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A CONSTRUÇÃO DA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA URBANA Luiz Antonio Xavier da Silveira 1- JAZIDAS E MATERIAL UTILIZÁVEL 1.1 EXPLORAÇÃO DE JAZIDAS PARA OBTENÇÃO DE SOLOS Segundo o engenheiro De Senso, o estudo de solos para a pavimentação de uma obra específica deve ser realizado em 3 etapas distintas: a- Levantamento dos materiais de subleito para fins de dimensionamento do pavimento e orientação das etapas iniciais de construção; b- Levantamento das jazidas próximas para fins de utilização dos solos na construção das camadas quando o projeto prevê camadas com estabilização granulométrica de solos; c- Sondagens para fundação de obras de arte Bem diversas são as necessidades de solos e material granular de uma Prefeitura Municipal destinado à conservação de estradas vicinais para o interior do Município. Trata-se de uma tarefa inglória, pois o tempo é um inimigo deste trabalho. Após a 1ª chuva todo o trabalho de conservação é seriamente danificado e necessita ser recuperado. O dano ambiental também é significativo pois se retira um material de jazida que está estabilizado na natureza para em curto espaço de tempo estar nos leitos dos rios ou em fundo de tubulações,aumentando ainda mais as dificuldades da conservação. Agora além das estradas mal conservadas, tem-se a poluição e assoreamento dos rios e entupimento de tubulações, ambos os fatores causadores de enchentes e alagamentos. Trata-se de um círculo vicioso prejudicial a todos os segmentos envolvidos. O que fazer para mudar esta situação? Entende-se então a resistência dos órgãos ambientais na concessão de novas jazidas, porém só restringir a retirada de material não basta é preciso auxiliar as prefeituras para um caminho de solução definitiva.Planejar a médio e curto prazo uma forma pavimentar as estradas com revestimento primário. A solução passa por pavimentos de baixo custo que demandem manutenção menos onerosa e sem prejuízos para o meio ambiente. Não muito tempo atrás o governo estadual, lançou um programa de pavimentação dos caminhos do campo, o qual deveria ser revisto e adaptado caso a caso para as diversas situações locais. Também é necessário envolver os produtores rurais para em parceria viabilizarem a construção do pavimento novo. PROCESSO EXECUTIVO Esta pesquisa segue em geral os seguintes passos: Procura e análise dos mapas geológicos próximos da região objeto da pavimentação; Informações locais sobre a ocorrência de materiais aproveitáveis Localização das jazidas Prospecção preliminar das jazidas com avaliação do volume disponível e coleta de amostras Análise das amostras e determinação do volume real mediante sondagens a trado, a percussão ou sondas rotativas. Estudo comparativo do custo de escavação e transporte entre as diversas jazidas pesquisadas. Elaboração do projeto de geológico e de engenharia para a exploração da jazida. É necessário a ação conjunta do engenheiro e do geólogo para a definição do projeto de utilização das jazidas. Obtenção do licenciamento ambiental, três tipos: LP; LI; LO; Normalmente a exploração da jazidas visa a obtenção de solos do tipo A-2-4 resultante da decomposição do arenito bauru e que garantem um subleito de boa qualidade. SOLOS Interrelações entre a classificação unificada e TRB SUCS TRB Mais provável Possível Possível, mas improvável GW A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GP A-1-a A-1-b A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6 A-4, A-5, A-6, A-7, A-7-6, A-1-a GC A-2-6, A-2 A-2-4, A-6 A-4, A-7-6, A-7-5 SW A-1-b A-1-a A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SP A-3, A-1-b A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A-2-7 A-2-6, A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a SC A-2-6, A-2-7 A-2-4, A-6, A-4,A-7- 6 A-7-5 ML A-4, A-5 A-6, A-7-5 — ML A-4, A-5 A-6, A-7-5 — CL A-6, A-7-6 A-6, A-7-5, A-4 — OL A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6 — CH A-7-6 A-7-5 — OH A-7-5, A-5 — A-7-6 PT — — — Descrição dos Solos de Granulometria Grossa • Grupos GW e SW Esses grupos compreendem solos bem graduados, com cascalho, arenosos e sem muitos finos (menos de 5% passando na peneira 200). A presença de material fino não alterna sensivelmente as características da fração grossa, e não interfere também nas características de drenagem. Se o solo contiver menos de 5% de finos com plasticidade, ele deverá ser submetido à identificação de laboratório. Nas regiões sujeitas a congelamento, o material não deve conter mais de 3% de solo com diâmetro menor que 0,02 mm. • Grupos GP e SP Solos mal graduados contendo cascalho e areia, sem muito finos (menos de 5% passando na peneira normal nº 200). Esses materiais podem ser classificados como cascalhos uniformes (também chamados macadames), areias uniformes, ou misturas não-uniformes de material muito grosso, e areia muito fina, faltando partículas com tamanho intermediário. O último subgrupo se obtém com freqüência em cavas de empréstimos onde se misturam cascalho e areia proveniente de camadas diferentes. Se a fração fina for plástica, sua plasticidade deverá ser medida, e o solo será classificado de acordo com a identificação de laboratório. • Grupos GM e SM Compreendem cascalhos ou areias com maior quantidade de finos (mais de 12% passando na peneira 200). Os solos contendo entre 5% e 12% de finos passando na peneira 200 são considerados como limítrofes; são descritos em outros parágrafos mais adiante. O IP e o LL da fração desses solos que passa na peneira nº 40 devem identificar, no gráfico de plasticidade, mais