Aula 7 Revestimentos asfálticos

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Planejamento e Construção de 
Obras Viárias
Revestimentos Asfálticos
A importância do controle tecnológico
✓ Métodos construtivos e especificidades de cada material estão
disponíveis nas normativas da ABNT e do DNIT.
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/
Materiais de base, sub-base e reforço de subleito
Misturas asfálticas
As misturas asfálticas se constituem no material de uso mais difundido
no Brasil, responsáveis por quase a totalidade dos nossos
revestimentos de pavimentos.
Os revestimentos asfálticos têm sido empregados em diferentes tipos
de pavimentos, sob diferentes solicitações: desde em vias de baixo
volume de tráfego até naquelas de tráfego intenso e pesado, como
nas rodovias, corredores de ônibus etc.
Exemplos de estrutura de pavimento novo com revestimento asfáltico, Bernucci et al (2008)
Misturas asfálticas
Os revestimentos asfálticos são soluções que podem ser aplicadas
em qualquer região brasileira, pois há equipamentos e usinas
disponíveis, tanto de órgãos públicos como em empresas privadas.
Há refinarias de petróleo em várias regiões, o que possibilita uma boa
distribuição de ligante asfáltico. Outrossim, há diversas empresas
privadas e estatais que produzem emulsão asfálticas em diversas
regiões do país, viabilizando os tratamentos superficiais, imprimações
e uso em misturas asfálticas a frio.
Misturas asfálticas
9 refinarias brasileiras produzindo asfalto:
✓ REMAN.
✓ LUBNOR.
✓ RLAM.
✓ REGAP.
✓ REPLAN.
✓ REFAP.
✓ REPAR.
✓ REVAP.
✓ REDUC.
Misturas asfálticas
Aliada à disponibilidade de material asfáltico, as regiões brasileiras
contam com facilidades para soluções mais simples de revestimentos
asfálticos, como os tratamentos superficiais de penetração invertida,
além da disponibilidade de equipamentos para aplicação de lama-
asfáltica, usinas de pré-misturado a frio e de misturas asfálticas a
quente.
Adicionalmente, há equipamentos disponíveis para execução dos
serviços, como equipamentos de distribuição e compactação.
A disponibilidade de fresadoras, recicladoras, usinas preparadas para
produção de misturas asfálticas modificadas com polímeros, com
adição de fibras, já é mais raro, prevalecendo nas regiões com maior
concentração de riqueza.
Desafios brasileiros
Apesar da alta utilização e domínio tecnológico, algumas barreiras ao
maior desenvolvimento brasileiro nesta área se relacionam com:
✓ Melhora da produção de agregados por britagem;
✓ Aproveitamento racional dos agregados naturais, como areias,
cascalhos e lateritas;
✓ Especificação correta dos ligantes, dependendo da região;
✓ Difusão do uso de ligantes modificados por polímeros e outros
modificadores;
✓ Emprego de soluções adequadas à solicitação do tráfego;
✓ Uso de novas tecnologias de misturas asfálticas;
✓ Adequação dos procedimentos de dosagem;
✓ Melhorias das técnicas construtivas e de controle;
✓ Aplicação correta e programada das técnicas de manutenção.
Desafios brasileiros
PROJETO
DOSAGEM
CONSTRUÇÃO
CONTROLE
TECNOLÓGICO
MANUTENÇÃO
BOM 
PAVIMENTO
SEGURANÇA
CONFORTO
Misturas asfálticas
Conceituação:
As misturas asfálticas usinadas, normalmente empregadas no
Brasil na pavimentação, são compostas essencialmente de:
- Ligante asfáltico (CAP – cimento asfáltico de petróleo ou
asfaltos modificados por polímeros ou mesmo borracha).
- Agregados e filer.
- Aditivos (melhoradores de adesividade agregado/ligante, fibras,
entre outros).
Misturas asfálticas - Propriedades
Estabilidade:
É a capacidade de resistir aos esforços que provocam
deformações permanentes. A mistura deve apresentar
resistência ao cisalhamento compatível com os
esforços a que será submetida.
Misturas asfálticas - Propriedades
Flexibilidade:
É a propriedade de resistir, sem falhas, às flexões
repetidas provocadas pelas passagens sucessivas dos
veículos, ou seja, deve prover resistência à fadiga.
Também é a propriedade de se acomodar a pequenos
abatimentos e pequenos recalques promovidos pelo
tráfego ou pela condição de subleito.
Misturas asfálticas - Propriedades
Durabilidade:
É a capacidade de resistir à ação conjunta das
intempéries e da abrasão promovida pelo tráfego.
Decorre do envelhecimento do ligante e da degradação
dos agregados.
Misturas asfálticas - Propriedades
Rugosidade:
A mistura deve apresentar uma textura superficial
suficientemente rugosa para prover a devida aderência
dos pneus, principalmente sobre precipitações
pluviométricas. A rugosidade é função da granulometria
e do teor de ligante.
Impermeabilidade:
A mistura deve ser, tanto quanto possível, impermeável
para proteger as camadas subjacentes.
Misturas asfálticas
Requisitos de desempenho:
Estas misturas asfálticas são dosadas para poderem resistir aos esforços
do tráfego durante o horizonte de projeto (vida útil do pavimento). O
desempenho do pavimento será analisado sob dois aspectos principais:
- deformações permanentes por fluência devido a elevadas
temperaturas e à instabilidade das misturas.
