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MATERIAIS ASFÁLTICOS O asfalto é um dos mais antigos materiais utilizados pelo homem. Na Mesopotâmia era usado como aglutinante em serviços de alvenaria e estradas e como impermeabilizante em reservatório de água e salas de banho. 1 1 MATERIAIS ASFÁLTICOS Asfalto: Material de consistência variável, cor pardo-escura ou negra, e no qual o constituinte predominante é o betume, podendo ocorrer na natureza em jazidas ou ser obtido pela refinação do Petróleo. Betume: Mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e com poder aglutinante e impermeabilizante. 2 2 MATERIAIS ASFÁLTICOS Classificação do asfalto quanto à origem: Asfaltos naturais: Ocorrem em depressões da crosta terrestre, constituindo lagos de asfalto. Possuem de 60 a 80% de betume. Asfaltos de petróleo: Mais empregado e produzido, sendo isento de impurezas. Pode ser encontrado e produzido nos estados sólido, semi-sólido e líquido. Rochas asfálticas: O asfalto aparece impregnando os poros de algumas rochas e também misturado com impurezas minerais em quantidades variáveis. 3 3 MATERIAIS ASFÁLTICOS 4 4 MATERIAIS ASFÁLTICOS 5 5 MATERIAIS ASFÁLTICOS 6 6 MATERIAIS ASFÁLTICOS Classificação do asfalto quanto à aplicação para pavimentação: Asfaltos Diluídos (AD) Asfaltos Modificados (Asfaltos Polímeros) Cimentos Asfálticos (CAP) Emulsões Asfálticas (EA) 7 7 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Asfalto Diluído (AD): São diluições de cimentos asfálticos em solventes derivados do petróleo, quando há necessidade de eliminar o aquecimento do CAP ou utilizar um aquecimento moderado. 8 8 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Os solventes funcionam somente como veículos para utilizar o CAP em serviços de pavimentação. A evaporação total do solvente após a aplicação do asfalto diluído deixa como resíduo o CAP que desenvolve, então, as propriedades cimentícias necessárias. A essa evaporação dá-se o nome de cura de asfalto diluído. 9 9 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Cura Rápida (CR): A gasolina é utilizada como solvente. Cura Média (CM): A querosene é utilizada como solvente. Cura Lenta(CL): Não é mais utilizado. 10 10 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Asfalto Modificado (Asfaltos Polímeros): São obtidos a partir da dispersão do CAP com polímero em unidade apropriada. Tem o objetivo de melhorar as características do CAP. 11 11 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Cimento Asfáltico do Petróleo (CAP): É por definição um material adesivo termoplástico, impermeável à água, viscoelástico e pouco reativo. 12 12 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Termoplástico: Possibilita manuseio a quente. Após resfriamento retorna a condição de viscoelasticidade. Impermeável: Evita a penetração de água na estrutura do pavimento, forçando o escoamento para os dispositivos de drenagem. Viscoelástico: Combina o comportamento elástico (sob aplicação de carga curta) e o viscoso (sob longos tempos de aplicação de carga). 13 13 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Os cimentos asfálticos de petróleo podem ser classificados segundo a viscosidade e a penetração. A viscosidade dinâmica ou absoluta indica a consistência do asfalto e a penetração indica a medida que uma agulha padronizada penetra em uma amostra em décimos de milímetro. No ensaio penetração se a agulha penetrar menos de 10 dmm o asfalto é considerado sólido. Se penetrar mais de 10 dmm é considerado semi-sólido. 14 14 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Segundo a classificação dos cimentos de asfalto pela penetração os quatro tipos disponíveis comercialmente são os seguintes: CAP 30/45 CAP 50/70 CAP 85/100 CAP 150/200 15 15 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Segundo a classificação dos cimentos de asfalto pela viscosidade os tipos disponíveis comercialmente são os seguintes: CAP 7 CAP 20 CAP 40 16 16 17 17 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Emulsões Asfálticas (EA): É um sistema constituído pela dispersão de uma fase asfáltica em uma fase aquosa. A emulsão asfáltica é conseguida mediante a colocação de CAP, água e agente emulsivo em um moinho coloidal, onde é conseguida a dispersão da fase asfáltica na fase aquosa através da aplicação de energia mecânica e térmica. 