adiante descrito, um ponto abaixo da linha "A". Alguns cascalhos e areias desses grupos podem conter um cimento natural de boa liga, sendo insignificantes as propriedades de expansão e de contração do material. A resistência desses materiais secos decorre de pequena quantidade de solo aglutinante, de cimentação de material calcário ou de óxido de ferro. Em outros materiais desses grupos GM e SM, a fração fina pode ser silte ou pó-de-pedra quase sem plasticidade, e a mistura seca não tem resistência. • Grupos GC e SC Solos com cascalho, ou arenosos, com finos (mais de 12% passando na peneira 200) cuja plasticidade pode ser baixa ou alta. O IP e o LL devem identificar pontos acima da linha "A" no gráfico de plasticidade. Não importa se o material é bem ou mal graduado. A plasticidade da fração aglomerante influi mais no comportamento de solo do que sua composição granulométrica. Os finos são argilosos. Descrição dos Solos de Granulometria Fina • Grupos ML e MH O símbolo M (de mó, limo) serve para indicar solos com predominância de silte o limo, solos micáceos e solos diatomáceos. Os símbolos L (de low, baixo) e H (de high, alto) representam LL baixo ou alto, sendo esses dois grupos separados por uma linha divisória arbitária no LL = 50. Esses solos são siltes arenosos ou argilosos, sem matéria orgânica, com plasticidade relativamente baixa. Incluem solos do tipo loess e o pó-de-pedra. Os solos micáceos e diatomáceos, em geral no grupo MH, podem estender-se até o ML. O mesmo acontece com certas argilas caoliníticas ou ilíticas de plasticidade relativamente baixa. • Grupo CL e CH O símbolo C (de clay) significa argila, e os símbolos L (de low) e H (de high) significam, respectivamente, baixo e alto LL. São essencialmente argilas sem matéria orgânica. As de baixa plasticidade (CL) são em geral magras, arenosas ou siltosas. As com plasticidade média ou alta (CH) incluem argilas gordas, gumbos, massapês, algumas argilas vulcânicas e a betonita. As argilas do norte dos Estados Unidos também são classificadas nesses dois grupos. • Grupos OL e OH São caracterizados pela presença de matéria orgânica indicada pelo símbolo O. Os siltes eas argilas orgânicas fazem parte desses dois grupos. A faixa de plasticidade desses grupos corresponde à dos grupos ML e MH. e) Descrição dos Solos Altamente Orgânicos • Grupo Pt (peat, turfa) São em geral muito compressíveis e têm características inadequadas para construção. Estão todos classificados no grupo Pt sem subdivisões, turfa, humos; solos pantanosos, com textura altamente orgânica, são típicos desse grupo. São componentes comuns nesses solos: pedaços de folhas, capim, gravetos e outras substâncias vegetais fibrosas. - Valores prováveis de CBR para os grupos de SUCS Solos CBR GW 40 a mais de 80 GP 30 a mais de 60 GM 20 a mais de 60 GC e SW 20 a 40 SP e SM 10 a 40 SC 5 a 20 ML, CL, CH 15 a menos de 2 MH 10 a menos de 2 OL, OH 5 a menos de 2 - Valores prováveis de CBR para os grupos da classificação TRB Solos CBR A-1-a 40 a mais de 80 A-1-b 20 a mais de 80 A-2-4 e A-2-5 25 a mais de 80 A-2-6 e A-2-7 12 a 30 A-3 15 a 40 A-4 4 a 25 A-5 menos de 2 a 10 A-6 e A-7 menos de 2 a 15 1.2 - EXPLORAÇÃO DE JAZIDAS PARA A PRODUÇÃO DE AGREGADOS Segundo o engenheiro DE SENÇO, as diferentes granulometrias exigidas para os serviços de pavimentação condicionam sistemas distintos de britagem. Está na regulagem das peneiras a adequada seleção de agregados para os diversos serviços da pavimentação desde as bases granulares até a camada de revestimento asfáltico. Para serviços mais nobres como o CBUQ, as pedreiras sofrem modificações na regulagem das peneiras devido às pequenas faixas de tolerância das curvas granulométricas e também é necessário aumentar o nº de peneiras. O processo resumido de produção industrial de agregados: Extração da rocha por meio de minas verticais de pequeno diâmetro paralelamente à frente da pedreira, usando perfuratrizes mecânicas rotativas com brocas de metal duro; Explosão simultâneas das minas mediante o uso de espoletas elétricas instantâneas ou de tempo; Fragmentação secundária para a rpara a redução do tamanho dos blocos resultantes da extração da rocha a fim de permitir a sua entrada nos britadores primários, com fogachos ou drop ball; Limpeza da praça com equipamento mecânico, carga por meio de escavador ou máquina carregadeira, transporte por caminhões basculantes e lançamento no britador primário. Transporte por correia para peneira separadora, transporte por correia para o britador secundário, transporte para as peneiras classificatórias. Silos de armazenamento. 2.0- SERVIÇOS COMPLEMENTARES Especificações para a Regularização e Compactação do Sub-leito Regularização Operação destinada ao nivelamento do leito, transversal e longitudinalmente. Compreende cortes e aterros de até 20 cm de espessura. Se o CBR do sub-leito for < 2% deve ser substituído por um material melhor em uma espessura de até 1 metro. Se o CBR for > 20% pode ser usado como sub-base. CBR – Califórnia Bearing Ratio obtido em ensaio de laboratório pela curva pressão x penetração. O ensaio de CBR consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo- de-prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa brita padronizada. O valor dessa relação, expressa em percentagem, permite determinar, por meio de equações empíricas, a espessura de pavimento flexível necessária, em função do tráfego. O índice de suporte Califórnia (CBR), em percentagem, para cada corpo-de-prova é obtido pela fórmula: CBR = Adota-se para o índice CBR o maior dos valores obtidos nas penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas. Para o cálculo do Índice de Suporte Califórnia (CBR) final, registram-se de preferência, na mesma folha em que se representa a curva de compactação, usando a mesma escala das umidades de moldagem, sobre o eixo das ordenadas, os valores dos índices do Suporte Califórnia (CBR) obtidos, correspondentes aos valores das umidades que serviram para a construção da curva de compactação. O valor da ordenada desta curva, correspondente à umidade ótima já verificada, mostra o índice de Suporte Califórnia. Curvas de Massa Específica–Umidade e CBR-Umidade Equipamentos Principais: Motoniveladora e caminhão pipa Compactação - O grau de compactação é definido por GC= (Ỳd campo/ Ỳd Max)x100; - Ỳd campo massa específica obtida em campo; - Ỳd Max massa específica obtida em laboratório ensaio proctor para a energia especificada; - Grau de compactação sempre > 95%; Efeitos principais da compactação: - aumento da resistência do solo: - redução da sua compressibilidade e permeabilidade; - O índice de vazios final do solo é função do tipo e estado do solo original e da energia empregada na sua compactação. pressão calculada ou pressão corrigida pressão padrão Curva de compactação para solos diferentes Equipamentos Principais: Caminhão pipa, rolo liso, rolo pé de carneiro para solos coesivos, marteletes e placas vibratórias. 3.0 - ESCAVAÇÃO ATERRO E TRANSPORTE A movimentação de terras (cortes e aterros) do sub-leito na pavimentação urbana é determinada no projeto de terraplenagem que indica o nível em que deve se posicionar o greide final. São operações realizadas de forma mecanizada,podem classificar-se em quatro operações básicas: a)Escavação; b)Carga do material escavado; c)Transporte; d) Descarga e espalhamento. Quando há necessidade de importação de material para aterro, é necessário escavar e carregar na jazida e transportar, espalhar e compactar na pista. Empolamento Pode ser definido como o aumento de volume sofrido por um material ao ser removido de seu estado natural. É expresso como sendo a percentagem do aumento de volume em relação ao volume original. (Aumento do índice de vazios). E%= V X 100 V1 Fator de Conversão: Pode ser definido como a relação entre o peso específico no estado solto e o peso específico no estado natural ou corte. Fator de Conversão = Peso Específico no Estado Solto Peso Específico no Corte EMPOLAMENTO: Depende do tipo de solo, a saber: E%= 1 x 100 Fc Quando da escavação, o solo assume volume solto maior do que em seu estado natural, conseqüentementesua massa específica solta é menor que a massa específica “in natura” Por exemplo, se o fator de empolamento de um solo for de 20%, significa que 1m3 desse solo no estado natural torna-se 1,20m3 no estado solto (após a escavação). Neste caso o volume a ser transportado é maior. Exemplo: O volume da caçamba do caminhão de transporte é de 5 m3 , o volume calculado no corte (escavação) é de 40 m3 e o empolamento do tipo de solo é de 25% (terra seca), logo teremos que: O volume a ser transportado será de 50m3, ou seja, 10 caminhões serão utilizados para o transporte de terra do local. Peso específico aparente de alguns materiaIS Relação entre Empolamento e Fator de Conversão: Fce= 100 100+E 4.0 - BASE E SUB-BASE As bases e sub-bases podem ser classificadas nos seguintes tipos: Rígidas Concreto de cimento Concreto Compactado com Rolo (CCR) Macadame cimentado Solo-cimento - solo melhorado com cimento Solo-cal - solo melhorado com cal Semi-rígidas Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC) Alvenaria poliédrica Paralelepípedo Flexíveis Solos estabilizados Pela correção granulométrica Com adição de ligantes betuminosos Com adição de sais minerais Com adição de resinas Brita graduada e Bica corrida Solo-brita Macadame hidráulico Macadame betuminoso Base de Concreto de Cimento Executada através da construção de placas de concreto, separadas por juntas transversais e longitudinais. O concretoé lançado e depois vibrado por meio de placas vibratórias e/ou vibradores especiais. Em um pavimento rígido esta camada tem as funções de base e revestimento. Concreto Compactado com Rolo (CCR) Concreto com baixo consumo de cimento, consistência seca e trabalhabilidade que permite o adensamento por rolos compressores. Suas principais vantagens são: – Baixo consumo de cimento – Pouco material fino – Transporte por betoneira ou caminhão basculante (produção próxima à obra) – Especificado pela resistência à tração na flexão ou compressão – Consistência seca – Adensado com rolo compressor Macadame Cimentado Uma camada de brita é espalhada sobre a pista e sujeita a uma compressão, com o objetivo de diminuir o número de vazios, tornando a estrutura mais estável. Logo após é lançada uma argamassa de cimento e areia que penetra nos espaços vazios ainda existentes. O produto assim formado tem característica de um concreto pobre. A base de solo cimento É uma mistura de solo,cimento portland e água na ordem de 6-10% de teor de cimento. A base de solo melhorado com cimento, o teor é de 2-4%, visa melhorar as características de plasticidade do solo. O solo-cal é uma mistura de solo, cal e água e, às vezes, cinza volante, uma pozolona artificial. O teor de cal mais freqüente é de 5% a 6%, e o processo de estabilização ocorre: − por modificação do solo, no que refere à sua plasticidade e sensibilidade à água; − por carbonatação, que é uma cimentação fraca; − por pozolanização, que é uma cimentação forte. Quando, pelo teor de cal usado, pela natureza do solo ou pelo uso da cinza volante, predominam os dois últimos efeitos mencionados, tem-se as misturas solo-cal, consideradas semi-rígidas. Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC) É uma mistura de agregados minerais, cimento Portland e água. Tem procedimento de mistura e execução semelhante ao solo-cimento. A mistura de agregados é constituída de produtos de britagem e areias, muito semelhante a uma brita graduada. O teor de cimento é menor que de um solo-cimento por se tratar de mistura granular. Normalmente a água é incorporada aos agregados na própria usina de mistura, podendo também ser incorporada na própria pista. É necessário interpor juntas serradas. Ao fim de cada jornada de trabalho, ou em caso de interrupção dos serviços, deve ser executada uma junta transversal de construção, mediante corte vertical da camada. As juntas transversais de construção não devem coincidir entre dois trechos de serviços adjacentes, bem como não devem coincidir com os locais de juntas da camada subjacente. A face da junta deve ser umedecida antes da colocação da camada subsequente. Alvenaria Poliédrica ou Paralelepípedo São pedras irregulares ou paralelepípedos assentados num colchão de areia sobre uma sub-base. Podem funcionar como base, quando um outro revestimento é usado sobre sua superfície. Também são usados como revestimento final, desempenhando, as funções de revestimentos. As bases estabizadas granulometricamente São viabilizadas pela compactação do material ou com mistura de materiais que apresentem granulometria apropriada com a fixada em projeto. São mais utilizadas em regiões carentes de materiais granulares. Bases de brita graduada,Bica corrida e Solo brita A brita graduada é uma mistura de brita, pó de pedra e água. É preparadas em usina com peneiras adequadas para granulometria proposta em projeto. A bica corrida é preparada de modo análogo, porém não possui graduação uniforme. O solo brita é usado quando o solo apresenta deficiencia de agregado graúdo, geralmente é preparado em usina. O macadame hidráulico é composto por pedra tipo macadame preenchido os vazios por material granular mais fino, a penetração ocorre por compressão e irrigação. O macadame seco tem a vantagem de evitar o encharcamento do subleito. Atualmente há projetos que especificam base com macadame seco preenchido com bica corrida ou brita graduada. O macadame betuminoso consiste na superposição de camadas de agregados interligadas por pinturas betuminosas. 5.0 - IMPRIMAÇÃO E PINTURA DE LIGAÇÃO Asfalto: Material de consistência variável, cor pardo-escura, ou negra, e no qual o constituinte predominante é o betume, podendo ocorrer na natureza em jazidas ou ser obtido pela refinação do Petróleo. Betume: Mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e com características aglutinantes e impermeabilizantes. Asfaltos para pavimentação: a) Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) b) Asfaltos Diluídos (AD) c) Emulsões Asfálticas (EA) d) Emulsões Modificadas por Polímeros (EP) CAP: A Resolução ANP Nº 19, de 11 de julho de 2005 estabeleceu as novas Especificações Brasileiras dos Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) definindo que a classificação dos asfaltos se dará exclusivamente pela Penetração. Os quatro tipos disponíveis comercialmente são os seguintes: CAP 30/45; CAP 50/70; CAP 85/100 e CAP 150/200 Os valores significam os limites inferior e superior permitidos para a Penetração, medida em décimos de milímetro. AD: Também chamados de asfaltos recortados ou “cut backs”, resultam da diluição do CAP por solventes. São produtos menos viscosos e podem ser aplicados a temperaturas mais baixas que o CAP. Os diluentes evaporam-se após a aplicação e o tempo necessário para evaporar chama-se “Cura”. De acordo com a cura, podem ser classificados em: CR→Cura Rápida → Solvente: Gasolina CM → Cura Média → Solvente: Querosene Tipo CM Tipo CR % CAP %Diluente CM-30 - 52 48 CM-70 CR-70 63 37 CM-250 CR-250 70 30 CM-800 CR-800 82 18 CM-3000 CR-3000 86 14 EA: A emulsão asfáltica é conseguida mediante a colocação de CAP + Água + Agente Emulsivo (Emulsificante ou Emulsificador) em um moinho coloidal, onde é conseguida a dispersão da fase asfáltica na fase aquosa através da aplicação de energia mecânica (trituração do CAP) e Térmica (aquecimento do CAP para torná-lo fluido). O quadro ilustra o sistema de produção: O agente emulsificante tem a função de diminuir a tensão interfacial entre as fases asfáltica e aquosa, evitando que ocorra a decantação do asfalto na água. A quantidade de emulsificante varia de 0,2 a 1%. Os agentes geralmente utilizados são o Sal de Amina, Silicatos Solúveis ou não Solúveis, Sabões e Óleos Vegetais Sulfonados e Argila Coloidal. A ruptura das emulsões ocorre quando são colocadas em contato com agregados e o equilíbrio que mantinha os glóbulos do asfalto em suspensão na água é rompido. A água evapora e o asfalto flocula se fixando no agregado. A cor das emulsões antes da ruptura é marrom, tornando-se depois preta. O tempo de ruptura depende da quantidade e tipo de agente emulsivo. As emulsões asfálticas normalmente utilizadas em pavimentação são as catiônicas diretas, sendo classificadas quanto a utilização em: RR-1C; RR-2C; RM-1C; RM-2C; RL-1C; LA-1C;LA-2C. EP: A emulsão asfáltica modificada por polímeros é uma evolução natural das emulsões asfálticas convencionais em que existe a presença de elastômeros que irão proporcionar propriedades físico-químicas melhoradas ao asfalto residual. Os elastômeros podem estar dispersos tanto na fase líquida da emulsão, na forma de glóbulos de látex de SBR, quanto estarem dissolvidos no ligante asfáltico