Rel 2. Índice de Forma Joao Pedro Melissa Turma1

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1 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
LABORATÓRIO DE PAVIMENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS 
PARA PAVIMENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
JOAO PEDRO LOPES 82299 
MELISSA MARONEZI 82995 
 
TURMA: 1 
 
 
 
 
 
MARINGÁ, 2016 
 
 
2 
 
Sumário 
1.INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................ 3 
2. DETERMINAÇÃO DA FORMA DO MATERIAL ........................................................................... 3 
2.1. OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 3 
 2.2. JUSTIFICATIVA .............................................................................................................................. 3 
 2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................................... 3 
 2.4. MATERIAS E MÉTODOS .............................................................................................................. 4 
 2.5. RESULTADOS ................................................................................................................................. 4 
 2.6. CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 5 
3. DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE FORMA ................................................................................... 6 
 2.1. OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 6 
 2.2. JUSTIFICATIVA .............................................................................................................................. 6 
 2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................................... 6 
 2.4. MATERIAS E MÉTODOS .............................................................................................................. 7 
 2.5. RESULTADOS ................................................................................................................................. 7 
 2.6. CONCLUSÃO .................................................................................................................................. 8 
4. DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO GRAÚDO/DETERMINAÇÃO 
DA DENSIDADE REAL DO AGREGADO MIÚDO.............................................................................. 8 
2.1. OBJETIVOS .......................................................................................................................................... 8 
 2.2. JUSTIFICATIVA .............................................................................................................................. 8 
 2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................................... 8 
 2.4. MATERIAS E MÉTODOS .............................................................................................................. 9 
 2.5. RESULTADOS ............................................................................................................................... 10 
 2.6. CONCLUSÃO ................................................................................................................................ 11 
5. ADESIVIDADE DO AGREGADO GRAÚDO .................................................................................. 12 
2.1. OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 12 
 2.2. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................ 12 
 2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................................. 12 
 2.4. MATERIAS E MÉTODOS ............................................................................................................ 12 
 2.5. RESULTADOS ............................................................................................................................... 13 
 2.6. CONCLUSÃO ................................................................................................................................ 13 
6. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................................... 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
Para a construção de uma via de pavimentação, é necessário o estudo prévio de seus 
componentes para julgar se o material utilizado se comportará de forma adequada na via. Para isso, 
existem alguns experimentos em laboratório para a caracterização dos agregados como: forma do 
material, índice de forma, densidades do agregado e absorção de agua e pôr fim a adesividade do 
agregado graúdo. 
O agregado em questão é proveniente de basalto que existe há milhares de anos. Esses 
procedimentos fornecerão algumas propriedades do material a ser utilizado na via de 
pavimentação, para julgar se o agregado suportará os esforços solicitantes presentes na 
pavimentação. 
 
2. DETERMINAÇÃO DA FORMA DO MATERIAL 
 
2.1. OBJETIVOS 
Determinação da forma do agregado graúdo para pavimento asfáltico 
2.2. JUSTIFICATIVA 
Para a utilização do agregado na execução do pavimento, é necessário obter informações sobre a 
forma do material para se enquadrar nos padrões de qualidade aceitáveis. 
2.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Pela NBR 7809 que aborda o tema de determinação do índice de forma pelo método do paquímetro 
graúdo baseia-se em relacionar a média do comprimento e da espessura dos materiais, levando em 
consideração a quantidade de amostra estudada. As amostras de agregado graúdo coletadas devem 
ter uma dimensão máxima característica maior que 9,5 mm. 
O comprimento (a) de um grão é definido como a maior dimensão do grão possível de ser medida 
em qualquer direção do mesmo. Já a espessura (c) do grão é definida como a menor distância 
possível entre planos paralelos entre si em qualquer direção do grão. E por fim, (b) é a medida 
intermediária do agregado. 
Para a classificação dos agregados estudados, utiliza-se a seguinte tabela: 
 
