materiais de estruturas viárias

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Materiais e Soluções de Pavimentação Asfáltica
Os pavimentos são classificados segundo a rigidez:
· Rígidos – constituído por placas de concreto de cimento Portland assentes sobre sub-base e reforço do subleito. A camada de sub-base pode ser granular ou cimentada dependendo do projeto. Há ainda o uso em alguns países de sub-bases de misturas asfálticas. Eventualmente, é desnecessária a camada de reforço do subleito.
· Flexível – constituído por revestimento asfáltico (uma ou mais camadas asfálticas) e base, sub-base e reforço do subleito. Estas camadas são de materiais granulares ou solo. Dependendo do projeto, uma ou mais camadas da estrutura pode ser suprimida. Uma camada pode ser executada em duas etapas (duas camadas) por problemas construtivos de espessuras máximas admitidas.
· Semi-rígido – constituído por revestimento asfáltico (uma ou mais camadas) assentes sobre base ou sub-base cimentada ou estabilizada quimicamente com cimento, cal, ou ambos, ou ainda por algum produto que aja como aglomerante.
Estrutura de Pavimento – a concepção da estrutura do pavimento e a seleção dos materiais a serem empregados dependem principalmente dos seguintes fatores: do tráfego (volume e composição) e vida ou período de projeto, da disponibilidade de materiais da região, do relevo e das condições climáticas da região, da geometria e das condições de drenagem da via. (As espessuras de cada camada dependem do projeto estrutural).
Materiais de Camadas de Pavimento – os materiais são classificados segundo sua natureza e seu comportamento aos esforços:
Materiais granulares e solos – trabalham principalmente compressão. Os solos com fração de finos exibem coesão, mas resistem fracamente à tração.
Materiais cimentados ou estabilizados quimicamente – materiais que recebem a adição de cimento, cal ou estabilizantes que aumentem expressivamente a coesão e a rigidez em relação ao material de origem, aumentando a resistência à compressão e à tração.
Materiais com adição de asfalto – materiais que possuem suas partículas de agregados ou de solo unidas por ligantes asfálticos que conferem aumento de resistência à compressão e à tração com relação ao material de origem.
Materiais
· Brita Graduada Simples:
· Materiais componentes: brita graduada simples, água;
· Graduação: bem graduados;
· Finos passantes na peneira 200 (0,075mm): entre 3 e 9%;
· Índice de Suporte Califórnia em geral maior que 60%;
· Módulo de Resiliência em geral entre 100 a 400 MPa. 
· Frações de agregados dosados e homogeneizados com água em usina;
· Transportadas por caminhões basculantes;
· Distribuição é feita por vibroacabadora ou motoniveladora;
· A compactação é feita por rolos de pneus e/ou lisos, com vibração ou não, seguida de pneus, deve ser realizada logo após espalhamento;
· Quando é base de pavimento emprega-se uma imprimação impermeabilizante.
· Macadame Hidráulico:
· Materiais componentes: agregado graúdo, agregado miúdo, água;
· Agregados graúdo nominais de grande dimensão: 100, 75 ou 63mm. A escolha depende da espessura da camada.
· Um dos materiais mais tradicionais, foi substituído por materiais mais eficientes como a Brita Graduada Simples.
· Materiais distribuídos em pista, sendo depositados os agregados graúdos em primeiro lugar, seguidos de compactação ou compressão por rolo liso.
· Preenchimento dos vazios pelos agregados miúdos, seguidos de compressão;
· Preenchimento dos vazios restantes pelos agregados com auxílio de água, seguido de compressão.
· Os agregados miúdos e a água se infiltram nos vazios e travam o esqueleto sólido.
· Macadame Seco:
· Materiais similares ao macadame hidráulico, porém sem o uso de água.
· Solo-Agregado:
· Materiais componentes: agregados, solo, água;
· Em geral, misturas de solo: agregado na proporção de 20%:80%, 30%:70% ou até 50%:50% em peso;
· O solo deve ser de comportamento laterítico;
· O módulo de resiliência depende de cada componente. Variam de 100 a 500 MPa em geral.
· Materiais podem ser misturados em usinas, ou em pistas com pá carregadeira, e homogeneizados com arados ou grade de discos.
· Compactados por rolo liso ou pé-de-carneiro, dependendo do tipo de solo e de sua porcentagem na mistura.
· Solo Arenoso Fino Laterítico:
· Materiais componentes: solo natural de classificação, água;
· Solo é distribuído, acrescentada água com caminhão pipa, se necessário, destorroado com grade de discos e homogeneizado, compactado com rolo pé-de-carneiro, liso ou pneumático, dependendo do tipo de material.
· Índice de suporte Califórnia muito variável e dependente do tipo de graduação;
· Módulo de resiliência varia geralmente em torno de 100 a 500 MPa.
· Camadas compactadas de solos lateríticos:
· Perda de umidade causa trincamento;
· Quanto mais argiloso, camadas mais trincadas.
Outros Materiais Granulares
· Rachão – são agregados de grande dimensão utilizados como recurso para aumento da capacidade de suporte do subleito.
· Agregados reciclados de resíduo sólido de construção civil – materiais resultantes da seleção e britagem de entulho. Podem ser empregados em camada de reforço de subleito, sub-base e em algumas situações como base de pavimentos.
Materiais – Cimentados ou rígidos ou estabilizados quimicamente:
· Brita graduada tratada com cimento:
· Materiais componentes: brita graduada simples, cimento (3 a 5% em relação ao peso seco), água;
· Dosados e homogeneizados em usina;
· Distribuição feita, preferencialmente, por vibroacabadora;
· Compactação feita por rolos liso, com vibração ou não, seguida de pneus, deve ser realizada logo após espalhamento.