emulsionado, que é o caso do polímero SBS. Entretanto, uma vez que há a ruptura da emulsão e cura do resíduo, o elastômero permanece no ligante asfáltico. A grande vantagem sobre as emulsões convencionais é que A presença do elastômero no ligante asfáltico o torna mais elástico, mais viscoso, com um ponto de amolecimento mais alto, menos sujeito ao envelhecimento pela presença do ar e ultravioleta, mais tenaz e coeso, permitindo que orevestimento asfáltico dure mais. A dificuldade é de que deve ser aplicada por meio de equipamento especial em função da necessidade de se manter a temperatura durante a aplicação. Pode ser aplicada em todos os tipos de tratamentos superficiais e pré misturados a Frio. IMPRIMAÇÃO Serviço de aplicação de asfalto diluído em uma superfície de base acabada. Tem o objetivo de impermeabilizar a superfície da base, aumentar a coesão pela penetração do material asfáltico e promover a ligação entre a base e a camada de revestimento. Na pavimentação urbana, o material empregado é o CM 30, sua cura acontece em 48 horas após a aplicação. Porém devido à restrições ambientais atualmente está se deixando de utilizar e substituindo por outro menos agressivo ao meio ambiente. O novo produto denomina-se CM IMPRIMA, trata-se de emulsão asfáltica que apresenta desempenho similar ao CM 30. Entre as vantagens enumera-se: - Fácil e rápida aplicação; - Utilização do mesmo equipamento aplicador do CM-30; - Excelente penetração nas mais diversas bases; - Não necessita de diluição; - Taxa de aplicação entre 1,0 - 1,5L/m²; - Produto à base de água; - Aplicação à temperatura ambiente; - Resíduo asfáltico 50 - 55%; - Liberação da base em 24h*; - Custo Inferior ao CM-30. Execução da imprimação 1-Varredura da pista São utilizadas vassouras mecânicas rotativas ou vassouras comuns , quando a operação é feita normalmente, com finalidade de fazer a limpeza da pista retirando os materiais finos que ocupam os vazios do solo. Quando a base estiver muito seca e poeirenta pode-se umedecer ligeiramente antes da distribuição do ligante. 2-Aplicação do asfalto Feita por meio do caminhão espargidor de asfalto (figura 36), que é um caminhão tanque equipado com barra espargidora e caneta distribuidora, bomba reguladora de pressão, tacômetro e conta giro da bamba de ligante. A quantidade de material aplicado é da ordem de 0,7 a 1,0 l/m2 .A temperatura de aplicação do material betuminoso é fixada para cada tipo de ligante em função da viscosidade desejada. As faixas de viscosidade recomendadas são de 20 a 60 segundos Saybolt Furol. Deve-se evitar a formação de poças de ligantes na superfície da base pois o excesso de ligante retardará a cura do asfalto podendo ser causa de exudação no revestimento. Nos locais onde houver falha de imprimação o revestimento tenderá a se deslocar. O complemento dos trechos onde ocorreram falhas é feito pela caneta distribuidora. Antes do início da distribuição do material betuminoso os bicos devem ser checados e verificar se todos estão abertos e funcionando. Controles de execução O controle de quantidade de ligante aplicada é uma atividade de muita importância, pois a quantidade requerida de ligante é atingida através da compatibilização entre a velocidade do caminhão e a velocidade da bomba para se espargir o asfalto. O controle de quantidade aplicada na pista é feita de 2 maneiras. 1ª) Controle com régua: Mede-se através de uma régua graduada colocada dentro do tanque de asfalto a quantidade gasta de ligante para executar um determinado trecho, obtendo-se a taxa em litros em l/m2. .2ª) Controle da bandeja ou folha de papel: Coloca-se uma bandeja ou folha de papel (área conhecida) sobre a superfície a ser imprimada. Após a passagem do espargidor recolhe-se a bandeja (ou papel) e determina-se a quantidade de ligante distribuída através da diferença de peso antes e depois da imprimação. O controle da uniformidade da distribuição é um controle visual onde é observado se não houve nenhuma falha na distribuição do ligante detectando pontos onde houve excesso ou falta de ligante na superfície. O excesso deve ser eliminado através do recolhimento e as falhas devem ser preenchidas através da caneta espargidora. PINTURA DE LIGAÇÃO Também chamada de Tack-Coat. Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a base ou revestimento antigo com a finalidade de promover sua ligação com a camada sobrejacente a ser executada. A aplicação e o controle de qualidade são feitos de modo análogo à imprimação, a taxa de aplicação é de 0,5 l/m2. 6.0 - TRATAMENTOS SUPERFICIAIS São revestimentos muito utilizados na pavimentação urbana, especialmente nos lugares onde há deficiencias de usinas fabricantes do cbuq. Trata-se de um pavimento realizado de modo artesanal , sendo as misturas efetuadas na pista das vias. Tem a vantagem de ser mais econômico, porém deve ser utilizado em vias locais de tráfego leve e tem uma durabilidade menor que os pavimentos asfálticos usinados. Subdividem-se em: simples: uma camada de agregado e uma de pintura betuminosa. duplo: duas camadas de agregado e duas pinturas betuminosas. triplo: três camadas de agregado e três de pinturas betuminosas. Microrevestimento asfáltico a Frio modificado por polímero. Tratamento superficial simples É uma camada de rolamento constituída de material betuminoso e agregado na qual o agregado é colocado uniformemente sobre o material betuminoso, aplicado numa só camada. A penetração do asfalto é de baixo para cima. A espessura final é aproximadamente igual ao diâmetro máximo do agregado. (max. 38mm; mais comum: 25mm). É recomendável