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ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Materiais e Soluções de Pavimentação http://www.petrobras.com.br/ ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores: Autoria Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Tipos de Pavimentos Tradicionalmente, tem sido classificado os pavimentos segundo a rigidez do conjunto em: Rígidos Semi-rígidos Flexíveis ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Rígido: constituído por placas de concreto de cimento Portland assentes sobre sub-base e reforço do subleito. Tipos de Pavimentos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Bases dos Pavimentos Rígidos: o revestimento de placa de concreto faz também o papel de base. A camada de sub-base pode ser granular ou cimentada, dependendo do projeto. Há ainda o uso em alguns países de sub-bases de misturas asfálticas. Eventualmente, é desnecessária a camada de reforço do subleito. Tipos de Pavimentos Placa de concreto de cimento Portland Reforço do subleito Subleito Sub-base ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Flexível: constituído por revestimento asfáltico (uma ou mais camadas asfálticas) e base, sub-base e reforço do subleito. Estas camadas são de materiais granulares ou solo. Tipos de Pavimentos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Camadas de Pavimento Flexível: Dependendo do projeto, uma ou mais camadas da estrutura pode ser suprimida. Uma camada pode ser executada em duas etapas (duas camadas) por problemas construtivos de espessuras máximas admitidas para um efetivo desempenho dos equipamentos de compactação. Tipos de Pavimentos Subleito Sub-base Reforço do subleito Base Revestimento asfáltico ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Semi-rígido: constituído por revestimento asfáltico (uma ou mais camadas) assentes sobre base ou sub-base cimentada ou estabilizada quimicamente com cimento, cal, ou ambos. Tipos de Pavimentos ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Estrutura de Pavimento A concepção da estrutura do pavimento e a seleção dos materiais a serem empregados dependem principalmente dos seguintes fatores: do tráfego (volume e composição) e vida ou período de projeto; da disponibilidade de materiais da região; das condições climáticas da região; da geometria e das condições de drenagem da via. As espessuras de cada camada dependem do projeto estrutural ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Materiais de Camadas de Pavimento Os materiais de base, de sub-base e do reforço do subleito são classificados ainda segundo sua natureza e seu comportamento aos esforços: Materiais granulares e solos Trabalham principalmente aos esforços de compressão. Os solos com fração de finos (silte + argila) exibem coesão, mas resistem fracamente à tração Materiais cimentados ou estabilizados quimicamente Materiais que recebem a adição de cimento, cal ou estabilizantes que aumentem expressivamente a coesão e a rigidez em relação ao material de origem, aumentando a resistência à compressão e à tração Materiais com adição de asfalto Materiais que possuem suas partículas de agregados ou de solo unidas por ligantes asfálticos que conferem aumento de resistência à compressão e à tração com relação ao material de origem ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Materiais As camadas de Base, Sub-base e Reforço do Subleito podem ser granulares ou solos: Brita graduada simples Macadame hidráulico Macadame a seco Material granular (estabilizado mecanicamente) Solo-agregado Solo Solo melhorado com cimento (baixa porcentagem de cimento) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Brita Graduada Simples Materiais componentes: brita graduada simples (faixa especificada) água Graduação: bem-graduados, com diâmetro nominal de no máximo 38mm. Mais usuais com diâmetros nominais menores (25,0mm ou 19,0mm) Poucos finos passantes na peneira 200 (0,075mm): em geral entre 3 e 9% Índice de Suporte Califórnia em geral maior que 60% para tráfego leve. Para vias de tráfego médio, pesado ou muito pesado (N≥106 repetições do eixo padrão de 80kN), o ISC deve ser superior a 80%. Expansão nula ou muito baixa. Módulo de Resiliência em geral entre 100 e 400MPa ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Brita Graduada Simples Frações de agregados dosados e homogeneizados com água em usina Transportada por caminhões basculantes A distribuição do material é feita preferencialmente por vibroacabadora, embora possa ser realizada por motoniveladora A compactação é feita por rolos de pneus e/ou lisos, com vibração ou não; deve ser realizada logo após espalhamento Quando é base de pavimento, emprega-se uma imprimação impermeabilizante de asfalto diluído tipo CM30 ou outro material com as mesmas atribuições ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Brita graduada simples (sigla: BGS) Brita Graduada Simples Brita corrida (material granular similar à BGS, com menor controle de graduação) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Macadame Hidráulico Materiais componentes: agregado graúdo (faixa especificada A, B ou C) agregado miúdo (faixa especificada – material de enchimento) água Agregados graúdos nominais de grande dimensão: 100, 75 ou 63mm. Escolha depende da espessura da camada. Um dos materiais tradicionais da construção rodoviária brasileira, que foi substituído por materiais granulares de maior eficiência construtiva como a Brita Graduada Simples a partir da década de 60. Ainda utilizado em obras de menor porte e em obras municipais onde não há usinas para as BGS. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Macadame Hidráulico Materiais distribuídos em pista, sendo depositados os agregados graúdos em primeiro lugar, seguidos de compactação ou compressão por rolo liso. Preenchimento dos vazios pelos agregados miúdos, seguido de compressão. Preenchimento dos vazios restantes pelos agregados miúdos com auxílio de água, seguido de compressão. Os agregados miúdos e a água se infiltram nos vazios e travam o esqueleto sólido. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Macadame Hidráulico Distribuição da primeira camada Foto: Job S. Nogami ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Macadame Seco Materiais similares ao macadame hidráulico, porém sem o uso da água. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Agregado Materiais componentes: agregados (brita, seixo, laterita, cascalho, areia, escória etc.) solo água Em geral, misturas de solo: agregado na proporção de 20%:80%, 30%:70% ou até 50%:50% em peso. O Módulo de Resiliência destas misturas dependem da porcentagem de cada componente. Variam de 100 a 500 MPa em geral. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Agregado Materiais podem ser misturados em usinas, ou em pista com pá carregadeira, e homogeneizados com arados ou grade de discos. Compactados por rolo liso ou pé-de-carneiro, dependendo do tipo de solo e de sua porcentagem na mistura.Pilhas de britas para serem adicionadas a solo em pista ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Agregado Mistura em pista Solo-areia Solo-brita Foto: Paulo Serra ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Agregado (a) (b) (c) (a) Contato grão-grão; baixa densidade, permeável, não susceptível a mudanças com a umidade; compactação em geral difícil. (b) Finos preenchem os vazios, proporcionando alta densidade, permeabilidade mais baixa que o do tipo (a), contato grão-grão ainda caracterizado, mais resistente em geral que o tipo (a), menor deformabilidade; moderadamente difícil de compactar. Este tipo de material pode ser conhecido por misturas estabilizadas mecanicamente ou granulometricamente, formando misturas bem-graduadas. (c) Matriz de finos, não se garante contato grão-grão devido ao excesso de finos; “densidade” mais baixa em geral que o tipo (b), permeabilidade inferior ao tipo (b), podendo ser mesmo impermeável, dependendo da natureza dos finos; a mistura é afetada por variações de umidade; facilidade na compactação. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Agregado Base de solo-brita tipo (c) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Outros Materiais Granulares Rachão são agregados de grande dimensão empregados principalmente como recurso de aumento da capacidade de suporte de subleitos. Rachão ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Outros Materiais Granulares Os agregados reciclados de resíduo sólido de construção civil são materiais resultantes da seleção e britagem de “entulho” da construção e demolição. Podem ser empregados como camada de reforço do subleito, sub-base e em algumas situações como base de pavimentos. Agregados reciclados ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Outros Materiais Granulares Escória são resíduos da fabricação do ferro (escória de alto-forno) ou do aço (escória de aciaria). Podem ser empregados como agregados, sendo que as de aciaria podem ser expansivas, dependendo do tempo de estocagem deste materiais. Escória de aciaria ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Materiais Cimentados ou rígidos ou estabilizados quimicamente Brita graduada tratada com cimento Solo-cimento Solo-cal Solo-cal-cimento Solo-brita com cimento Concreto rolado (concreto compactado a rolo) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Brita Graduada Tratada com Cimento - BGTC Materiais componentes: brita graduada simples (faixa especificada) cimento: 3 a 5% em relação ao peso seco água Dosados e homogeneizados em usina. A distribuição do material é feita preferencialmente por vibroacabadora. A compactação é feita por rolos liso, com vibração ou não, seguida de pneus; deve ser realizada logo após espalhamento. Cura com pintura de asfalto diluído (tem-se preferencialmente substituído por emulsão RR). Módulo de Resiliência entre 6.000 a 12.000 MPa ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Brita graduada tratada com cimento (BGTC) Brita graduada simples (BGS) ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Cimento Materiais componentes: solo (de preferência mais arenoso tipo A2 ou solo com fração de finos passantes na peneira 200 menor que 35%) cimento: em geral superior a 5% em relação ao peso seco Água Dosados e homogeneizados preferencialmente em usina, ou em pista. A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas). A compactação é feita por rolos pé-de-carneiro ou lisos, devendo ser realizada logo após espalhamento devido à rapidez de reação de hidratação do cimento. Em geral são necessárias duas semanas de cura antes da camada ser sujeita ao tráfego. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Cimento Distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas). ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Cimento Solo-cimento ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo-Cal Materiais componentes: solo areno-argiloso ou silto-argiloso, de preferência cal hidratada: em geral superior a 4% em relação ao peso seco água Solos argilosos são tratados com cal para melhorar sua trabalhabilidade. Dosados e homogeneizados em usina, preferencialmente, ou em pista. A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas); A compactação é feita por rolos lisos; deve ser realizada após espalhamento. ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo Arenoso Fino com Cal Mistura de cal a solo em pista Base de solo-cal trincada pela retração ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Materiais Com Adição de Asfalto: Solo-asfalto Macadame betuminoso Base asfáltica de elevado módulo ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Solo -asfalto • Base de pavimento de solo- emulsão após mais de 20 anos de uso, revestido de TS estrada estadual RJ ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Soluções de Pavimentação Com o objetivo de mostrar algumas aplicações dos materiais de base, sub-base e reforço do subleito, algumas estruturas-tipo são ilustradas como possíveis combinações de materiais e revestimentos. A classificação de tráfego é apenas indicativa. Para simplificação de designações serão empregados os termos genéricos : Pesado para tráfego com N ≥ 107 repetições de carga do eixo padrão; Médio para tráfego com 106 ≤ N < 107 repetições de carga do eixo padrão Baixo volume de tráfego N < 106 repetições de carga do eixo padrão ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Soluções de Pavimentação As espessuras dependem de projeto de dimensionamento e são tipicamente as seguintes: Revestimentos asfálticos de milímetros (tratamentos superficiais) a dezenas de centímetros Placas de concreto de cimento Portland simples em geral de 17 a 25cm Camadas de materiais granulares e solo da ordem de 10 a 20 cm Camadas de materiais cimentados como solo-cimento e solo-cal em geral de 15 a 20 cm Camadas de concreto rolado de 10 a 20 cm ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revest. Asfáltico (rolamento): CA (concreto asf.) ou SMA (stone matrix asphalt) Revest. Asf. (intermediária): CA (concreto asf.) ou PMQ (pré-misturado a quente) Base: brita graduada simples Sub-base: solo-brita ou brita graduada simples Reforço do subleito: solo laterítico Subleito Vias de tráfego médio ou pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: CA ou SMA Base: brita graduada simples Sub-base: brita graduada simples Reforço do subleito: solo-brita ou solo laterítico Subleito Vias de tráfego médio ou pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: tratamento superficial Base: laterita Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego médio ou baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: areia asfalto a quente Base: laterita Reforço do subleito: laterita Subleito Vias de tráfego médio ou baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico:tratamento superficial Base: solo-brita Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego médio ou baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: tratamento superficial Base: solo arenoso fino laterítico Reforço do subleito: solo arenoso fino laterítico Subleito Vias de baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: tratamento superficial Base: solo arenoso fino laterítico Subleito Vias de baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Flexíveis Revestimento asfáltico: CA Base: brita graduada simples Sub-base: agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil Subleito Vias de tráfego médio ou baixo volume de tráfego ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Semi-Rígidos Revestimento asfáltico: CA ou mistura asfáltica descontínua Revestimento asfáltico (intermediária): CA ou PMQ Base: solo-brita com cimento Sub-base: solo-brita Reforço do subleito: solo laterítico Subleito Vias de tráfego médio ou pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Semi-Rígidos Revestimento asfáltico: CA ou mistura asfáltica descontínua Revestimento asfáltico (intermediária): CA ou PMQ Base: concreto compactado a rolo Sub-base: brita graduada simples ou solo-brita Reforço do subleito: solo laterítico Subleito Vias de tráfego médio ou pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Semi-Rígidos Revestimento asfáltico: CA ou mistura asfáltica descontínua Base: concreto compactado a rolo Sub-base: brita graduada simples ou solo-brita Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego médio ou pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Rígidos Concreto de cimento Portland Sub-base: brita graduada simples ou solo-brita Reforço do subleito: solo laterítico Subleito Vias de tráfego pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Rígidos Concreto de cimento Portland Sub-base: solo-cimento Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Rígidos Concreto de cimento Portland Sub-base: brita graduada tratada com cimento Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Rígidos Concreto de cimento Portland Concreto compactado a rolo Sub-base: brita graduada simples Reforço do subleito: solo selecionado Subleito Vias de tráfego pesado ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Pavimentos Rígidos Concreto de cimento Portland Concreto compactado a rolo Sub-base: brita graduada simples Subleito Vias de tráfego pesado
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