18 18 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO Esquema de produção de emulsão asfáltica: 19 19 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO As emulsões asfálticas podem ser classificadas como ruptura rápida (RR), ruptura média (RM) ou ruptura lenta (RL). 20 20 ASFALTOS PARA PAVIMENTAÇÃO As principais funções do asfalto na pavimentação são: Aglutinadora: Proporciona íntima ligação entre agregados, resistindo à ação mecânica de desagregação produzida pelas cargas dos veículos. Flexibilidade: Permite ao revestimento sua acomodação sem fissuramento a eventuais recalques das camadas subjacentes do pavimento. Impermeabilizadora: Garante ao revestimento vedação eficaz contra penetração da água proveniente da precipitação. 21 21 22 22 IMPRIMIMAÇÃO Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície de uma base concluída antes da execução de um revestimento asfáltico qualquer. 23 23 IMPRIMIMAÇÃO A imprimação tem como principais funções aumentar a coesão da superfície da base pela penetração do material asfáltico, impermeabilizar a base e promover aderência e condições de ligação entre a base e o revestimento. 24 24 IMPRIMIMAÇÃO Os tipos de asfaltos utilizados na imprimação são os asfaltos diluídos de baixa viscosidade, afim de permitir a penetração do ligante nos vazios da base. São indicados os asfaltos diluídos tipo CM-30 e CM-70. 25 25 IMPRIMIMAÇÃO A execução da imprimação consiste nas seguintes etapas: Varredura da pista: São utilizadas vassouras mecânicas rotativas ou vassouras comuns com a finalidade de fazer a limpeza da pista retirando os materiais finos que ocupam os vazios do solo. Também pode ser usado jato de ar comprimido. 26 26 IMPRIMIMAÇÃO A execução da imprimação consiste nas seguintes etapas: Aplicação do asfalto: Feita por meio de caminhão espargidor de asfalto que é um caminhão tanque equipado com barra espargidora e caneta distribuidora. A quantidade de material aplicado é da ordem de 0,6 a 1,0 litros por metro quadrado. 27 27 IMPRIMIMAÇÃO Caminhão espargidor: 28 28 IMPRIMIMAÇÃO A execução da imprimação consiste nas seguintes etapas: Controles de execução: O controle de quantidade de ligante aplicada é uma atividade de muita importância, pois a quantidade requerida de ligante é atingida através da compatibilização entre a velocidade do caminhão e a velocidade da bomba para se espargir o asfalto. O controle de quantidade aplicada na pista é feita por controle da bandeja ou folha de papel. 29 29 IMPRIMIMAÇÃO A execução da imprimação consiste nas seguintes etapas: Controles de execução: O controle da uniformidade da distribuição é um controle visual onde é observado se não houve nenhuma falha na distribuição do ligante detectando pontos onde houve excesso ou falta de ligante na superfície. 30 30 PINTURA DE LIGAÇÃO Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a base ou revestimento antigo com a finalidade principal de promover sua ligação com a camada sobrejacente a ser executada. 31 31 PINTURA DE LIGAÇÃO Os tipos de asfaltos utilizados na pintura de ligação são as emulsões asfálticas dos tipos RR-1C, RR-2C, RM-1C, RM-2C e CR-70. 32 32 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Ensaios em cimentos asfálticos de petróleo (CAP): Determinação da consistência Determinação da ductilidade Determinação de água Determinação do ponto de fulgor Determinação do teor de betume Ensaio da mancha 33 33 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Determinação da consistência (NBR 6576): Este ensaio mede a consistência do CAP pela penetração de uma agulha de dimensões padronizadas, em décimos de milímetros, submetida a uma carga pré estabelecida de 100 gramas durante 5 segundos a uma temperatura de 25° C. 34 34 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Determinaçãoda ductilidade (NBR 6293): Ductilidade é a propriedade de um material suportar grandes deformações ou alongamentos sem ruptura. Este ensaio tem por finalidade medir a resistência à flexibilidade. 