AULA 05_PAVIMENTAÇÃO

Prévia do material em texto

ESTUDO DE AGREGADOS PARA PAVIMENTAÇÃO
Eng. Esp. Julyérica Tavares de Araujo
 Importância e Conceituação
A proporção de agregados em misturas asfálticas é de aproximadamente 93 a 97% em peso.
Influência do agregado e do ligante no desempenho de uma mistura asfáltica. Fonte: FHWA (2002).
DEFINIÇÃO
Os materiais pétreos usados em pavimentação, conhecidos genericamente como AGREGADOS, podem ser naturais ou artificiais: encontrados diretamente na natureza ou passam por algum tipo de processo para sua adequação.
Exemplo: Areia, Seixo Rolado, Pedra Britada, Escória, etc.
 Classificação
Qualidade
equipamentos
estocagem
maciço
Produção de Agregados
Produção de Agregados
Produção de Agregados
Esquema Simplificado do Processo de Britagem
Produção de Agregados
 AGREGADOS ARTIFICIAIS
Fase 1 – Britagem Primária – Britadores de Mandíbula
Fase 2 – Britagem Secundária – Rebritadores de mandíbula / girosféricos (rebritadores de cone)
Fase 3 - Britagem Terciária – Girosféricos (rebritadores de cone) 
Fase 4 – Britagem Quaternária – Hidrocônicos, girosféricos rocha/rocha, ou moinhos de barra ou de bola
PRODUÇÃO – ESQUEMAS DE BRITAGEM
9
Fracionamento
Estocagem
DNER PRO 120/97 e NBR NM 26 (NBR 7616)
Coleta de Amostra de Agregados
DNER PRO 199/94 e NBR NM 27 (NBR 9941)
Redução de Amostra de Campo de Agregados para Ensaios de laboratório
Amostragem de Agregados
 Agregado Graúdo
Amostragem – deve ser feita diretamente na correia transportadora ou em diversos pontos do monte, e então misturada e quarteada.
Redução de amostra
Quarteamento Manual
15
 ampliar imagem
Redução de amostra
1
2
3
4
 Caracterização Tecnológica
As características tecnológicas dos agregados servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a poder comprovar sua homogeneidade, bem como selecionar um material que resista, de maneira adequada, às cargas e à ação ambiental às quais o pavimento irá sofrer.
Graduação
Limpeza
Resistência a abrasão, ao choque e ao desgaste
Textura superficial
Sanidade
Adesividade
Forma das partículas
Absorção de água
Massa específica real, aparente e efetiva
 Agregado Graúdo
Amostragem – amostra deve ser representativa;
Segregação é maior;
Granulometria (Peneiramento);	
Densidade e Massa específica real e aparente;
Perda por abrasão;
Forma;
Sanidade.
 Agregado Miúdo
Amostragem – amostra deve ser representativa;
Segregação é menor;
Granulometria (igual ao graúdo);	
Densidade e Massa específica real e aparente;
Angularidade (FAA);
Matéria Orgânica;
Equivalente de Areia.
Material de Enchimento - Fíler
Material a granel ou ensacado
Sem problemas de segregação
Evitar grumos;
Densidade Real – Frasco Le Chatelier;
Superfície específica;
Exemplo: Cal, Cimento, Pó calcáreo, Pó de pedra .
Tamanho e Graduação
Pode ser com ou sem lavagem.
Manual ou em peneirador automático.
Análise Granulométrica
Exemplo de Frações Típicas de Agregados utilizados em Misturas ( BGS ou CBUQ)
22
 ampliar gráfico
Graduações
23
 ampliar gráfico
Tamanho e Graduação
GRANULOMETRIAS CONTÍNUAS
 
