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- 1 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Nome do Autor: MARCOS VINÍCIOS ROSSI DE FIGUEIREDO FILHO Endereço residencial: Rua: Antonio Alves Benjamim, nº 311, Centro Formações Acadêmicas: Bacharel em Ciência e Tecnologia Vínculo Profissional (Instituição): UFVJM Endereço Profissional: Telefones: (35) 991784279 Endereços Eletrônicos (e-mails): marcosrossifigueiredo@yahoo.com Link do Currículo Lattes (Se Brasileiro): Link do Currículo ou Site (Se Estrangeiro): Nome do Autor: MAYARA MAGALHÃES MACEDO Endereço residencial: Rua: Padre Julião, nº 50ª, Manoel Pimenta Formações Acadêmicas: Bacharel em Ciência e Tecnologia Vínculo Profissional (Instituição): UFVJM Endereço Profissional: Telefones: (33)991377588 Endereços Eletrônicos (e-mails): maymel_@hotmail.com Link do Currículo Lattes (Se Brasileiro): Link do Currículo ou Site (Se Estrangeiro): Nome do Autor: THAIS LOESCH ALMEIDA SOUZA Endereço residencial: Rua Willian de Oliveira Horta nº763, São Jacinto Formações Acadêmicas: Bacharel em Ciência e Tecnologia Vínculo Profissional (Instituição): UFVJM Endereço Profissional: Telefones: (33) 988940076 Endereços Eletrônicos (e-mails): thaisloesch@hotmail.com Link do Currículo Lattes (Se Brasileiro): Link do Currículo ou Site (Se Estrangeiro): - 2 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes - 3 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Ministério da Educação – Brasil Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – UFVJM Minas Gerais – Brasil Revista Vozes dos Vales: Publicações Acadêmicas Reg.: 120.2.095 – 2011 – UFVJM ISSN: 2238-6424 QUALIS/CAPES – LATINDEX Nº. 11 – Ano VI – 05/2017 http://www.ufvjm.edu.br/vozes PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA COM REVESTIMENTO BETUMINOSO POR MISTURA A QUENTE – CAMADA POROSA DE ATRITO Marcos Vinícios Rossi de Figueiredo Filho Discente de Engenharia Civil Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – Teófilo Otoni - MG E-mail: marcosrossifigueiredo@yahho.com Mayara Magalhães Macedo Discente de Engenharia Civil Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – Teófilo Otoni - MG http://lattes.cnpq.br/5302107511329665 E-mail: maymel_@hotmail.com Mayara Magalhães Macedo Discente de Engenharia Civil Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – Teófilo Otoni - MG http://lattes.cnpq.br/5302107511329665 E-mail: thaisloesch@hotmail.com - 4 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Resumo A Implementação de uma estrada necessita de diversas fases de obras, que compreendem desde a terraplenagem, às camadas do pavimento a ser implantado – subleito, sub-base, base e revestimento. A camada porosa de atrito, é um tipo de revestimento que possui uma grande porcentagem de vazios, pela pequena quantidade de fíler, agregado miúdo e ligante asfáltico em sua fabricação para que assim aja um alta porcentagem de vazios no seu interior. A granulometria do tipo aberta, possuindo uma curva granulométrica uniforme com os agregados exclusivamente de mesmo tamanho, possuindo assim um esqueleto mineral com muitos vazios, resultando em uma mistura drenante onde a água percola no interior da mistura asfáltica até as sarjetas (Pavimentação Asfáltica – Formação Básica para Engenheiros, 2008). O local onde será analisado o revestimento possui extensão de 1190 metros, tendo 23 metros de largura, no aeroporto da cidade de Teófilo Otoni, Minas Gerais. - 5 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Introdução O Pavimento é uma estrutura construída sobre a superfície obtida pelos serviços de terraplanagem com a função principal de fornecer ao usuário segurança e conforto, que devem ser conseguidos sob o ponto de vista da engenharia, que visa maximizar a qualidade com o menor custo final SANTANA (1993). O material de revestimento pode ser fabricado em usina específica (misturas usinadas), fixa ou móvel, ou preparado na própia pista (tratamentos uperficiais). Os revestimentos são também identificados quanto ao tipo de ligante: a quente com o uso de CAP, ou a frio com o uso de EAP. As misturas usinadas podem ser separadas quanto à distribuição granulométrica em: densas, abertas, contínuas e descontínuas. Segundo as especificações do DNIT, as misturas asfálticas a quente pode ser subdivididas pela graduação dos agregados e fíler, sendo graduação densa, aberta e descontínua. No artigo em estudo, utilizou-se misturas asfálticas com graduação aberta, onde a curva granulométrica uniforme com agregados quase exclusivamente de um mesmo tamanho, proporciona um esqueleto mineral com muitos vazios entre as partículas maiores, sendo assim, possui um objetivo de aumentar a durabilidade, reduzir a desagregação e de tornar a mistrura com elevado volume de vazios com ar, possibilitando