Classificação 
 Relações b/a e c/b Classificação da forma 
1 b/a > 0,5 e c/b > 0,5 Cúbica 
2 b/a < 0,5 e c/b > 0,5 Lamelar 
3 b/a > 0,5 e c/b < 0,5 Alongada 
4 b/a < 0,5 e c/b < 0,5 Alongada-lamelar 
Tabela 1: Classificação dos agregados 
 
4 
 
Pela ABNT NBR 6954/1989, a porcentagem máxima de agregados não-cúbicos pode 
apresentar é de 10%, caso exceda esse valor, o material não serve para ser utilizado em 
pavimentação. Pois sua forma influi diretamente em como os agregados se aglomeram. Como em 
pavimentação o objetivo é que os agregados se associem de tal maneira que tenham um grau 
elevado de resistência ao cisalhamento, boa trababilidade, e também que alcance-se a massa 
específica ótima do solo por meio da energia de compactação aplicada no solo como um todo. 
2.4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 Paquímetro com resolução de 0,1mm, aferido. 
Separou-se 1 kg de amostra do agregado e aleatoriamente escolheu-se 25 britas. A tabela da 
quantidade de amostra necessária para diferentes dimensões do agregado segue abaixo. Para cada 
brita, foi medido o seu comprimento, sua largura e espessura. Segue abaixo a tabela com as 
medidas: 
 
 
2.5. RESULTADOS 
Amostra a b c b/a c/b Classificação 
1 25 14,3 12,55 0,572 0,877 cúbica 
2 20,5 14,4 9,1 0,702 0,632 cúbica 
3 26,65 13,15 9,35 0,493 0,711 lamelar 
4 22,5 15,35 7,1 0,682 0,462 alongada 
5 24,75 14,9 7,1 0,802 0,476 alongada 
6 21,4 16,8 4,5 0,785 0,321 alongada 
7 16,35 14,85 9,5 0,9 0,63 cúbica 
8 26,35 16,1 19,1 0,725 0,843 cúbica 
9 26,4 17,2 12,25 0,652 0,712 cúbica 
10 28 17,85 18,1 0,646 0,986 cúbica 
11 19,85 10,5 21 0,945 0,529 cúbica 
12 10,5 19,3 15,05 0,78 0,698 cúbica 
13 16,55 11 13,45 0,813 0,818 cúbica 
14 26,75 15,3 7,7 0,57 0,5 cúbica 
15 24,3 15,6 7,25 0,64 0,46 alongada 
 
5 
 
16 21,25 14,05 12,85 0,66 0,91 cúbica 
17 25,7 15,35 9,25 0,6 0,6 cúbica 
18 12,65 11 9,7 0,87 0,88 cúbica 
19 23,05 17,4 12,2 0,75 0,7 cúbica 
20 21,75 13,2 16,1 0,74 0,82 cúbica 
21 20,35 17,1 11,85 0,84 0,69 cúbica 
22 26,1 14,85 6,1 0,57 0,41 alongada 
23 21,7 14,6 14,3 0,67 0,98 cúbica 
24 16,35 16,3 14,9 1 0,91 cúbica 
25 17,45 12,35 12,55 0,72 0,98 cúbica 
Tabela 3: Resultados referentes as dimensões dos agregados 
2.6. CONCLUSÃO 
As medidas obtidas da amostra do agregado apresentadas na tabela apresentaram 76% de 
forma cúbica, 20% de forma alongada e 4% lamelar. Pode-se concluir, de acordo com a ABNT 
NBR 6954/1989, que a amostra em questão não poderá ser utilizada na pavimentação de vias pois 
excede a quantidade de britas não cubicas, que não pode exceder 10%. 
Característica do 
agregado % 
Cúbica 76 
Lamelar 4 
Alongada 20 
Alongada-lamelar 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
3. DETERMINAÇÃO DO INDICE DE FORMA 
 