Equação de Talbot
24
GRUPO: 05 PESSOAS
VALOR: 1,0 PONTO
PROVA: 4,0 pontos
 
Defina agregado.
Como se classificam os agregados quanto à natureza, ao tamanho e à distribuição?
Como o processo de britagem pode afetar a qualidade dos agregados?
Qual a importância do agregado para a pavimentação?
Quais os ensaios utilizados para caracterizar um agregado para a pavimentação?
Tamanho e Graduação
CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
Graduação aberta
Bem graduado / sem finos
Percentual de vazios > 30%
0,55 < n < 0,75
Graduação densa
Bem graduado / quantidade suficiente de finos
Baixo percentual de vazios 
0,35 < n < 0,55
26
Tamanho e Graduação
CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
Graduação uniforme
Mau graduado / diâmetro máximo e mínimo muito próximos
Elevado percentual de vazios 
n > 0,75
“Permeabilidade”
27
Equivalente de Areia (EA)
Limpeza
28
 ampliar imagem
Equivalente de Areia (EA)
Tem por finalidade a identificação de finos plásticos no agregado miúdo.
Colocar o material na proveta com solução padronizada; deixar em repouso; agitar; ler a altura da suspensão (h1) e da sedimentação (h2). Para misturas asfálticas, EA>55%.
Agregado
Sedimentad
Argila em 
suspensão
Solução 
Floculad
Proveta graduada
Leitura da suspensão h1
Leitura da sedimentação h2
29
 ampliar imagem
Matéria Orgânica
Comparação de coloração de uma amostra com branco após 24 horas de imersão em ácido tânico.
Em misturas a quente, a matéria orgânica é queimada no secador da usina.
Perda por Abrasão
A perda por abrasão Los Angeles consiste em submeter cerca de 5.000g de agregado a 500 até 1.000 revoluções no interior do cilindro de uma máquina Los Angeles (v = 33 rpm). 
10 esferas padronizadas de aço são adicionadas ao agregado, causando um efeito danoso. 
Parâmetro fundamental em Tratamentos Superficiais e Britas Graduadas.
LA = Perda por abrasão Los Angeles (%)
mi = massa inicial (mat.retido na # n˚ 8)
mf = massa final (mat. Retido na # n˚ 12)
Bases – LA  50% Revestimentos - LA  40%
Utilização da Máquina Los Angeles
Exemplos da Máquina Los Angeles
 Resistência ao choque e ao esmagamento
Ensaio de Tenacidade Treton
Simula a resistência ao impacto (choque) quando submetido a golpes de soquete em um cilindro
Importante para aeroportos
- Esmagamento
Simula a resistência a ação de cargas estáticas quando submetido a pressão de um êmbolo em um cilindro
Importante para áreas de estacionamento
- Choque
34
Resistência ao Choque - DNER ME 399/99
O ensaio de impacto ou choque consiste em dar uma série de golpes com um soquete padrão no agregado colocado dentro do cilindro do aparelho Treton. Calcula-se a perda de massa após o impacto.
Treton
Esmagamento - DNER ME 197/97
O ensaio de esmagamento mede a resistência do agregado submetido à compressão de uma carga variável de até 40tf, aplicada uniformemente sobre os agregados colocados dentro de um cilindro. A razão de carga é de 4tf/min. Determina-se a carga que conduz a uma quebra de 10% do material. 
10% finos
Textura ou Microtextura
A resistência ao cisalhamento depende da textura superficial.
Superfície específica alta – maior consumo de ligante asfáltico.
macrotextura
microtextura
Textura ou Microtextura
Máquina Dorry (CPA) ou Pêndulo Britânico (VRD)
Simula a resistência do agregado ao polimento pela ação do tráfego (revestimentos)
Avaliam a textura superficial do agregado – Microtextura 
Importante para a resistência à derrapagem em pista seca e baixas velocidades
Resistência ao Polimento e Coeficiente de atrito 	
procedimentos de avaliação indireta
40
Forma de Agregados
Importante para avaliar indiretamente o contato entre grãos e a resistência ao cisalhamento
Formas
Agregados Cúbicos – preferíveis
Agregados Lamelares – indesejáveis ( Relação a/b > 6)
Ensaio de Cubicidade – determinação do Índice de Forma (f)
f = 1,0 – Agregado cúbico (calcáreo)
f = 0,0 – Agregado lamelar (basalto)
 