a percolação da água no interior da mistura. Objetivo Tem-se como objetivo desse trabalho, identificar os parâmetros necessários para a construção de um pavimento com todas as camadas, utilizando um revestimento de camada poroso de atrito. Entre esses parâmetros estão: material utilizado para fazer as camadas de base, sub-base, subleito e o método correto de se realizar a aplicação do revestimento. - 6 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Desenvolvimento 1. LOCALIZAÇÃO O local escolhido para a implantação do revestimento foi o aeroporto Kemil Kumaira, situado na cidade de Teófilo Otoni no estado de Minas Gerais. É considerado um aeroporto de pequeno-médio porte, e tem pista com 1.190 metros de comprimento e 23 metros de largura, com uma área total de 27.370 m2, com elevação de 479 metros e localiza-se na Avenida Nicolaas Timo Galama, Vila Barreiros. A implantação desse tipo de revestimento tem como objetivo à prevenção de acidentes causados por aquaplanagem em dias de pista molhada. A figura 1 foi obtida através do Google Earth Pro, mostra a vista aérea do aeroporto, com as Coordenadas UTM limites da pista demarcadas nos Pontos A1 e A2. A1: Longitude UTM: 234281.00 m E Latitude UTM: 8019910.00 m S A2: Longitude UTM: 233072.00 m E Latitude UTM: 8019964.00 m S FIGURA 1. VISTA AÉREA DO AEROPORTO KEMIL KUMAIRA. FONTE: GOOGLEEARTH, 2017. - 7 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 1.1. Canteiro.Segundo a NR 18, Canteiro de Obras trata-se de uma "área de trabalho fixa e temporária, onde se desenvolvem as operações de apoio e execução de uma obra". Com o objetivo de estabelecer diretrizes de ordem administrativa, que têm por finalidade a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos de segurança nos processos, nas condições e no meio ambiente de trabalho nas indústrias, e consequentemente diminuir o número de acidentes, o governo criou as normas regulamentadoras (NR) relativas à segurança e medicina do trabalho, em 08 de junho de 1978, por meio da Portaria n˚ 3.214. (ARAÚJO, 2002, p.22). Determina-se o local onde será instalado o Canteiro de Obras assim que a área tiver devidamente limpa e pronta para o uso, recomenda-se que a localização do mesmo seja no centro da obra. Para a obra em questão, o canteiro foi instalado o mais próximo possível do centro da pista, como mostra a Figura 2. FIGURA 2. Identificação do canteiro de obras. Fonte: GOOGLE EARTH PRO, 2017. - 8 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 1.2. Jazida Na engenharia civil, Jazidas são depósitos naturais de uma ou mais substâncias úteis, e o material de empréstimo para a realização da obra será retirado de uma jazida que fica próximo do local, como mostra a Figura 3. FIGURA 3. Identificação da Jazida. Fonte: GOOGLE EARTH PRO, 2017. 2. TIPO DE REVESTIMENTO A pré-mistura a quente são produtos semi-sólidos na temperatura ambiente, sendo confeccionadas, espalhadas e compactadas em temperaturas elevadas em relação a ambiente (T>90º C). Os agregados também são aquecidos. Pode ser definido como o produto resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de um ou mais agregados minerais e cimento asfáltico de petróleo, espalhado e comprimido a quente. Pode ser utilizado como camada de regularização, como base de pavimento ou como revestimento (SENÇO,2001). O pré-misturado é uma mistura executada a quente, em usina apropriada, de um ou mais agregados minerais e cimento asfalto de petróleo (CAP), espalhado e - 9 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes comprimido a quente. Pode ser utilizado como camada de regularização, como base de pavimento ou como revestimento (DNIT 386/99-ES). A utilização da mistura a quente trás como vantagem a durabilidade maior em relação a PMF, sendo menos sensíveis a ação da água, apresentam envelhecimento lento, suportam bem o tráfego pesado e não exigem cura. Já as desvantagens estão relacionadas a dificuldade nas fabricações, onde exige o aquecimento do agregado, causando um alto custo de fabricação e necessitando de equipamento especial no processo construtivo, não permitem estocagem ficando restrito a trechos de menor distancia dá usinagem. Como breve relevância histórica a British Airport Autority (BAA), buscou e vem buscando desenvolver a Camada Porosa de Atrito (CPA) para os seus aeroportos da Inglaterra e Escócia para que proporcione superfície antiderrapante e evita a ocorrência de aquaplanagem dos aviões, gerando coeficiente de atrito da superfície do pavimento e o mesmo permaneça dentro de faixas aceitáveis, em quaisquer condições meteorológicas. Sendo assim, podemos definir de acordo com o Manual de pavimentação (2016) Camada Porosa de Atrito é “aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas”. Ainda de acordo com o Manual de