aplicar-se uma camada de capa selante com pó de pedra ao final da execução com o objetivo de preencher os vazios da camada final, evitar o aparecimento de fissuras. Os tratamentos superficiais podem ter dois diferente tipos de penetração agregado/pintura: direta e invertida. Direta quando a pintura é realizada depois do espalhamento dos agregados. Invertida quando a pintura é realizada antes do espalhamento dos agregados. Utilização: -Melhorar condições de um pavimento existente. (Liso derrapante) -Camada de rolamento. -Rejuvenescer e enriquecer um pavimento antigo ressecado e gasto 1- Propriedade dos agregados Devem ser limpos e isentos de pó para não prejudicar a adesão do betume. O tamanho deve ser o mais uniforme possível. As partículas menores são cobertas pelo betume, as grandes que não são aderidas pelo ligante podem causar “ricochete”, perigoso ao tráfego. A forma ideal é a piramidal ou cúbico A dureza depende da natureza do tráfego e tipo de rocha. O desgaste “ Los Angeles “ não deve ser superior a 40%. Os tipos mais usados são: pedra britada, escória britada e cascalho, seixos rolados. 2- Propriedade dos ligantes Após conclusão devem ter viscosidade adequada para reter o agregado no lugar. Os materiais betuminosos mais empregados são: - Cimento asfáltico do petróleo: tipo CAP-7 e CAP-150/200. - Asfalto diluído : tipo CR-250. - Emulsão asfáltica: RR-2C. 3- Equipamentos utilizados: -Distribuidor de Emulsão sob pressão; - Espalhador de agregados ; - Rolo Compressor de pneu Os rolos tandem liso normalmente são evitados pois as rodas lisas formam espécie de ponte sobre as partículas maiores causando pequenas depressões. Podem esmagar partículas maiores causando deterioração do revestimento. 4- Sequência construtiva -Preparo da pista -Aplicação do ligante betuminoso -Espalhamento do agregado -Compressão -Varredura por arrasto final 5- Abertura do tráfego Quando for usado asfalto diluído deve-se jogar agregado fino sobre a superfície (±24h). Quando for usado CAP o tráfego pode ser aberto logo após o espalhamento do agregado, porém com tráfego controlado.Para abrir tráfego junto com a compactação a velocidade máxima é de 10 km/h e após 24 horas continuar controlando com velocidade aproximada de 40 km/h. 6- Especificações (DNER) Agregado Faixa Granulométrica A B C Quantidade 7 Kg/m 2 12 Kg//m 2 12 kg/m 2 Material Betuminoso Tipo Vários Vários Vários Quantidade 0,5 l/m 2 0,8 l/m 2 0,8 l/m 2 Controles -Para a quantidade dos materiais (Asfalto e agregado). -Temperatura de Aplicação. -Quantidade de material betuminoso -Uniformidade de aplicação. -Controle geométrico.Esquema de Execução de Tratamento Superficial Simples (Santanna, 1994) Tratamento Superficial Duplo Consiste de duas aplicações sucessivas de material betuminoso sobre uma base previamente preparada, cobertas, cada uma, por agregado mineral. As propriedades dos ligantes e agregados, os equipamentos assim como os controles são os mesmos indicados para o Tratamento Superficial Simples. 1- Sequência construtiva - Primeira aplicação de ligante - Primeira aplicação de agregado - Primeira compactação e varredura por arrasto - Segunda aplicação de ligante - Segunda aplicação de agregado - Compactação e varredura por arrasto final 2- Especificações (DNER) - Granulometria: específica para 1ª e 2ª camadas - Ligantes: 1ª camada: 1,3l/m 2 ; 2ª camada 1,0 l/m 2 - Agregados: 1ª camada: 25 kg/m 2 ; 2ª camada: 12 kg/m 2 . Tratamento Superficial Triplo Camada de rolamento composta de material betuminoso e agregado na qual o agregado graúdo é aplicado uniformemente sobre uma aplicação inicial de material betuminoso e seguido de duas aplicações subsequentes de material betuminoso cobertas respectivamente por agregados médios e miúdos. a) Especificações (DNER) - Granulometrica: especificar para 1ª, 2ª, e 3ª camada. - Ligantes: 1ª camada: 1,5 l/m 2 ; 2ª camada: 1,5 l/m 2 ; 3ª camada: 0,5 l/m 2 . - Agregados: 1ª camada: 36 kg/m 2 ; 2ª camada: 16 kg/m 2 ; 3ª camada: 7 kg/m 2 7.0- ESPESSURA DO REVESTIMENTO A espessura do revestimento betuminoso segundo o método DNER possui ligação direta com o nº N (número equivalente (N) de operações de um eixo tomado como padrão, durante o período de projeto escolhido com diferentes cargas e o eixo simples padrão com carga de 8,2 t (18.000 Ib). Espessura Mínima de Revestimento - A fixação da espessura mínima a adotar para os revestimentos betuminosos é um dos pontos ainda em aberto na engenharia rodoviária, quer se trate de proteger a camada de base dos esforços impostos pelo tráfego, quer se trate de evitar a ruptura do próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As espessuras a seguir recomendadas visam especialmente as bases de comportamento puramente granular e são definidas pelas observações efetuadas. N Espessura Mínima de Revestimento Betuminoso N ≤ 10 6 Tratamentos superficiais betuminosos 10 6 < N ≤ 5 x 10 6 Revestimentos betuminosos com 5,0 cm de espessura 5 x 10 6 < N ≤ 10 7 Concreto betuminoso com 7,5 cm de espessura 10 7 < N ≤ 5 x 10 7 Concreto betuminoso com 10,0 cm de espessura N > 5 x 10 7 Concreto betuminoso com 12,5 cm de espessura 8.0 - CBUQ SOBRE BASE DE PARALELEPÍPEDO O Concreto Betuminoso Usinado à Quente,cbuq, é um revestimento flexível, portanto possui um comportamento mecânico semelhante a ãnico semelhante a todos os revestimentos betuminosos flexíveis. São características destes revestimentos absorver apenas uma parcela das solicitações que o tráfego lhes impõe, em torno de 20%. O restante é transferido para as camadas inferiores que respondem pelos restantes 80%. Desta forma, o parelelepípedo