35 35 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Determinação de água: Um ensaio simples para a verificação da presença de água no CAP consiste em se aquecer uma quantidade de CAP, observando o aparecimento de um borbulhar na superfície. Caso apareça a formação de bolhas, conclui-se que o CAP continha alguma quantidade indevida de água. 36 36 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Determinação do ponto de fulgor (NBR 11341): Ponto de Fulgor é a temperatura na qual os vapores originados pelo aquecimento do produto asfáltico se inflamam quando em contato com uma chama padronizada. É a temperatura limite que pode o material asfáltico atingir em obra sem risco de incêndio. É um indicativo da presença de certos constituintes voláteis indesejáveis no asfalto. As especificações atuais do CAP fixam o valor de 235°C para o ponto de fulgor. 37 37 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Determinação do teor de betume (NBR 14855): Este ensaio dá uma idéia da quantidade de betume puro e da qualidade do asfalto. As etapas principais do ensaio são pesar a amostra de asfalto, dissolver a amostra em um solvente, filtrar o material para remoção da parcela insolúvel, secar e pesar a parte insolúvel. A diferença entre o peso inicial e o peso insolúvel, expressa em %, representa a solubilidade do CAP. 38 38 ENSAIOS EM MATERIAIS ASFÁLTICOS Ensaio de mancha: Destina-se a verificar se o processo de destilação utilizado é aceitável. Mede a instabilidade coloidal criada nos asfaltos por um superaquecimento ou destruição das estruturas. Sua finalidade é eliminar um asfalto que no processo de refinação tenha sofrido craqueamento ou quebra da cadeia original de hidrocarbonetos. Asfaltos craqueados são susceptíveis as intempéries. 39 39 REVESTIMENTOS Revestimento é a camada do pavimento destinada a receber diretamente a ação do tráfego, devendo ser, tanto quanto possível, impermeável, resistente ao desgaste e suave ao rolamento. Também chamada capa ou camada de desgaste. 40 40 REVESTIMENTOS Os revestimentos tem como principais funções: Melhorar as condições de rolamento quanto ao conforto. Resistir às cargas horizontais, tornando a superfície de rolamento mais durável. Tornar o conjunto impermeável, mantendo a estabilidade. 41 41 REVESTIMENTOS Os revestimentos flexíveis podem ser agrupados em: Betuminosos por Mistura à Quente: Argamassa Asfáltica (Areia Asfalto) Concreto Asfáltico (CA) Camada Porosa de Atrito (CPA) Pré Misturado à Quente (PMQ) 42 42 REVESTIMENTOS Argamassa Asfáltica (Areia Asfalto): É o produto resultante da mistura à quente, em usina apropriada, de agregado miúdo e cimento asfáltico, sendo a mistura espalhada e comprimida à quente por equipamento apropriado. 43 43 REVESTIMENTOS Concreto Betuminoso Usinado à Quente (CBUQ): É o produto resultante da mistura à quente, em usina apropriada, de agregado mineral graduado, material betuminoso e material de enchimento sendo a mistura espalhada e comprimida à quente por equipamento apropriado. 44 44 REVESTIMENTOS 45 45 REVESTIMENTOS 46 46 REVESTIMENTOS 47 47 REVESTIMENTOS Camada Porosa de Atrito (CPA): Camada de macrotextura aberta com elevada capacidade de drenagem através de uma estrutura de alto índice de vazios. 48 48 REVESTIMENTOS Pré Misturado à Quente (PMQ): É o produto resultante da mistura, devidamente dosada em usina, de agregado mineral e material betuminoso, sendo a mistura espalhada e comprimida à quente por equipamento apropriado. 49 49 REVESTIMENTOS Os revestimentos flexíveis podem ser agrupados em: Betuminosos por Mistura à Frio: Argamassas Asfálticas (Areia Asfalto) Microrevestimento Asfáltico Pré Misturado à Frio (PMF) Lama Asfáltica* 50 50 REVESTIMENTOS Argamassa Asfáltica (Areia Asfalto): É o produto resultante da mistura de agregado miúdo e asfalto diluído ou emulsão asfáltica, em equipamento apropriado, sendo a mistura espalhada e comprimida à frio. 51 51 REVESTIMENTOS Microrevestimento Asfáltico: É uma mistura, em consistência fluida, de agregados ou misturas de agregados miúdos, emulsão asfáltica com polímero e material de enchimento, devidamente espalhada e nivelada. 