Pavimentação os pavimentos podem ser classificados em rígidos e flexíveis. O CPA é classificado com revestimento flexível composto de agregados com materiais betuminosos, antes da compressão. Sendo o mesmo classificado com pré-mistura a quente do ligante e agregados e espalhados ainda quente na pista. Esse tipo de revestimento possui uma grande porcentagem de vazios, pela pequena quantidade de fíler, agregado miúdo e ligante asfáltico em sua fabricação para que assim aja um alta porcentagem de vazios no seu interior, em torno de 18 a 25% de vazios com o ar de modo que as águas da chuva infiltrem-na camada e percolem através dela até sair pelas laterais, isso garante um elevado coeficiente de atrito, mesmo sob chuvas intensas. Em rodovias evitam a névoa que os veículos causam com as passagem. A granulometria do tipo aberta, possuindo uma curva granulométrica uniforme com os agregados exclusivamente de mesmo tamanho, possuindo assim um esqueleto mineral com muitos vazios, resultando em uma - 10 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes mistura drenante onde a água percola no interior da mistura asfáltica até as sarjetas (Pavimentação Asfáltica – Formação Básica para Engenheiros, 2008). A figura a seguir mostra funcionamento dos pavimentos drenantes utilizados em pistas de aeroportos e em cidades. Nas rodovias, o dispositivo de drenagem é geralmente substituído pelo acostamento. FIGURA 4. PAVIMENTOS DRENANTES. FONTE: ITA CIVIL, 2014. FIGURA 5. PERCOLAÇÃO DA ÁGUA, EM MATERIAL COMPOSTO POR CPA. FONTE: GOOGLE, 2017. - 11 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes FIGURA 6. COMPARAÇÃO DA CAPACIDADE DE DRENO DOS DOIS TIPOS DE ASFALTO. FONTE: ITA CIVIL, 2004. Essa camada de rolamento tem como finalidade funcional o aumento da aderência pneu-pavimento em dias de chuva, tendo como característica importante a redução da lâmina d’água na superfície de rolamentos e assim a diminuição das distâncias de frenagem, reduzindo também o spray proveniente do borrifo de água pelos pneus, aumentando assim a visibilidade, reduzindo a reflexão da luz dos faróis, consequentemente ocorrendo a diminuição de acidentes devido a hidroplanagem e aquaplanagem. Sendo outra vantagem a diminuição de ruídos provenientes do tráfego. A especificação brasileira do DNER-ES 386/99 recomenda para camada porosa de atrito cinco faixas granulométricas e teor de ligante asfáltico entre 4,0 e 6,0% mas devido à singularidade dos grãos a quantidade de ligante é geralmente reduzida ficando assim em torno de 3,5 a 4,5%, dependendo do tipo de agregado utilizado, sua forma, natureza, viscosidade e tipo de ligante. “O ligante utilizado deverá ter baixa suscetibilidade térmica e alta resistência ao envelhecimento. Em geral recomenda-se o emprego de asfalto modificado por polímero para aumentar a durabilidade e reduzir a desagregação” no caso do presente trabalho o ligante utilizado será asfalto modificado por polímero. (Pavimentação Asfáltica 2008). Os revestimentos asfálticos drenantes, embora não tenham sido desenvolvidos com a finalidade de reduzirem ruídos, mostram-se eficientes no processo de absorção acústica. De acordo com Meurer Filho (2001), devido à elevada percentagem de vazios da mistura, o ar situado à frente do pneu tende a penetrar nestes poros, reduzindo o bombeamento do ar. Com a redução do bombeamento do ar, obtém-se a diminuição dos ruídos, cuja ordem de grandeza varia com o tipo de asfalto poroso - 12 -Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes utilizado e depende de diversos fatores como o tamanho dos agregados, a espessura da camada e o teor de vazios. A camada inferior a drenante (CPA) deve ser impermeável para evitar a entrada de aguá no interior da estrutura do pavimento, para consequentemente causar destruição do revestimento. De acordo com livro Pavimentação Asfáltica, a dosagem do CPA é realizada pelo método Marshall prevalecendo o volume de vazios requerido. Os agregados devem ser 100% britados e bem resistentes (abrasão Los Angeles ≤ 30%) para não serem quebrados na compactação, pois eles estão em contato uns com os outros e a tensão nesse contato é muito elevada durante o processo de densificação. Para ter um contato efetivo dos agregados, eles devem ser cúbicos com o índice de forma ≥ 0,5. A absorção de água para cada fração deve ser no máximo de 2%, e quanto à sanidade deve apresentar perda de ≤ 12%. Um teste fundamental a ser realizado é o desgaste por abrasão Cântabro, recomendado originalmente pelos espanhóis para esse tipo de mistura aberta. Segundo Porto (1999), de acordo com as propriedades dos concretos asfálticos drenantes, pode-se resumir a seguintes vantagens da utilização deste tipo de revestimento: a) Redução dos riscos de hidroplanagem; b) No caso de rodovias, melhoria da