como camada de base será solicitado tanto ou mais quanto era quando atuava como camada de revestimento em função do provável aumento das solicitações via tráfego novo. Ora ocomportamento mecânico da camada de paralelepípedo é de uma base semi rígida e existe a tendencia de reflexão das tensões sofridas para a camada superior. Desta forma, recomenda-se interpor uma camada betuminosa dita de sacrifício para absorver as tensões oriundas da reflexão. Esta camada atua como binder para somente então apoa camada final de cbuq. No entanto lembra- se que recapes asfálticos sobre pavimentos poliédricos necessitam ser dimensionados como pavimento novo, onde se aproveita a camada de base (paralelepípedo ou pedra poliédrica). É de suma importancia a sondagem para indicar as espessuras existentes abaixo do paralelepípedo, pois é muito comum os calçamento serem construidos sob colçhão de areia diretamente sobre o subleito. Recomenda-se igualmente verificar a necessidade de se efetuar previamente operações de tapa buracos e remendos profundos a fim de sanar deformações permanentes localizadas. Após esta etapa, é necessário efetuar o serviço conhecido como reperfilamento. Trata-se de operação regularizadora de deformações sobre a plataforma da via. É realizada com motoniveladora com espessura que na média varia em torno de 2 cm no máximo. Na sequência aplica-se a referida camada betuminosa de sacrificio e por último aplica-se o revestimento betuminoso (entre outros o cbuq). Concreto Betuminoso Usinado à Quente É a mistura de mais alta qualidade, em que um controle rígido na dosagem, mistura e execução deve atender a exigências de estabilidade, durabilidade, flexibilidade e resistência ao deslizamento preconizados pelas Normas Construtivas. Propriedades fundamentais das misturas de concreto betuminoso: Durabilidade, flexibilidade, estabilidade e resistência ao deslizamento. Materiais Utilizados: - Materiais betuminosos: CAP 30/45, 50/70, 85/100. - Agregados graúdos: Pedra Britada, escória britada, seixo rolado britado ou não - Agregados miúdos: areia, pó de pedra ou mistura de ambos. - Filer: Cimento Portland, cal, pó calcário, que atendem a seguinte granulometria: Peneiras % mínima passante nº 40 100 Nº 80 95 Nº 200 65 Equipamentos utilizados As usinas para estas misturas betuminosas podem ser descontínuas (de peso) ou usinas contínuas (de volume). Deverão ter unidade classificadora de agregado, misturadores capazes de produzir mistura uniforme, termômetro na linha de alimentação de asfalto, termômetro para registrar a temperatura dos agregados. Os depósitos de material betuminoso são providos de dispositivos para aquecer o material (serpentina elétrica) e não devem ter contato com chamas. Os depósitos para agregado são divididos em compartimentos (silos). As acabadoras são usadas para espalhar e conformar a mistura nos alinhamentos, nas cotas de projeto e abaulamentos requeridos. Os equipamentos para compressão normalmente usados são os rolos metálicos lisos, tipo tandem ou rolos metálicos liso vibratório com carga de 8 a 12 ton e rolos pneumáticos auto-propulsores que permitam a calibragem dos pneus de 35 a 120 lib/pol 2 , com peso variando de 5 a 35 ton. Os caminhões basculantes são usados para transporte da mistura devem ser providos de lonas. Esquema de Usina Contínua ou de Volume - Controles Normalmente são feitos os seguintes controles: - Qualidade do material betuminoso: feita através dos ensaios de Penetração, Ponto de Amolecimento, Viscosidade, Ponto de Fulgor. - Qualidade dos agregados: feita através dos ensaios de Granulometria, “Los Angeles” , Índice de Forma, Equivalente de areia, etc. - Quantidade de ligante na mistura: feita mediante o ensaio de Extração de betume, em amostras coletadas na pista para cada 8 horas de trabalho. - Controle da graduação da mistura de agregados: pelo ensaio de granulometria dos agregados resultantes da extração de betume (enquadrar nas especificações). - Controle das características Marshall da mistura: normalmente exige-se 2 ensaios Marshall com 3 corpos de prova cada, por dia de produção, retiradas depois da acabadora e antes da rolagem. A estabilidade, a fluência e os demais parâmetros medidos, devem ser comparados com os valores da dosagem. - Controle da compactação: pode ser feita através de anéis metálicos (10 cm de diâmetro ´ altura do pavimento - 5mm). Após a compressão mede-se a densidade aparente e compara-se com a de projeto. Também pode-se comparar a densidade aparente de projeto com a de corpos de prova extraídos após a compactação através de sondas rotativas. - Controle da temperatura: deverá ser controlada a temperatura do agregado no silo quente da usina, do ligante na usina, da mistura betuminosa na saída do misturadorda usina e da mistura no momento do espalhamento e início da rolagem. - Controle da espessura: permite-se uma variação de ± 10% da espessura de projeto. - Controle do acabamento da superfície: permite-se uma tolerância de 0,5 cm entre dois pontos. Parâmetros de interesse e das características Marshall da mistura No ensaio Marshall o principal aspecto de interesse é a análise de fatores como densidade, vazios, estabilidade e fluência. Após a confecção dos corpos de prova podem ser calculados os seguintes parâmetros: Densidade Real e Aparente (D,d), Porcentagem de Vazios (%vv), Porcentagem dos Vazios do agregado Mineral (%VAM) e Relação Betume-Vazios (RBV). Feitos estes cálculos iniciais, os corpos de prova são aquecidos até atingirem 60º e submetidos aos ensaios de Estabilidade e Fluência Marshall. Entende-se por estabilidade como sendo a grandeza que mede a resistência da massa asfáltica à aplicação de carga. Determina a carga máxima que a massa asfáltica pode suportar. O ensaio de estabilidade Marshall é feito por cisalhamento e não por compressão, pois sendo o concreto asfáltico uma camada de rolamento, o maior esforço solicitante é dado pela ação do tráfego, que é de cisalhamento, devido às cargas horizontais. Normalmente é expresso em Kg. A fluência é a medida do quanto a massa asfáltica pode “andar” (esmagar, deformar) sob ação cisalhante sem se romper. É a medida da elasticidade da massa. Se uma massa asfáltica “andar” muito, acarretará esmagamento da mistura e em consequência, ondulação à pista. É inconveniente também que a massa asfáltica “ande” pouco, pois ao sofrer ação de elevado carregamento, sem capacidade de mover-se pode trincar. 