- trincamento por fadiga e desagregação.
Deformações permanentes
A deformação permanente em trilhas de roda é um defeito que leva
à formação de desníveis na superfície do pavimento, levando ao
aumento da irregularidade e do desconforto ao rolamento, além de
ocasionar perda de dirigibilidade.
Em dias de chuva, o acúmulo de água nas depressões e trilhas de
roda pode levar à hidroplanagem dos veículos. Já em países de clima
frio, esta água pode congelar e causar perda de aderência
pneu/pavimento.
O ensaio de dosagem Marshall estabelece parâmetros que procuram
limitar a deformação permanente, requerendo um mínimo para a
estabilidade Marshall, um máximo de fluência e um intervalo de
volume de vazios dependendo do tipo de mistura.
Deformações permanentes
A deformação permanente tem origem em três fatores distintos:
✓ sub-dimensionamento da estrutura do pavimento, ocasionando
uma estrutura não capaz de resistir aos esforços solicitantes do
tráfego, podendo ser resultante da escolha equivocada de um dado
material da estrutura de pavimento, construção deficiente,
ocasionada por má compactação ou método construtivo
inadequado e perda de resistência dos materiais constituintes. Este
tipo de deformação é chamado deformação permanente
estrutural.
✓ fluência da(s) camada(s) constituintes do revestimento asfáltico,
devido a problemas de dosagem e escolha do ligante asfáltico, ao
tipo dos agregados e à graduação, ou ao método construtivo
inadequado.
✓ desgaste causado em países de clima frio, onde há utilização de
pneus com pinos durante o inverno.
Deformações permanentes
Nas condições ambientais prevalecentes no Brasil, com altas
temperaturas e expressiva presença de veículos pesados nas vias,
muitas vezes com excesso de carga, a deformação permanente é um
fenômeno presente em nossos pavimentos asfálticos.
O efeito da temperatura foi estudado no desenvolvimento de
deformações permanentes com o objetivo de mostrar a importância
desta variável no comportamento das misturas asfálticas. O gráfico a
seguir mostra resultados de deformação em placas de misturas
realizadas com CAP-20, obtidas com o simulador de tráfego com
temperaturas de 25ºC e 60ºC.
Os aumentos nos afundamentos em trilhas de roda aumentam com a
temperatura devido à queda da viscosidade do ligante asfáltico,
sensível a aumentos de temperatura.
Deformações permanentes
Trincamento por fadiga
O trincamento por fadiga é um defeito frequente no Brasil e provoca
a queda de resistência do revestimento asfáltico, permite a entrada de
água nas demais camadas da estruturae facilita a formação de
buracos.
Trincamento por fadiga
O trincamento pode ocorrer por vários motivos:
✓ fadiga do revestimento;
✓ reflexão de trincas da camada inferior;
✓ afundamento na trilha de roda;
✓ expansão do subleito;
✓ raízes de árvores plantadas junto à borda do
pavimento.
Trincamento por fadiga
As razões são as mais diversas:
✓ falta de compactação do subleito e/ou das camadas constituintes do
pavimento, provocando um enfraquecimento da estrutura como um
todo e fissuração precoce do revestimento;
✓ drenagem imprópria, que permite queda de resistência nas camadas
afetadas pelo aumento da umidade;
✓ incompatibilidade no projeto quanto à natureza e à espessura das
camadas, principalmente da camada de revestimento que pode se
deformar demais, pode ir à ruptura;
✓ revestimentos asfálticos executados com porcentagem de ligante
abaixo do teor de projeto;
✓ projeto inadequado de dosagem levando à porcentagem de vazios que
permite a entrada de água, mas não suficientemente permeável para
facilitar sua saída, o que diminui a resistência.
✓ temperatura de usinagem ou execução inadequadas.
✓ envelhecimento do ligante durante a vida de serviço.
Dosagem de misturas asfálticas
A dosagem das misturas asfálticas consiste em saber qual é a
proporção de cada um dos materiais que entrará na composição da
mistura usinada.
Para misturas usinadas a quente, utiliza-se o Método Marshall
(1940). Nos EUA, há o SHRP (Strategic Highway Research Program)
que, com recursos do governo, vem pesquisando o tema de dosagem
de misturas asfálticas de modo a garantir sucesso na pavimentação.
O desafio da dosagem reside na dificuldade de estabelecer, para uma
dada granulometria, um teor de ligante asfáltico que garanta a
durabilidade (resistência à desagregação e à fadiga) e a estabilidade
(resistência à deformação permanente ou fluência).
O desafio da dosagem
Variação das propriedades mecânicas e da durabilidade das misturas asfálticas com a variação do
teor de asfalto. Monismith et al (1989)
O teor do ligante asfáltico
Camadas de revestimento asfáltico
Classificação
Classificação
Classificação
Exercício para reflexão
Verifique, em sua cidade, quais são os tipos de pavimentos e suas
camadas correntemente empregados. Informe-se ainda sobre o clima
local, os tipos de tráfego nas vias e as condições de drenagem.
Na sequência, faça uma avaliação destes pavimentos e relacione quais
tipos de problemas estas estruturas apresentam. Quais as prováveis
causas para os defeitos encontrados?
Faça à luz do que foi discutido em sala em termos de tipos de problema
(deformação permanente e trincamento).