52 52 REVESTIMENTOS 53 53 REVESTIMENTOS Pré Misturado à Frio (PMF): É o produto obtido da mistura de agregado mineral e asfalto diluído ou emulsão asfáltica, em equipamento apropriado, sendo a mistura espalhada e comprimida à frio. 54 54 REVESTIMENTOS 55 55 REVESTIMENTOS 56 56 REVESTIMENTOS Lama Asfáltica: É uma mistura, em consistência fluida, de agregados ou misturas de agregados miúdos, emulsão asfáltica e material de enchimento, devidamente espalhada e nivelada. A espessura final é da ordem de 4,00 mm e a compactação é executada pelo próprio tráfego. A lama asfáltica não é considerada um revestimento propriamente dito e sim um ótimo processo para preservar e manter revestimentos betuminosos. 57 57 REVESTIMENTOS 58 58 REVESTIMENTOS 59 59 REVESTIMENTOS Os revestimentos flexíveis podem ser agrupados em: Betuminosos por Penetração: Macadame Betuminoso Tratamentos Superficiais Betuminosos (TSS, TSD, TST) 60 60 REVESTIMENTOS Macadame Betuminoso: São os revestimentos betuminosos por penetração direta que consiste no espalhamento e compressão de uma camada de brita de granulometria apropriada seguida de aplicação do material betuminoso. O material betuminoso penetra nos vazios do agregado e um novo espalhamento de brita é feito, para preenchimento dos vazios superficiais, seguido de nova compressão. 61 61 REVESTIMENTOS 62 62 REVESTIMENTOS Tratamento Superficial Betuminoso: São os revestimentos betuminosos por penetração invertida com aplicação de material betuminoso seguida de espalhamento e compressão de agregado de granulometria apropriada. Pode ser executado com os objetivos de impermeabilização, modificar a textura de um revestimento existente ou como revestimento final de um pavimento. 63 63 REVESTIMENTOS Quando a operação executiva do tratamento simples é repetida duas ou três vezes, resultam os chamados tratamentos superficiais duplos e triplos. 64 64 REVESTIMENTOS 65 65 REVESTIMENTOS 66 66 REVESTIMENTOS 67 67 REVESTIMENTOS 68 68 REVESTIMENTOS 69 69 REVESTIMENTOS 70 70 REVESTIMENTOS Os revestimentos flexíveis podem ser agrupados em: Por Calçamento: Alvenaria Poliédrica Blocos de Concreto Pré Moldados Em Solo Estabilizado Revestimento Primário 71 71 REVESTIMENTOS Alvenaria Poliédrica: Consiste de um revestimento de pedras irregulares ou paralelepípedos, assentadas sobre um colchão de areia ou de solo estabilizado por processo manual, rejuntadas com areia ou betume. 72 72 REVESTIMENTOS 73 73 REVESTIMENTOS Blocos de Concreto Pré Moldados: Consiste de revestimento de blocos de pré-moldados ou bloquetes, assentados sobre o colchão de areia ou base de solo estabilizado por processo manual, rejuntados com areia ou betume. 74 74 REVESTIMENTOS 75 75 REVESTIMENTOS Revestimento Primário: Após a terraplanagem é colocado um material com determinada composição granulométrica, comumente denominado cascalho, e que apresenta alguma plasticidade através da relação fino-grosso. Adiciona-se água e procede-se à compactação. 76 76 REVESTIMENTOS 77 77 REVESTIMENTOS Os revestimentos rígidos podem ser agrupados em: Concreto de Cimento Macadame Cimentado Paralelepípedos Cimentados 78 78 REVESTIMENTOS Concreto de Cimento: Mistura de cimento Portland, agregado graúdo, areia e água devidamente adensado e espalhado formando placas de concreto, separadas por juntas de dilatação. 79 79 REVESTIMENTOS 80 80 REVESTIMENTOS Macadame Cimentado: Consiste no espalhamento de uma camada de brita de graduação aberta que é compactada para a redução dos espaços vazios. Em seguida espalha-se uma camada depó de pedra sobre esta camada com a finalidade de promover o preenchimento dos espaços vazios deixados pela brita. Esta operação é repetida até todos os vazios serem preenchidos pelo pó de pedra. O rejuntamento é feito com argamassa de cimento. 81 81 REVESTIMENTOS Paralelepípedos Cimentados: São pedras irregulares ou paralelepípedos assentados em um colchão de areia sobre uma base. O rejuntamento é feito com argamassa de cimento. 82 82 REVESTIMENTOS Reciclagem: É uma técnica de reutilização dos materiais do revestimento antigo, com ou sem utilização de agregados virgens, dependendo do tipo de reciclagem. Para recompor as características dos ligantes envelhecidos há necessidade de adições. 83 83 REVESTIMENTOS 84 Fresagem: 84 REVESTIMENTOS 85 Asfalto Espuma: 85 REVESTIMENTOS 86 Asfalto Espuma: 86 OBRIGADO 87 87
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