países desenvolvidos, o uso de ADP em imprimação está sendo substituído por emulsões asfálticas devido aos problemas ambientais – A figura abaixo mostra o arraste do ligante aplicado em uma imprimação pela água da chuva, justificando a preocupação com o uso dos asfaltos diluídos de cura média Efeito da chuva sobre uma imprimação ainda não totalmente curada (CROSS e SHRESTHA, 2004). Emulsão Asfáltica (EAP) Pelo tempo de ruptura podem ser: ▪ RR = ruptura rápida. ▪ RM = ruptura média. ▪ RL = ruptura lenta. ▪ Ruptura controlada. ▪ Existem emulsões para lama asfáltica e modificadas por polímeros. Para imprimação se usa a EAI Emulsão especial para imprimação Porque se Usar Emulsão no Lugar de ADP? • As emulsões asfálticas vêm sendo cada vez mais usadas no lugar de ADP devido a: ▪ Regulamentações ambientais: emulsão não polui pois há uma pequena quantidade de voláteis (em relação ao ADP) que evapora além da água; ▪ Perda de produtos valiosos: na cura do ADP, os diluentes, que demandam grande energia para serem produzidos, são perdidos para a atmosfera; ▪ Segurança: o uso de emulsão é seguro. Há pouco risco de incêndio comparando com ADP; ▪ Aplicação a temperaturas ambientes: emulsão pode ser aplicada a temperatura mais baixa comparativamente ao ADP, economizando combustível. Imprimação • Consiste na aplicação de uma camada de material betuminoso sobre uma superfície não asfáltica (sub- base ou base) antes da execução de qualquer revestimento asfáltico • Tem por finalidade aumentar a coesão da superfície pela penetração do material asfáltico empregado, impermeabilizar a camada e promover condições de aderência entre esta e o revestimento Imprimação • Materiais ➢Asfaltos diluídos de petróleo, tipo CM-30 – O asfalto diluído deve ser aquecido até uma temperatura onde sua viscosidade se situe na faixa de 20 a 60 SSF – Deve-se aguardar a cura do asfalto diluído por, no mínimo, 24 h – Taxa de aplicação: de 0,8 a 1,6 l/m² ➢Emulsão, tipo EAI • Taxa de aplicação: de 0,9 a 1,7 l/m² COMPACTAÇÃO Índice de Suporte Califórnia (CBR) ◼ Foi introduzido por Porter em 1929. Desenvolvido inicialmente pela Division of Highways do Estado da Califórnia, nos Estados Unidos. ◼ Foi adotado pelo U. S. Corps of Engineers que após de introduzir-lhe várias modificações, divulgou-o amplamente durante a II Guerra Mundial. ◼ É usado para o dimensionamento de pavimentos flexíveis. ◼ O CBR expressa, por definição, a relação entre a resistência à penetração de um cilindro padronizado numa amostra de solo compactado e a resistência do mesmo cilindro em uma pedra britada padronizada. ◼ Quanto mais elevado for o valor de CBR de um solo, mais emprego em camadas nobres do pavimento, o solo pode encontrar. http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.civilsolo.com.br/IMAGES/fotos/ultimas/laboratorio2.jpg&imgrefurl=http://www.civilsolo.com.br/servlab.asp&usg=__fi5pKbQht7NOoGrZIa4BNuBLsyE=&h=223&w=153&sz=50&hl=pt-br&start=1&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=UuUgpYHDQuqwaM:&tbnh=107&tbnw=73&prev=/images?q=ensaio+CBR&um=1&hl=pt-br&sa=G&gbv=2&biw=1259&bih=644&tbs=isch:1&ei=56OMTb2IMo6N0QGR0-HFCw Índice de Suporte Califórnia (CBR) ◼ Vantagens ◼ O seu uso é consagrado em diversos órgãos rodoviários ◼ Desvantagens ◼ Ainda que a sobrecarga aplicada para simular o efeito do revestimento apresente massa única e padronizada, diferentes alternativas de revestimento podem apresentar massas sensivelmente diferentes, evidenciando, desse modo, uma limitação do ensaio ao tentar prever situações reais no campo. ◼ O método de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR não considera o mecanismo de ruptura do pavimento por fadiga (efeito da repetição de cargas) ◼ O efeito do confinamento do molde no resultado do ensaio http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.paranasolos.com.br/wp-content/uploads/2011/03/Cilindro_CBR-300x300.jpg&imgrefurl=http://www.paranasolos.com.br/&usg=__1X1VApER6ABaJFegEiIiM7mcv7U=&h=300&w=300&sz=20&hl=pt-br&start=1&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=TGEy5Yxazdo-BM:&tbnh=116&tbnw=116&prev=/images?q=cilindro+CBR&um=1&hl=pt-br&sa=G&gbv=2&biw=1259&bih=644&tbs=isch:1&ei=FKeMTbPGGoiU0QHh_-ShCw Aplicação na Prática