Recomendação – f > 0,5
41
Placa de Lamelaridade
Absorção
 Agregados porosos absorvem água e asfalto e necessita uma quantidade adicional de ligante para preencher os vazios e promover coesão.
 Absorção = massa após imersão 24 h / massa inicial seca
 Cuidados quando absorção for superior a 2 %.
 Adesividade
Ensaio de Adesividade
Simula a resistência do agregado em manter a película betuminosa e a capacidade de adsorção pela imersão em água aquecida. 
Materiais ácidos (granito)  HIDROFÍLICOS – não têm boa adesividade com água
Materiais básicos (basalto)  HIDROFÓBICOS - têm boa adesividade com água
44
Adesividade
Capacidade de uma mistura de se manter coesa durante toda sua vida de serviço.
Ensaios visuais – DNER ME 078/94 e ME 079/94.
Ensaios mecânicos – Lottman Modificado, AASHTO T-283, entre outros.
Corretivos de adesividade
Sólidos
Cal hidratada
Pós calcáreos
Cimento Portland
Líquidos
Alcatrões (10%)
Dopes a base de amina (0,5 a 2,5%)
46Sanidade - DNER ME 089/94
Visa determinar a resistência do agregado à desintegração química – intemperismo;
O basalto, por exemplo, se deteriora formando argila que não é desejável em uma mistura asfáltica; 
O ensaio consiste em atacar o agregado com uma solução saturada de MgSO4 (Sulfato de Magnésio) ou Na2SO4 (Sulfato de Sódio) por cinco ciclos de 16 a 18 horas a 21ºC. O resultado é expresso como a perda de peso que deve ser inferior a 12%.
Sanidade 
Sanidade 
Após
Antes
Massa Específica Real, Aparente e Efetiva do Grão
Massa específica Real do Grão e Aparente do Grão
Massa específica real do grão
Massa específica aparente do grão
 
 
Massa específica efetiva do grão
Vppn= volume de poros permeáveis não preenchidos com asfalto
AGREGADO GRAÚDO
DNER-ME 081/98 e 
ASTM C 127-88
Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados
No Laboratório
Cesto metálico e balança com dispositivo para pesagem hidrostática
Dr = massa específica real
Da = massa específica aparente
a = absorção (%)
Agregados Graúdos: ASTM C127 - AASHTO T85
 DNER ME 081/94 - NBR 9937
Gsa = A	 Densidade Real 
 A - C
Gsb = A	 Densidade Aparente 
 B - C
a = (B - A) x 100 Absorção	 
 A
A – Peso do agregado seco em estufa
B – Peso do agregado na condição Saturada 
 Superfície Seca
C – Peso do agregado imerso em água
Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados
No Laboratório - Enxugamento da superfície dos Agregados
Densidade Real dos Grãos (Dr)
Utilização do Picnômetro
Onde:	A: Picnômetro vazio
		B: Picnômetro + Material
		C: Picnômetro + Material + 	Água (ºC)
		D: Picnômetro + Água (ºC)
AGREGADO MIÚDO
DNER-ME 084/95 (Picnômetro de 500 ml) 
Densidade Real dos Grãos (Dr)
A
B
C
Massa Específica Aparente – DNER ME 195/97
É a relação entre a massa e o volume do material sem levar em conta os vazios de ar.
Utilizado para transformar unidades volumétricas em gravimétricas e vice-versa.
Densidade Efetiva – (dosagem de mistura asfáltica) – NBR 12891
quando absorção <1%
 quando absorção >1%
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
123
Percentual Influência (%)
Agregado
Ligante
ATRFadigaTrinc. Térmico
 
)
(
3
cm
g
V
V
V
M
Gsb
pp
pi
s
+
+
=
)
(
3
cm
g
V
V
V
M
Gsb
pp
pi
s
+
+
=
)
(
3
cm
g
V
V
M
Gsa
pi
s
+
=
)
(
3
cm
g
V
V
V
M
Gse
ppn
pi
s
+
+
=