visibilidade, devido à redução do “spray” (projeção de água) formado atrás dos veículos nos pavimentos molhados; c) Menor reflexão luminosa, eliminando-se o fenômeno de espelhamento e visualizando-se melhor os dispositivos de sinalização horizontal no período noturno; d) Redução dos níveis de ruídos provenientes do tráfego. Apesar de apresentar muitas vantagens, os concretos asfálticos drenantes também apresentam algumas desvantagens. Um dos maiores problemas freqüentemente encontrados em pavimentos drenantes é a colmatação dos poros por contaminantes, especialmente borracha dos pneus, ao longo da vida útil, o que reduz gradativamente as funções de drenagem e acústicas do pavimento. Para que as propriedades sejam mantidas ao longo do tempo, deve-se fazer uma manutenção preventiva, com a limpeza periódica dos mesmos. Os pavimentos drenantes são suscetíveis à desagregação pelo esforço de cisalhamento, devido a sua macro- textura ser aberta, o que dificulta as forças de coesão da mistura. - 13 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 3. MATERIAIS A norma que rege este tipo de revestimento é DNER-ES 386/99, os materiais constituintes da CPA são: Ligante: Cimento Asfáltico modificado por polímero: devem ser empregados cimentos asfálticos por polímero do tipo SBS, disponibilizado pelas Refinarias REGAP, Betim em Minas Gerais. Agregado Graúdo: Brita 1, constituindo-se de fragmentos sãos, duráveis, livres de torrões de argila e substâncias nocivas. Deve seguir algumas características: o Desgaste Los Angeles igual ou inferior a 30% (DNER-ME 035); o Índice de forma superior a 0,5 (DNER-ME 086); o Durabilidade, perda inferior a 12% (DNER-ME 089). Agregado Miúdo: areia, suas partículas individuais devem ser resistentes, apresentar moderada angulosidade, livres de torrões de argila e substâncias nocivas (DNER-ME 054). Material de Enchimento: Fíler, materiais minerais finamente divididos, não plásticos, secos e insetos de grumos tais como cimento Portland, cal extinta, pó calcário, cinza volante, e que atendam a seguinte granulometria (DNER-ME 083) 3.1 Subleito Se tratando da regularização do subleito os materiais utilizados devem ser do próprio subleito. De acordo com DNIT 137/2010 a regularização do subleito seria uma operação destinada a conformar o leito estradal, transversal e longitudinalmente, obedecendo às larguras e cotas constantes das notas de serviço de regularização de terraplenagem do projeto, compreendendo cortes e até 20 cm de espessura. Dois ensaios se tornam necessários, seguindo a norma 137/2010 são eles: Compactação: Norma DNER-ME 129/94. ISC (Índice de Suporte Califórnia): Norma DNER-ME 49/94. 3.2 Reforço do Subleito - 14 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Subleito é “como uma camada granular de pavimentação executada sobre o subleito devidamente compactado e regularizado”. Que é composto basicamente de solo natural, neste caso de comportamento laterítico, e água. Os materiais que constituem o reforço de subleito são solos ou misturas de solos existentes, de qualidades superior a do subleito. Esses materiais quando submetidos aos ensaios de caracterização DNER-ME 080, DNER-ME 082 e DNER-ME 122 apresentam Índice de Grupo (IG) igual ou menor que o Índice de Grupo do material do subleito e o Índice de Suporte Califórnia (ISC) deverá ser superior ao Índice de Suporte Califórnia do subleito, neste último caso dois ensaios se tornam necessários: Compactação: Norma DNER-ME 129. ISC (Índice de Suporte Califórnia): Norma DNER-ME 049. O solo laterítico é um tipo de solo que quando compactado em condições especificas já pré-determinadas adquirem resistências altas e uma surpreendente capacidade de suporte. (GODOY 1997). 3.3 Sub-base: A sub-base será de solo brita é composta de solo, brita e água. “A sub-base de solos-brita é uma camada constituída de mistura artificial em usina de solo com agregado pétreo britado que apresenta grande estabilidade e durabilidade, para resistir às cargas do tráfego e ação dos agentes climáticos, quando adequadamente compactada” devem atender duas características: os materiais com diâmetro inferior a 0,42 mm devem satisfazer as seguintes condições, ter limite de liquidez determinado conforme NBR 6459, inferior a 25% e ter Índice de Plasticidade inferior a 6%; e se caso forem maiores que esses valores determinados devem satisfazer a algumas inequações ou o equivalente de areia determinado conforme NBR 12052 deve ser superior a 30%. (DER-SP, ET-DE-P00/006). Os agregados utilizados devem ser compostos por fragmentos duros, limpos e duráveis, livres de excesso de partícula lamelares ou alongadas, macias ou de fácil desintegração, assim como de outras substâncias ou contaminações prejudiciais, sendo que a granulometria da brita deve ser tal que passe 100% pela - 15 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes peneira de 19 mm. O ensaio de Abrasão Los Angeles, conforme a NBR NM 51, deve obter um desgaste inferior a 50%. 