· Cura com pintura de asfalto diluído tipo CM30 ou produto com características similares;
· Módulo de resiliência entre 6000 a 12000 MPa.
· Solo-Cimento:
· Materiais componentes: solo, cimento (em geral superior a 5%), água;
· Dosados e homogeneizados em usina ou em pista;
· Distribuição feita por distribuidor de agregados;
· Compactação é feita por rolo pé-de-carneiro ou lisos, devendo ser realizada logo após espalhamento devido a rapidez de reação de hidratação do cimento;
· São necessárias duas semanas de cura antes da camada ser sujeita tráfego.
· Solo-Cal:
· Materiais componentes: solo areno-argiloso ou silto-argiloso, cal hidratada (superior a 4% em relação ao peso seco), água;
· Solos são tradados com cal para melhorar sua trabalhabilidade;
· Dosados e homogeneizados em usina, preferencialmente, ou em pista;
· Distribuição é feita por distribuidor de agregados;
· A compactação é feita por rolos, deve ser realizada após espalhamento.
· Com adição de asfalto:
· Solo-asfalto: recurso pouco utilizado no Brasil. Pode ser misturado em usina ou pista. Em geral empregado como base de vias de baixo-volume de tráfego;
· Macadame betuminoso: mais empregado em obras municipais, servindo como revestimento asfáltico em geral. É uma base feita em pista, com adição de ligante asfáltico diretamente nos agregados;
· Base asfáltico de elevado módulo: elevado módulo, são muito utilizados para tráfego pesado na Europa e nos EUA. São bases com agregados bem graduados e uso de ligantes asfálticos duros, resultando em um módulo de resiliência elevado. Substitui as bases cimentadas como BGTC ou Concreto Rolado, sem os inconvenientes de trincamento das bases com ligante hidráulico.
Soluções de Pavimentação
Tratamento Superficial
Principais funções:
· Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porém de alta resistência contra desgaste;
· Impermeabilizar o pavimento;
· Proteger a infraestrutura do pavimento;
· Proporcionar um revestimento antiderrapante;
· Proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infraestrutura (evitar trincamento por fadiga).
Não se deve esperar:
· Devido a sua pequena espessura, não aumenta a resistência estrutural do pavimento;
· Não corrige irregularidades (longitudinais ou transversais) da pista.
É indicado nos seguintes casos:
· Revestimento para pavimentos novos de tráfego leve a médio. Por ser uma capa de alta flexibilidade, o tratamento é empregadoextensivamente em pavimentos recém construídos quando a infraestrutura do pavimento ainda está em fase de consolidação;
· Revestimento de acostamentos;
· Conservação de revestimentos betuminosos desgastados e envelhecidos;
· Selagem de revestimentos betuminosos abertos;
· Proteção provisória de subleitos ou sub-bases;
· Tratamento “controle de pó”;
· Selagem para cura de bases de solo-cimento e solo-cal (serve para aumento de aderência entre base e capa).
Agregados no Tratamento Superficial
O agregado confere a textura e a cor da pista, e o contato direto entre ela e o veículo.
Principais funções do agregado:
· Transmitir as cargas até o substrato;
· Resistir a abrasão e a fragmentação pela ação do tráfego;
· Resistir ao intemperismo;
· Assegurar uma superfície antiderrapante;
· Promover uma drenagem superficial adequada.
Distinguem-se 3 fases na construção de um tratamento superficial simples:
· Aplicação do asfalto: sobre a base do pavimento devidamente imprimida, curada e isenta de material solto, é executado um banho de asfalto com carro-tanque provido de barra espargidora. A taxa de aplicação do ligante é função do tipo empregado;
· Espalhamento da brita: logo após a aplicação do ligante, efetua-se o espalhamento da pedra, com caminhões basculantes com dispositivos espalhadores;
· Compactação: imediatamente após o espalhamento do agregado, é iniciada a compressão de rolo liso ou pneumático, que assegura a boa compactação sem esmagamento do agregado.
Tratamentos Superficiais que se caracterizam pelo espalhamento de materiais separadamente e o envolvimento do agregado pela penetração do ligante (sempre com pequenas espessuras), são ainda incluídos:
· Capa selante por penetração: selagem de um revestimento betuminoso por espalhamento de ligante betuminoso, com ou sem cobertura de agregado miúdo. Espessura acabada até 5mm. Usada como última camada em tratamento superficial múltiplo.
· Tratamento superficial primário por penetração: tratamento para controle de poeira, por espalhamento de ligante betuminoso de baixa viscosidade, com ou sem cobertura de agregado miúdo. O ligante deve penetrar de 2 a 5mm.
· Lama asfáltica: capa selante por argamassa pré-misturada. Espessura de 2 a 5mm.
· Macadame betuminoso por penetração direta: aplicações sucessivas (geralmente 2), por espalhamento. Inicia-se pela aplicação do agregado mais graúdo. Espessura acabada maior que 20 mm. É mais usado como base ou “binder” em espessuras maiores que 5cm.
Tipos de Dosagens
Tratamento superficial simples
· Vários tipos de dosagens:
· Tabelas empíricas;
· Determinação analítica completa.
· Parâmetro mais importante:
· Tamanho médio do agregado.
· Método direto de dosagem:
· Dosagem direta dos agregados: usa-se uma placa de área conhecida;
· Dosagem direta do ligante: usa-se o simulador de tráfego acelerado ou fórmulas empíricas.
Procedimentos de Dosagem do agregado:
· Determinação do tamanho do agregado;
· Recomenda-se o método direto: caixa dosadora.
Vantagens do método: maior rapidez e o fato da forma do agregado se manifestar diretamente no resultado.