 
3.1. OBJETIVOS 
Determinação do índice de forma do agregado graúdo para pavimento asfáltico 
3.2. JUSTIFICATIVA 
Para que o agregado seja utilizado na construção da pavimentação, é necessário que este 
apresente algumas características que sejam favoráveis quando se leva em conta a resistência aos 
esforços e durabilidade. 
3.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Determinar o índice de forma de um conjunto de agregados é de suma importância para se 
determinar como o solo irá se comportar devido a cargas e esforços submetidos aos mesmos. 
Em pavimentação, os agregados precisam ter uma boa inter-relação entre eles, de modo 
que gerem uma alta resistência ao cisalhamento, e também que em conjunto com o solo possam 
gerar um alicerce com uma massa específica ótima para não acarretar problemas que gerem 
manutenções antes do tempo previsto. Esse índice também influencia na trababilhidade, 
permeabilidade, índice de vazios, compacidade, entre outros. 
Nesse ensaio, regido pela DNER ME 086/94, a determinação do índice foi feito através de 
crivos com diâmetros referentes as dimensões diferentes de cada agregado. O índice encontrado 
(f) varia de 0,0 a 1,0. Quanto mais próximo de 1 o resultado, mais cúbico o agregado se apresenta, 
sendo mais estimado na pavimentação. O limite dado pela norma para o material ser aceito na 
pavimentação é 0,5. Agregados que apresentem valores menores que esse, não são aceitos para 
esse tipo de construção. 
A equação (1) para se encontrar esse índice, segue abaixo: 
𝑓 =
(𝑃1 + 0,5 ∗ 𝑃2)
100 ∗ 𝑛
 
Sendo 
f: índice de forma 
P1: soma das porcentagens retidas no crivo 1 
P2: soma das porcentagens retidas no crivo 2 
N: número de frações que compõem a graduação escolhida 
 
 
7 
 
3.4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 Peneira de malha circular de 12,7; 9,5; e 6,3mm 
 Equipamento que consiste em uma associação de um crivo com uma chapinha de 
metal para espaçamentos desejáveis (6,3;4,8;4,2 e 3,2mm) 
 Balança com precisão de 1g 
 Amostras de agregados 
Foi separado 2 amostras de 1 kg cada: graúda e miúda. Entende-se amostra graúda aquela 
amostra passante na peneira 12,7mm e retido na 9,5mm. Já a amostra miúda é aquela passante na 
peneira 9,5mm e retida na peneira de 6,3mm. 
Em seguida iniciou-se o experimento colocando pequenas porções da amostra graúda no 
crivo de 6,3mm, referente ao espaçamento da metade do diâmetro diretriz. Após feito isso, pesou-
se o material passante. Tomou-se o material passante do crivo 1 e colocou-se no crivo 2 de 4,2mm, 
referente ao espaçamento de 1/3 do tamanho diretriz. Pesou-se o material passante no crivo 2 e 
anotou-se a quantidade de material. 
Pequenas porções da amostra miúda foi colocada no crivo de 4,8mm, referente ao 
espaçamento da metade do diâmetro diretriz. Após feito isso, pesou-se o material passante. 
Tomou-se o material passante do crivo 1 e colocou-se no crivo 2 de 3,2mm, referente ao 
espaçamento de 1/3 do tamanho diretriz. Pesou-se o material passante no crivo 2 e anotou-se a 
quantidade de material. 
3.5. RESULTADOS 
Os dados obtidos referentes aos materiais passantes nos crivos foram anotados na tabela a 
baixo: 
FRAÇÃO: MIÚDA FRAÇÃO: GRAÚDA 
 Máximo Mínimo Máximo Mínimo 
DIÂMETRO (mm) 9,5 6,3 DIÂMETRO (mm) 12,7 9,5 
 
Massa 
 
Massa 
(g) (%) (g) (%) 
Amostra inicial: 1000 100 Amostra inicial: 1000 100 
Retida no crivo I: 347 34,7 Retida no crivo I: 550,4 55,04 
Passante no crivo I: 653 - Passante no crivo I: 449,6 44,96 
Retida no crivo II: 479,6 47,96 Retida no crivo II: 319,8 31,98 
Passante no crivo II: 173,4 - Passante no crivo II: 129,8 12,98 
 
P1 = 89,74% P2 = 79,94% 
Tabela 4: Resultados referentes ao ensaio de determinação do índice de forma 
Calculando-se o índice pela equação (1), com n=2, encontrou-se o valor de f=0,648. 
 