3.4 Base: Brita Graduada Simples Este tipo base é composta basicamente de brita graduada simples, com faixa especificada, e água. Segundo a Norma do DNIT (2009), Pavimentação – Sub-base ou base de brita graduada simples - Especificação de serviço, a brita graduada simples é “uma mistura em usina, de produtos de britagem de rocha sã que, nas proporções adequadas, resulta no enquadramento em uma faixa granulométrica contínua que, corretamente compactada, resulta em um produto final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade”. O livro Pavimentação Asfáltica – Formação Básica para Engenheiros (2008) afirma que os agregados utilizados devem exclusivamente atenderas seguintes condições: “sanidade dos agregados graúdos ≤ 15% e miúdos ≤ 18%, abrasão Los Angeles LA ≤ 50% e equivalente areia EA > 40% (material passante na peneira nº 4), lamelaridade ≤ 20% (ABNT, 1991c; 1991f)”. A imagem abaixo ilustra a brita graduada depois de sua aplicação. 3.5 Imprimação A Norma DNIT 144/2014-ES afirma que a imprimação consiste na aplicação de material asfáltico sobre a superfície da base concluída, antes da execução do revestimento asfáltico, objetivando conferir coesão superficial, impermeabilização e permitir condições de aderência entre esta e o revestimento a ser executado. A norma estabelece algumas condições como a não distribuição do ligante quando a temperatura ambiente for inferior a 10 ºC, ou em dias de chuva, ou quando a superfície a ser imprimada apresentar qualquer sinal de excesso de umidade. Deve haver certificados contendo os resultados dos ensaios de caracterização exigidos sempre que algum carregamento de ligante asfáltico chegar à obra. O asfalto diluído CM-30 foi o ligante asfáltico empregado na imprimação, disponibilizado pelas Refinarias REGAP, Betim em Minas Gerais, seguindo a norma DNER – EM 363/97. 3.6 Camada Intermediária: CA A camada intermediária escolhida para esse projeto foi o Concreto Asfáltico Usinado a quente, que segundo a Norma DNIT 031/2004 – ES se trata de uma - 16 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes mistura executada a quente, em usina apropriada, com certas particularidades, composta de agregado graduado, material de enchimento, se caso houver necessidade, e cimento asfáltico, sendo espalhada e compactada a quente. A norma ainda firma que não deve haver nenhum serviço do mesmo em dias chuvosos, e que sua aplicação, fabricação e transporte somente devem ser feito quando a temperatura do ambiente for superior a 10°. Os materiais que constituem o CA são: agregado graúdo (pedra britada, que deve passar por algumas especificações), agregado miúdo (areia, DNER-ME 054), material de enchimento fíler (constituído por materiais minerais: cimento Portland, cal extinta, pós-calcários, cinza volantes, seguindo a norma DNER-EM 367) e ligante asfaltico de petróleo pela norma DNER-EM 204 (CAP 30/45, disponibilizado pelas Refinarias REGAP, Betim em Minas Gerais). 3.7 Pintura de Ligação De acordo com a Norma DNIT-ES 145/2012 pintura de ligação “consiste na aplicação de ligante asfáltico sobre a superfície de base ou revestimento asfáltico anteriormente à execução de uma camada asfáltica qualquer, objetivando promover condições de aderência entre esta e o revestimento a ser executado”. Ele apresenta as mesmas condições que a imprimaçao. O ligante asfáltico a ser empregado a pintura de ligação será do tipo RR-1C, disponibilizado pelas Refinarias REGAP, Betim em Minas Gerais, e seguirá a Norma DNER-EM 369/97. É recomendada pela norma uma taxa de ligante residual de 0,3 l/m2 a 0,4 l/m2, antes de se aplicar a emulsão deverá ser diluída na proporção 1:1 com água a fim de garantir regularidade na distribuição desta taxa residual. 3.8 Camada Porosa de Atrito – CPA A norma que rege este tipo de revestimento é DNER-ES 386/99, os materiais constituintes da CPA são: Ligante: Cimento Asfáltico modificado por polímero: devem ser empregados cimentos asfálticos por polímero do tipo SBS, disponibilizado pelas Refinarias REGAP, Betim em Minas Gerais. Agregado Graúdo: Brita 1, constituindo-se de fragmentos sãos, duráveis, livres de torrões de argila e substâncias nocivas. Deve seguir algumas características: o Desgaste Los Angeles igual ou inferior a 30% (DNER-ME 035); - 17 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes o Índice de forma superior a 0,5 (DNER-ME 086); o Durabilidade, perda inferior a 12% (DNER-ME 089). Agregado Miúdo: areia, suas partículas individuais devem ser resistentes, apresentar moderada angulosidade, livres de torrões de argila e substâncias nocivas (DNER-ME 054). Material de Enchimento: Fíler, materiais minerais finamente divididos, não plásticos, secos e insetos de grumos tais como cimento Portland, cal extinta, pó calcário, cinza volante, e que atendam a seguinte granulometria (DNER-ME 083): FONTE: DNER-ES 386/99 A tabela abaixo mostra a porcentagem de cada material para elaboração do CPA: FONTE: DER-PR, 2008. 