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1 Terraplanagem e Pavimentação Prof. MSc. Ruiter da Silva Souza -De acordo com a norma ABNT NBR 9935/2005, que determina a terminologia dos agregados, o termo agregado é definido como material sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas e de concreto. -Woods (1960) define agregado como sendo uma mistura de pedregulho, areia, pedra britada, escória ou outros materiais minerais usada em combinação com um ligante para formar um concreto, uma argamassa etc. -O agregado escolhido para uma determinada utilização deve apresentar propriedades de modo a suportar tensões impostas na superfície do pavimento e também em seu interior. -O desempenho das partículas de agregado é dependente da maneira como são produzidas, mantidas unidas e das condições sob as quais vão atuar. A escolha é feita em laboratório onde uma série de ensaios é utilizada para a predição do seu comportamento posterior quando em serviço. MATERIAIS - AGREGADOS 2 -Os agregados usados em pavimentação podem ser classificados segundo a natureza, tamanho e distribuição dos grãos. AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO Quanto à natureza das partículas: a) Agregados naturais - constituídos de grãos oriundos da alteração das rochas pelos processos de intemperismo ou produzidos por processos de britagem: pedregulhos, seixos, britas, areias, etc. b) Agregados artificiais são aqueles em que os grãos são produtos ou subprodutos de processo industrial por transformação física e química do material: escória de alto forno, argila calcinada, argila expandida. AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO 3 Quanto ao tamanho individual dos grãos: a) Agregado graúdo é o material retido na peneira nº 10 (2,0 mm): britas, cascalhos, seixos, etc. b) Agregado miúdo é o material que passa na peneira nº 10 (2,0 mm) e fica retido na peneira nº 200 (0,075 mm): pó-de-pedra, areia, etc. c) Agregado de enchimento ou material de enchimento (filler) é o que passa pelo menos 65 % na peneira nº 200 (0,075 mm): cal extinta, cimento Portland, pó de chaminé, etc. -Os agregados graúdos, miúdos e material de enchimento são não-plásticos e inertes em relação aos demais componentes de uma mistura de agregados. AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO Quanto à distribuição ou graduação dos grãos: a) Agregado de graduação densa é aquele que apresenta uma curva granulométrica de material bem graduado e contínua, com quantidade de material fino, suficiente para preencher os vazios entre as partículas maiores. b) Agregado de graduação aberta é aquele que apresenta uma curva granulométrica de material bem graduado e contínua, com insuficiência de material fino, para preencher os vazios entre as partículas maiores. c) Agregado tipo macadame é aquele que possui partículas de um único tamanho, o chamado "one size agregate". Trata-se, portanto, de um agregado de granulometria uniforme onde o diâmetro máximo é, aproximadamente, o dobro do diâmetro mínimo.de agregados. AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO 4 -O diâmetro máximo de um agregado é a abertura da malha da menor peneira na qual passam, no mínimo, 95%, do material. O diâmetro mínimo é a abertura da malha da maior peneira na qual passam, no máximo, 5% do material. AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. -As características tecnológicas de um agregado servem para assegurar sua uniformidade, bem como a escolha de um material que resista, de forma adequada, as cargas que o pavimento irá suportar. As características dos agregados que devem ser levadas em conta nos serviços de pavimentação, são as seguintes: a) Granulometria; b) Forma; c) Absorção de água; d) Resistência ao choque e ao desgaste; e) Durabilidade; f) Limpeza; g) Adesividade; h) Massa específica aparente; i) Densidade real e aparente do grão; AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 5 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Granulometria -A granulometria do agregado, representada pela curva de distribuição granulométrica, é uma das características que asseguram estabilidade* aos pavimentos, em consequência do maior atrito interno obtido por entrosamento das partículas, desde a mais graúda à partícula mais fina. -Em misturas asfálticas a distribuição granulométrica do agregado influencia quase todas as propriedades importantes incluindo rigidez, estabilidade, durabilidade, permeabilidade, trabalhabilidade, resistência à fadiga e à deformação permanente, resistência ao dano por umidade induzida etc. *Estabilidade de uma mistura- Carga máxima suportada pela mistura betuminosa quando sujeita a esforços sob determinadas condições de ensaio. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Granulometria AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 6 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Limpeza -Agregados normalmente apresentam materiais que os tornam impróprios para utilização: vegetação, conchas e grumos de argila presentes sobre a superfície das partículas do agregado graúdo. O teor desses materiais deve ser pequeno. -As especificações de serviço apresentam limites aceitáveis para a presença desses materiais. -Avaliado através do ensaio de equivalente de areia. -O ensaio de equivalente de areia, descrito na norma DNER-ME 054/97, determina a proporção relativa de materiais do tipo argila ou pó em amostras de agregados miúdos. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Limpeza -Nesse ensaio, uma amostra de agregado, com tamanhos de partículas menores do que 4,8mm medida em volume numa cápsula padrão, é colocada em uma proveta contendo uma solução de cloreto de cálcio-glicerina-formaldeído e mantida em repouso por 20 minutos. Em seguida o conjunto é agitado por 30 segundos e, após completar a proveta com a solução até um nível predeterminado, deixado em repouso por mais 20 minutos, conforme mostrado na Figura 3.13. Após esse período, é determinada a altura de material floculado em suspensão (h1). Com um bastão padronizado que é introduzido na proveta, é determinada a altura de agregado depositado por sedimentação (h2). AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 7 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Limpeza AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Limpeza -Por exemplo, para que um agregado possa ser utilizado em concreto asfáltico, o equivalente de areia deve ser de pelo menos 55%. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 8 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Forma -A forma predominante entre os grãos de um agregado é avaliada por um índice, denominado Índice de Forma, cuja determinação se faz por meio de ensaio específico, normalizado pelo DNER. -Na construção de revestimentos asfálticos do tipo tratamento superficial é importante que a maioria dos agregados empregados tenham a forma cúbica. -No caso de revestimento por mistura admite-se agregados com formas lamelares ou alongadas. -A forma das partículas é caracterizada pela determinação do índice de forma (f) em ensaio descrito no método DNER-ME 086/94. Esse índice varia de 0,0 a 1,0, sendo o agregado considerado de ótima cubicidade quando f = 1,0 e lamelar quando f = 0,0. É adotado o limite mínimo de f = 0,5 para aceitação de agregados quanto à forma. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Forma AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 9 Brita corrida: é o resultante da britagem,sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Absorção de água - A porosidade do agregado é avaliada por intermédio de ensaios de absorção de água. - Indica a quantidade de água que um agregado é capaz de absorver. É determinada em função da diferença de pesos, expressos em percentagem, observados em uma amostra que, inicialmente é mergulhada em água por 24 horas e depois seca em estufa a 100 ºC - 110 ºC, até constância de peso. - Agregados naturais ou britados com elevada porosidade normalmente não devem ser utilizados em misturas asfálticas, pois além de consumirem maior quantidade de ligante asfáltico, podem apresentar porosidade variável conforme a amostragem, o que dificulta o estabelecimento do teor de ligante, podendo resultar em excesso ou falta do mesmo. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste -A resistência ao choque e ao desgaste está associada à ação do tráfego ou aos movimentos recíprocos das diversas partículas. -A resistência ao choque é avaliada pelo ensaio Treton e a resistência ao desgaste pelo ensaio Los Angeles, ambos normalizados pelo DNER/DNIT. -A norma DNER-ME 399/99 descreve o método para determinar a perda ao choque em material pétreo britado, pelo emprego do aparelho Treton, em amostra obedecendo a uma faixa granulométrica padronizada. -O aparelho consiste de um cilindro de aço, oco, aberto em ambas as extremidades. O cilindro é colocado sobre uma chapa de base de aço, sobre a qual se assenta um outro cilindro maciço, também de aço, de tal forma que coincidam seus eixos de revolução. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 10 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste -O cilindro oco é mantido em posição por pinos de aço fixados à chapa de base. Um martelo cilíndrico deverá cair livremente sobre a amostra a ensaiar, pelo orifício do cilindro, do topo deste. A suspensão do martelo far-se-á por quaisquer meios que garantam sua queda nas condições exigidas. A Figura 3.15 mostra um equipamento utilizado e fases do ensaio. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 11 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste -O ensaio comumente utilizado para medir a resistência à abrasão é o ensaio de abrasão Los Angeles. Nesse ensaio uma amostra de agregado de cerca de 5.000g (mi) é submetida a 500 ou 1.000 revoluções no interior do cilindro de um equipamento padronizado (Figura 3.14). Um número variado de esferas de aço, conforme a granulometria da amostra, é adicionado no cilindro, induzindo impactos nas partículas durante as suas revoluções. O resultado é avaliado pela redução de massa dos agregados retidos na peneira de no 12 (1,7mm) em relação à massa inicial da amostra especificada, conforme a expressão 3.2: AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 12 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Resistência ao Choque e ao Desgaste AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Durabilidade/Sanidade -A durabilidade do agregado está relacionada a resistência ao intemperismo. É avaliada por meio de um ensaio em que o agregado é submetido ao ataque de uma solução padronizada de sulfatos de sódio ou de magnésio. -Esse ensaio de Sanidade é descrito com detalhes nos métodos de ensaios do DNER. -Por outro lado, os agregados para serem usados na pavimentação betuminosa devem ser isentos de substâncias nocivas, tais como argila, matéria orgânica, etc, caracterizando, assim, a limpeza do agregado. -A perda de massa resultante desse ataque químico ao agregado deve ser de no máximo 12%. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 13 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Durabilidade/Sanidade AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Adesividade -Uma das qualidades essenciais a se exigir de um agregado a ser usado em revestimentos asfálticos é que tenha boa adesividade, isto é, não haja possibilidade de deslocamento da película betuminosa pela ação de água. -Em geral, os agregados básicos ou hidrofílicos (calcários, basaltos) têm maior adesividade do que os ácidos ou hidrofóbicos (granitos, gnaisses). -A adesividade satisfatória pode ser conseguida mediante o emprego de pequenas percentagens de substâncias melhoradoras de adesividade. -Esses corretivos de adesividade podem dividir-se em dois grandes grupos: os sólidos (cal extinta, pó calcário, cimento Portland) e os líquidos (alcatrão e dopes), que são os mais utilizados. AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 14 Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Granulométrica. Adesividade -Os ensaios para determinação das características de adesividade podem ser subdivididos em dois grupos: aqueles que avaliam o comportamento de partículas de agregados recobertas por ligante asfáltico e aqueles que avaliam o desempenho de determinadas propriedades mecânicas de misturas sob a ação da água. -No método DNER-ME 078/94 a mistura asfáltica não-compactada é imersa em água e as partículas cobertas pelo ligante asfáltico são avaliadas visualmente. -Na norma ASTM D 1075 a resistência à compressão simples (RC’) de amostras de misturas compactadas após imersão em água a 50º C durante 24 horas é comparada com a resistência de amostras idênticas não-imersas (RC). AGREGADOS – CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS -MEDINA, J., 1997, Mecânica dos Pavimentos. 1ª edição, 380 p. Rio de Janeiro-RJ, Editora UFRJ. -MARQUES, G.L.O., 2010, Notas de Aula da Disciplina Pavimentação. Versão: 06.2, 210 p. Juiz de Fora-MG. -ALMEIDA, G.C.P., 2005, Caracterização Física e Classificação dos Solos, 145 p. Juiz de Fora-MG. -Manual de pavimentação. 3.ed. – Rio de Janeiro, 2006. 274p. (IPR. Publ., 719). -Pavimentação asfáltica : formação básica para engenheiros / Liedi Bariani Bernucci... [et al.]. – Rio de Janeiro : PETROBRAS: ABEDA, 2006, 504 f. : il. -Diretrizes básicas para estudos e projetos rodoviários: escopos básicos / instruções de serviço. - 3. ed. - Rio de Janeiro, 2006. 484p. (IPR. Publ., 726). -Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários: instruções para acompanhamento e análise. - Rio de Janeiro, 2010. 564p. (IPR. Publ. 739). BIBLIOGRAFIA
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