8 
 
 
3.6. CONCLUSÃO 
Como pela DNER ME 086/94, o índice aceitável para um agregado ser usado na construção de 
vias pavimentadas é f ≥ 0,5, o valor encontrado de 0,648 é admissível para esse fim, atendendo as 
características exigidas. 
 
 
4. DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO GRAÚDO/ 
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE REAL DO AGREGADO MIÚDO 
 
4.1. OBJETIVOS 
A partir de alguns métodos esse experimento tem como objetivo determinar a densidade 
real do agregado miúdo, a densidade aparente do agregado graúdo e a absorção de agua. 
4.2. JUSTIFICATIVA 
Para que os agregados possam ser utilizados na construção de pavimentação é necessário 
que estes apresentem bons resultados em relação a massa especifica real, aparente e efetiva, bem 
como a sua absorção. Estes dados auxiliam para a dosagem do ligante betuminoso para a 
composição asfáltica. 
4.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A massa específica de um agregado é definida como a massa do mesmo pelo volume que 
ele ocupa em determinado recipiente, normalmente expressa em kg/m³ ou g/cm³. Sendo a 
densidade também a divisão entre a massa e o volume de um material, é importante saber que a 
massa específica é definida para uma substância e a densidade para um corpo. Devido a isso, sabe-
se que a massa específica de um material é constante, já a densidade do mesmo, pode variar. 
No ensaio apresentado neste relatório relatório, fez-se o uso de cálculos de densidades com 
diferentes propriedades, a densidade real e a densidade específica. A densidade real é definida 
como a divisão entre a massa real do agregado pelo volume real que ele ocupa no recipiente, 
desconsiderando os poros existentes na superfície do material. Já a densidade específica é 
determinada levando em conta os poros e vazios que o material apresenta como um todo. Esse 
valor é encontrado dividindo-se a massa seca pelo volume aparente do agregado, e também nesse 
caso, o agregado está na condição de agregado saturado superfície seca. Isso para não levar em 
conta os poros existentes no próprio agregado. 
A densidade real pode ser encontrada pela equação (1) abaixo: 
Ɣ =
𝑏 − 𝑎
((𝑑 − 𝑎) − (𝑐− 𝑏))
 
 
9 
 
Sendo: 
a = massa do picnômetro (g) 
b = massa do picnômetro + agregado (g) 
c = massa do picnômetro + agregado + água (g) 
d = massa do picnômetro + água (g) 
E a densidade específica ou massa aparente por meio da equação (2): 
𝐷𝑎 =
𝑀𝑠
𝑀ℎ −𝑀𝑠𝑢𝑏
 
Sendo: 
Ms: massa seca do agregado 
Msub: massa do agregado submerso 
Mh: massa do agregado superfície seca 
 
A absorção também abordada neste relatório é definida como a capacidade que o agregado 
tem de absorver a água quando submerso em água. Caso o agregado obter um alto grau de 
porosidade, pode acabar absorvendo também o ligante asfáltico, desse modo, consumindo mais 
ligante do que era estimado. Portando, ter o conhecimento da absorção que determinado agregado 
também, é importante para ter o controle da quantidade de ligante necessário não apenas para 
encapar o material, mas também ser incorporado nos vazios presentes no agregado. 
Pode-se ser encontrada a absorção a partir da equação (3): 
𝑎 =
𝑀ℎ −𝑀𝑠
𝑀𝑠
× 100 
 
 
 
4.4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 Balança com precisão de 0,01g 
 Peneiras de 4,8;2,4 e 0,075mm 
 Tanque de agua para imersão 
 Recipiente para amostra com aberturas 
 Balão volumétrico 
 Estufa calibrada para manter temperatura entre 105 e 110 graus. 
 Picnômetro de 500 ml 
 