4. METODOLOGIA DE EXECUÇÃO 4.1. Planejamento Para o planejamento dessa obra, considerou-se que algumas atividades necessárias já foram executadas, seguindo as instruções das Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários, Escopos Básico/Instruções de Serviço. Sendo elas o estudo de Tráfego, estudos hidrológicos, projeto de drenagem. Ainda de acordo com essas diretrizes proposta pelo DNIT, o Anexo B - 18 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes instruções de serviços IS-209 auxiliará para prever bota-fora, caixa de empréstimo, materiais de cortes e aterros, para isso foram realizados estudos topográficos, geotécnicos, geométricos e ambientais. As informações métricas do perfil, planta e seções transversais são fornecidas pelos estudos topográficos e geométricos, já o estudo geotécnico permite indicar a origem e natureza do solo, a classificação dos materiais a serem escavados e taludes a serem adotados. Inicialmente faz-se necessário um estudo sobre o tipo de revestimento, levantando dados e escolhendo assim uma área para aplicação do CPA e os materiais a serem utilizados. O dimensionamento das diversas camadas constituintes do Pavimento é feita mediante o método de dimensionamento do Pavimento flexível do DNER (método do Eng. Murillo Lopes de Souza) apoiando em metodologia para conceituação e obtenção dos parâmetros envolvidos, conforme recomendações contidas no manual de projeto de Engenharia Rodoviária do DNER. 4.2. DIMENSIONAMENTO 4.2.1. Parâmetros Envolvidos no Método de Dimensionamento Diversos parâmetros são adotados para o dimensionamento da via, tais como: Índice de Suporte (ISC) CBR É utilizado no dimensionamento o ISC sem preocupação de corrigi-lo em função do Índice de Grupo dos materiais representativos do sub-leito. Fator Climático Regional O coeficiente FR= fator climático regional, que objetiva levar em conta as variáveis de umidade dos materiais do pavimento durante as várias estações do ano. Esse fator tem variação de 0,2 até 5 (conforme tabela 35 fator climático do método), esse valor é tomado igual a 1 (FR=1). Coeficiente de Equivalência estrutural (K) São recomendados pelo manual do projeto do DNER adotar, os seguintes coeficientes estruturais (K) para os diferentes materiais indicados na Tabela 02, sendo constituída a estrutura do pavimento. Abaixo a Tabela 01. - 19 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes TABELA 01: COEFICIENTES DE EQUIVALÊNCIA ESTRUTURAL (K).FONTE: MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO- DNIT 2006. Para complementação de todo o dimensionamento da via são adotados outros coeficientes para cada fase. Kr = Coeficiente estrutural do revestimento betuminosoKb = Coeficiente estrutural da base Ks = Coeficiente estrutural da Sub-base Krf = Coeficiente estrutural do reforço do Subleito. Espessura da Camada de Rolamento A fixação da espessura mínima a adotar para os revestimentos asfálticos é um dos pontos ainda em aberto na engenharia rodoviária. Esse revestimento tem por função proteger a camada de base dos esforços impostos e do tráfego, evitando a ruptura por fadiga do próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As espessuras mínimas recomendadas estão na Tabela02. - 20 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Tabela02- Espessuras mínimas recomendadas Fonte: IP-05/2014 4.2.2. TRÁFEGO Para fazer o dimensionamento da estrutura do pavimento, os tráfegos são caracterizados como: Tráfego meio pesado: valor típico para N = 2 x 106 solicitações; Tráfego pesado: valor típico para N = 2 x 107solicitações; Tráfego muito pesado: valor típico para N = 5 x 107 solicitações; 4.3 Cálculos do Dimensionamento Utilizando Método de Dimensionamento de Pavimentos do Engenheiro Murillo Lopes de Souza e considerando os seguintes dados, e obedecendo as normas: Tráfego pesado: N= 2 x 107; Para o subleito: ISC= 6% e Kref=1,00; Para o reforço do subleito: ISC= 10% e Kref= 1,00; Para a sub-base – solo-brita: ISC= 80% e Ks=1,00; Para a base – brita graduada simples: ISC=1,00 e KB=1,00; Para CA: KR=1,7 e R= 10 cm (Tráfego Pesado); Para CPA: KR=1,7 e R= 4 cm (Tráfego Pesado); Fator de segurança: 1,2. As fórmulas utilizadas, logo abaixo, são estabelecidas pelo método do DNER e os valores de H20, Hn e Hm são determinados a partir do Ábaco de Dimensionamento em função do número de operação e do ISC de cada camada. R * KR + B * KB ≥ H20 R * KR + B * KB + h20 * Ks ≥ Hn*1,2 R * KR + B * KB + h20 * Ks + hn* Kref ≥ Hm H20= 33 cm; Hn= 45 cm; Hm= 60 cm; Base: R * KR + B * KB ≥ H20 - 21 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 10 * 1,7 + B * 1,00 ≥ 33 B=16 cm Sub-base: R * KR + B * KB + h20 * Ks ≥ Hn*1,2 10 * 1,7 + 16 * 1,00 + h20 * 1,00 ≥ 45 *1,2 h20 =21 cm Reforço do subleito: R * KR + B * KB + h20 * Ks + hn* Kref ≥ Hm 10 * 1,7 + 16 * 1,00 + 21 * 1,00 + hn* 1,00 ≥ 60 h20 = 6 cm 5. EQUIPAMENTOS A seguir, segue uma lista de equipamentos e maquinários utilizados para obra em questão. 5.1 SUBLEITO Para o Subleito, são utilizados: Motoniveladora pesada, com escarificador; Carro tanque distribuidor de água; Rolos compactadores autopropulsados, liso- vibratório; Grades de discos, arados de discos, e tratores pneus e Pulvi- misturadores. 5.2 REFORÇO DO SUBLEITO Para o Reforço do subleito, temos: Motoniveladora pesada, com escarificador; Carro tanque distribuidor de água; Rolos compactadores autopropulsados, liso- vibratório; Grades de discos e Pulvi-misturados. 5.3 SUB-BASE Para a sub-base, utiliza-se: Caminhões basculantes; Pá-carregadeira; Motoniveladora; Distribuidor de agregados autopropelido; Caminhão tanque irrigador de água de no mínimo 6.000 litros, equipada com motobomba, capaz de distribuir água sob pressão regulável e uniformemente; Compactador vibratório portátil ou sapo mecânico, uso eventual; Duas réguas de madeira ou metal, uma de 1,20 e outra de 3,00 m de comprimento; Rolo de pneus de pressão variável; Rolo vibratório liso ou corrugado (pata curta); Rolo estático tipo pé de carneiro (pata longa); Pequenas ferramentas, tais como pás, enxadas, garfos, rastelos etc. e Usina de mistura de solos. 5.4 BASE Para a camada de base, usa-se: Vibroacabadora; Motoniveladora pesada, com escarificador; Carro tanque distribuidor de água; Vassoura mecânica; Rolos - 22 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes compactadores tipo liso-vibratório e pneumático de pressão regulável; Caminhões basculantes; Pá-carregadeira; Compactadores portáteis mecânicos e Central de mistura. 5.5 IMPRIMAÇÃO - IMPERMEABILIZAÇÃO Utiliza-se Vassouras mecânicas rotativas e Carros equipados com bomba reguladora de pressão e sistema completo de aquecimento para imprimação- impermeabilização. 5.6 CAMADA INTERMEDIÁRIA - CA Para a camada intermediária - CA, tem-se: Um depósito para o ligante asfáltico; Silos para agregados; Usina para a mistura asfáltica; Caminhões basculantes para transporte da mistura; Equipamento para espalhamento e acabamento – Acabadoras com parafusos sem fim. Rolo compactador Pneumático; Rolo compactador liso. 5.7 LIGANTE Para esse procedimento, necessita-se de: Vassouras mecânicas rotativas, utilizadas para realizar as varreduras da superfície a ser pintada; Carros equipados com bomba reguladora de pressão e sistema completo de aquecimento, para distribuição do ligante de forma a aplicação seja em quantidade uniforme. Esses carros devem ser providos também de velocímetro, calibradores e termômetros com precisão de 1 °C e ainda espargidor manual para tratamento de pequenas superfícies e correções localizadas e Um depósito de ligante asfáltico, quando necessário, deve ser equipado com dispositivo que permita o aquecimento adequado e uniforme do conteúdo do recipiente, deve ter uma capacidade de ligante a ser aplicado, pelo menos, em um dia. 5.8 CPA É necessário um Depósito para o CPA; Depósito para agregados; Silos para agregados; Usina para mistura asfáltica; Caminhões Basculante; Vibro-acabadora automotriz; Rolos lisos tipo tantem autopropelido; Soquetes mecânicos; Pás; Garfos e Rodos. - 23 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 6. CÁLCULO DO MOMENTO DE TRANSPORTE 6.1 Transporte do Material Betuminoso Para o projeto, considerou-se que a empresa fornecedora do Material Betuminoso localizava-se em Belo Horizonte, MG. A DMT obtida foi de aproximadamente 447 Km do canteiro de obras. Figura 7: DMT do CAP 50/70 (GOOGLE MAPS) 2017 6.2 Transporte dos Agregados – Brita Para o cálculo do valor do transporte é necessário obter o DMT do material. O fornecedor será o GRUPO PEDREIRA MATTAR, também localizado na cidade de Teófilo Otoni, localizado a 22,4 km do canteiro de Obras. Para os cálculos, foi utilizada a Tabela SICRO 2 e a quantidade de brita necessária para o projeto. 