10 
 
 Termômetro Bomba a vácuo 
 Dessecador 
 Repartidor de amostras 
 Capsula de porcelana 
 
Para a determinação da absorção de água em agregados graúdos, separou-se uma amostra 
passante na peneira de 4,8mm e seca até a sua constância de massa na estufa. Após resfria-la o 
material ficou submerso em água durante 24 horas. Retirou-se a amostra do tanque para que, com 
um auxílio de um pano, secar sua superfície para atingir seu estado de saturado superfície seca. 
Logo após o material é pesado nessa condição. Novamente o material é submerso e pesa-se 
novamente. Após essas medidas, o material é levado a estufa para pesar-se novamente na condição 
seca. 
Para a determinação da densidade real do agregado miúdo, pesou-se o picnomêtro vazio e 
seco e adicionou-se 500 g de amostra nele. Após feito isso, adicionou-se agua e o picnometro foi 
levado até a bomba a vácuo para que todo o ar fosse retirado (cerca de 15 minutos). Após a 
realização desse processo, adicionou-se agua no picnometro novamente para que todo o volume 
fosse preenchido com agua. Pesou-se o conjunto. Com esse peso anotado, retirou-se toda a agua e 
o agregado de dentro do picnomêtro e este foi completado somente com agua para que fosse pesado 
novamente. 
 
4.5. RESULTADOS 
1) Determinação da massa específica do agregado graúdo 
Dados obtidos: 
Massas (g) 
Massa do agregado saturado superfície seca - Mh 3134,6 
Massa do agregado submerso - Msub 2038,1 
Massa do agrego seco em estufa - Ms 3037,8 
Tabela 5: Resultados referentes as massas do agregado graúdo 
A partir deste cálculo é possível calcular a massa específica do agregado na condição 
seca através da fórmula abaixo: 
Ɣ𝑠 =
𝑀𝑠
𝑀𝑠 −𝑀𝑠𝑢𝑏
 
Encontrou-se um valor de 3,038 g/cm³. 
Para o cálculo da densidade do agregado na condição saturada superfície seca, ou massa 
aparente, é utilizada a fórmula: 
 
11 
 
𝐷𝑎 =
𝑀𝑠
𝑀ℎ −𝑀𝑠𝑢𝑏
 
Encontrou-se um valor de 2,77 g/cm³. 
E por fim, para obter a absorção do agregado, utiliza-se a seguinte equação: 
𝑎 =
𝑀ℎ −𝑀𝑠
𝑀𝑠
× 100 
Encontrou-se uma absorção de 3,18%. 
 
2) Densidade real do agregado miúdo 
Dados obtidos a partir do ensaio: 
 
Somatório de massas (g) 
massa do picnômetro (a) 116,7 
massa do picnômetro + agregado (b) 609,8 
massa do picnômetro + agregado + água 
© 938,6 
massa do picnômetro + água (d) 609,2 
Tabela 6: Massas referentes ao ensaio de densidade real do agregado miúdo 
Para encontrar a densidade real do agregado miúdo, utilizou-se a equação abaixo: 
Ɣ =
𝑏 − 𝑎
((𝑑 − 𝑎) − (𝑐 − 𝑏))
 
Então, encontrou-se um valor de 3,012 g/cm³. 
 
 
4.6. CONCLUSÃO 
Os resultados referentes a esses ensaios, servem para complementar as informações 
encontradas nos outros ensaios também encontrados neste relatório. As massas específicas e as 
densidades condizem com o valor padrão característico do basalto. 
 
 
 
 
 
12 
 
5. ADESIVIDADE DO AGREGADO GRAÚDO 
 
5.1. OBJETIVOS 
Determinar a adesividade do agregado graúdo com ligante asfáltico. 
5.2. JUSTIFICATIVA 
É realizado alguns procedimentos, para julgar se o agregado graúdo escolhido terá resultados 
satisfatórios em relação a adesividade com o ligante asfáltico na execução de uma via de 
pavimentação. 
 
5.3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Adesividade de um agregado a um material betuminoso: Propriedade do agregado de ser 
aderido por um material betuminoso é verificada pelo não deslocamento da película betuminosa 
que recobre o agregado, quando a mistura agregado / ligante é imersa em água destilada a 40°C, 
durante 72. Essa propriedade é de extrema importância para julgar se o material se enquadra nas 
especificações para ser usado em uma via de pavimentação. Em contato com a agua, essa forcará 
a separação ou descolamento da película do ligante asfáltico da superfície do agregado, o que não 
seria adequado. O ensaio em questão forcará esse fenômeno de tal sorte que poderá classificar o 
agregado como material hidrofóbico, ou seja, material com alta adesividade. De acordo com o 
DNER-ME 078/94 tem-se que para a amostra submersa em água durante 72 horas, o ligante 
asfáltico não poderá desprender do agregado. Esse método julga como satisfatório o resultado que, 
após 72 horas, não houve descolamento significativo do ligante asfáltico à amostra, e não 
satisfatório quando houver descolamento da película. 
5.4. MATERIAS E MÉTODOS 
 
 Peneiras de 19 e de 12,7mm 
 Fogão Estufa de 60 e de 100 a 120 graus 
 Balança com precisão de 0,01g 
 Espátula de aço 
 Porcelanato Becker de alumínio 
 Erlenmeyer 
 
Separou-se uma amostra que os materiais fossem passantes na peneira 19mm e retidas na 
peneira de 12,7mm. O material foi lavado e colocada em água destilada por 1 minuto, logo após 
levada a estufa a 120 graus por 2 horas. 500 g da amostra foi separada e colocada na panela junto 
a 17,5 g de ligante asfáltico previamente aquecido. Com a espátula, misturou-se a amostra para 
que todos os agregados fossem 100% envoltos pelo ligante. Após feito isso, a amostra foi levada 
ao porcelanato para resfriamento. O material foi colocado em um erlenmeyer e recoberto por água 
destilada e por fim foi colocado a uma estuda de 60 graus durante 3 dias. 
 
 
13 
 
5.5. RESULTADOS 
 
Figura 1: Imagem referente ao agregado encapado pelo ligante asfáltico submersos em água. 
Como pode-se observar pela imagem acima, não houve destacamento da película que 
envolvia o agregado. 
5.6. CONCLUSÃO 
 Pode-se concluir que a união entre o agregado e a película asfáltica satisfaz a condição para 
ser usado na pavimentação. Pois mesmo ficando imerso em água durante um tempo considerado 
extremo, a película não se destacou do agregado. Se houvesse destacamento, poderia gerar 
problemas graves quando a via estivesse concluída, sendo necessário promover manutenções, 
gerando mais gastos que poderiam ser evitados se estivesse sido constatado anteriormente que a 
combinação entre os dois não era satisfatório para o fim. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. BIBLIOGRAFIA 
______, DNER-ME 078/94: Agregado graúdo: adesividade a ligante betuminoso. Rio de Janeiro, 
1994. 
______, DNER-ME 084/97: Agregado miúdo: determinação da densidade real.Rio de Janeiro, 
1995. 
______, DNER-ME 195/97: Agregados: determinação da absorção e da massa específica de 
agregado graúdo. Rio de Janeiro, 1997. 
______,NBR 6954 –Determinação da forma do material de lastro padrão,Rio de Janeiro, 2008. 
Disponível em: <http://www.dnit.gov.br/download/consultas-publicas/ferroviario/etm/etm-002-
lastro-padrao-de-brita.pdf> Acesso em 23/05/2016. 
Disponível em:<http://iseibfacige.com.br/biblioteca/wpcontent/uploads/2013/05/Materiais-
Betuminosos.pdf>. Acesso em 24/05/2016. 
Disponível 
em:<http://www.recife.pe.gov.br/emlurb/cadernoencargos/pavimentacao_Adesividadedeagregad
ograudoeligantebetuminoso.pdf>. Acesso em 24/05/2016.