7. ANEXOS: - 24 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 7.1 ORÇAMENTO - 25 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes 7.2 CRONOGRAMA: Considerações finais Esse trabalho teve como finalidade analisar os critérios utilizados para a aplicação de um revestimento flexível (CPA) para construção de um aeroporto localizado na cidade de Teófilo Otoni, correspondente a umaextensão de aproximadamente 1000 metros. As misturas asfálticas abertas do tipo CPA - camada porosa de atrito - mantêm uma grande porcentagem de vazios com ar não preenchidos graças às pequenas quantidades de fíler, de agregado miúdo e de ligante asfáltico. Essas misturas asfálticas a quente possuem normalmente entre 18 e 25% de vazios com ar - DNER-ES 386/99. A CPA é empregada como camada de rolamento com a finalidade funcional de aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva. Esse revestimento é responsável pela coleta da água de chuva para o seu interior e é capaz de promover uma rápida percolação da mesma devido à sua elevada permeabilidade, até a água alcançar as sarjetas, tornando assim, a pista de pouso e decolagem do aeroporto mais segura quando comparado a outros tipos de revestimentos. Em geral usa-se o CPA para aumentar a durabilidade e reduzir a desagregação, sendo que em um aeroporto esses fatores fundamentais, devido a alta carga que os aviões aplicam sobre a superfície de rolamento. - 26 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Referências BERNUCCI, L. B., MOTTA, L. M. G. DA; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica: Formação Básica Para Engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA, 2008. http://www.civil.ita.br/graduacao/tgs/resumos/2004/TGIEI010_2004a_Edimar. pdf Departamento de Estradas de Rodagem (DER). - Especificações Técnicas- Sub-base ou base de solo brita. São Paulo- SP, Fevereiro de 2006. Departamento de Estradas de Rodagem (DER). - Especificações Técnicas- Concreto Asfáltico Poroso Com Ligante Modificado Por Polímero - Camada Porosa De Atrito. NORMA DNER-ES 386/99. São Paulo- SP, Fevereiro de 2006. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER). Especificações Técnicas- Reforço do Subleito. NORMA DNER-ES 300/97 Divisão de Capacitação Tecnológica. Rio de Janeiro, 1997. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER). Especificações Técnicas- Pintura de Ligação com Ligante Asfáltico. Divisão de Capacitação Tecnológica. Rio de Janeiro, 1997. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER). Pavimentação- pré misturado a quente com asfalto polímero- camada porosa de atrito. Divisão de Capacitação Tecnológica. Rio de Janeiro-RJ Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Especificação de serviço. NORMA DNIT 137/2010- ES - Pavimentação – Regularização do subleito. Rio de Janeiro-RJ. Agosto de 2004. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Especificação de serviço. Manual de Pavimentação. Rio de Janeiro-RJ. 2006. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Especificação de serviço NORMA DNIT 137/2010 - ES - Subleito. Rio de Janeiro-RJ. 2010. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT). Especificação de serviço. NORMA DNIT 031/2004- ES – Pavimentos flexíveis– Concreto asfáltico. Rio de Janeiro-RJ. Novembro de 2010. - 27 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes Godoy, H. (1997) Identificação e Classificação Geotécnica de Latossolos do Estado de São Paulo pelo Método das Pastilhas MCT. Tese de Doutorado. Instituto de Geociênciais – Universidade de São Paulo. Prefeitura de São Paulo – Especificações de Serviço- ESP- 09/92. Imprimações Betuminosas. São Paulo – SP. Acessado em: 02 de Fevereiro de 2017. Disponível em < http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/infraestrutura/especi ficacoes_de_servivo/esp_09.pdf >. Prefeitura de São Paulo – Especificações de Serviço- ESP- 09/92. Pavimentos Permeáveis Com Revestimento Asfaltico Poroso – CPA. Acessado em: 19 de Janeiro de 2017. Disponível em< http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/infraestrutura/especi ficacoes_de_servivo/ets_003.pdf>. Prefeitura de São Paulo - Norma IP- 05/2004 Dimensionamento De Pavimentos Flexíveis Tráfego Meio Pesado, Pesado, Muito Pesado E Faixa Exclusiva De Ônibus. Acessado em: 02 de Fevereiro de 2017. Disponível em< http://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/upload/infraestrutura/NORM AS%20T%C3%89CNICAS%20INSTRU%C3%87%C3%95ES%20NOVAS/Pav imenta%C3%A7%C3%A3o/IP_05%5B1%5D.pdf>. Texto científico recebido em: XX/XX/201X Processo de Avaliação por Pares: (Blind Review - Análise do Texto Anônimo) Publicado na Revista Vozes dos Vales - www.ufvjm.edu.br/vozes em: XX/05/2015 Revista Científica Vozes dos Vales - UFVJM - Minas Gerais - Brasil www.ufvjm.edu.br/vozes www.facebook.com/revistavozesdosvales UFVJM: 120.2.095-2011 - QUALIS/CAPES - LATINDEX: 22524 - ISSN: 2238-6424 Periódico Científico Eletrônico divulgado nos programas brasileiros Stricto Sensu - 28 - Revista Científica Vozes dos Vales – UFVJM – MG – Brasil – Nº 11 – Ano VI – 05/2017 Reg.: 120.2.095–2011 – UFVJM – QUALIS/CAPES – LATINDEX – ISSN: 2238-6424 – www.ufvjm.edu.br/vozes (Mestrados e Doutorados) e em universidades de 38 países, em diversas áreas do conhecimento.
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