10.0 - CRITÉRIOS DE MEDIÇÃO A medição de um serviço de engenharia está diretamente ligada ao critério de aceitação da instituição contratante. A aceitação do serviço passa primeiro pela verificação do cronograma, da qualidade, da observação da especificação técnica e não necessariamente está atrelada à quantidade realizada na obra. Outro aspecto a ser observado é a perenidade do serviço, é preciso verificar se pela circunstãncias da obra o serviço realizado não poderá ser desmanchado e refeito. Na pavimentação é comum a necessidade de se refazer alguma camada de pavimento destruída pelo tráfego, por acidente ou pelas intempéries. Portanto, é necessário avaliar e cercar-se de cuidados para dar o aceite de uma etapa e remunerar mediante a medição. De preferencia o engenheiro fiscal deve sempre medir com uma margem de segurança a menor precavendo-se contra imprevistos. Caso a obra esteja com atraso na realização dos serviços, requer muita atenção na aceitação do serviços, pois via de regra, no intuito de recuperar os prazos as empresas sacrificam a qualidade e isto o engenheiro fiscal não pode compactuar. Deve-se zelar pela qualidade e atendimento das especificações técnicas por princípio. Na pavimentação urbana é necessário elaborar uma planilha de medição onde os quantitativos apareçam discriminados por rua, mesmo que a planilha de licitação esteja em números globais. Na instituição em que trabalho os contratos de empreitada são por realizados por preço global. Este tipo de contrato é aquele em que o contratado deve entregar a obra conforme prevê o projeto sem reajustes no prazo determinado. Esta situação indica a possibilidade de se efetuar medições em termos percentuais para as diversas etapas previstas no cronograma. Porém por uma tradição do setor de engenharia as medições são realizadas minuciosamente de acordo com as quantidades existentes na obra. Este procedimento provoca a desvantagem para o contratante de que se houver uma diferença entre quantidades para maior, haverá a necesidade de se aditar o contrato ou readequar a obra. Quando o contrato é por custo unitário não se pode precisar o valor final da obra, que pode ficar acima ou abaixo do custo referencia. Nestes casos cabe à fiscalização checar as quantidades exatas executadas no canteiro de obra. Aceite de cada Etapa: Para considerar uma determinada etapa de serviço concluída, o engenheiro fiscal deve solicitar a apresentação de alguns testes que certificam a qualidade do(s) serviço(s) realizados. Em uma obra de pavimentação urbana sugere-se os seguintes os ensaios a serem apresentados : PAVIMENTAÇÕES EM CBUQ – PMF – TRATAMENTOS (TST-TSD-TSS) ENSAIOS NECESSÁRIOS 1) Terraplenagem - Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia (Grau de Compactação) – Norma DNER-ME 092/94 - mínimo 1 ensaio a cada 100 m de pista. 2) Reforço do Subleito - Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia (Grau de Compactação) – Norma DNER-ME 092/94 - mínimo 1 ensaio a cada 100 m de pista. 3) Regularização e Compactação do Subleito - Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia (Grau de Compactação) – Norma DNER-ME 092/94 - mínimo 1 ensaio a cada 100 m de pista. 4) Sub-base e Base - Análise Granulométrica dos Agregados – Norma DNER-ME 083/98 – mínimo 1 ensaio a cada 100 m de pista; - Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia (Grau de Compactação) – Norma DNER-ME 052/94 ou 088/94 e Norma DNER-ME 092/94 (de acordo com a Norma DNIT 141/2010-ES) - mínimo 1 ensaio a cada 100 m de pista. 5) Revestimento com Tratamento (TST) Controle de Taxas de Aplicação e espalhamento – Norma DNIT 148/2012- ES: - Taxa de Ligante Asfáltico (mediante a colocação de bandejas de massa e área conhecidas na pista onde está sendo feita a aplicação) – mínimo 1 ensaio a cada 800 m2 de pista; - Taxa de Agregados (mediante a colocação de bandejas de massa e área conhecidas, na pista onde estiver sendo feito o espalhamento) – mínimo 1 ensaio a cada 600 m2 de pista. 6) Revestimento em CBUQ / PMF - Determinação da espessura do revestimento com a extração de corpos de prova com a utilização de sonda rotativa (medir a altura do corpo-de-prova com paquímetro, em quatro posições equidistantes, e adotar como altura o valor da média aritmética das quatro leituras) - mínimo 1 ensaio a cada 700 m2 de pista; - Percentagem de Betume – Norma DNER-ME 053/94 – mínimo 1 ensaio a cada 700 m2 de pista; - No caso de revestimento com CBUQ, verificar a temperatura da mistura, para todas as cargas, no momento da distribuição na pista e rolagem. A temperatura da mistura não deve ser inferior a 120°C. DER (ES-P 21-05 cbuq). 11.0 - Referências Bibliográficas DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRURA DE TRANSPORTES, DNIT Manual de Pavimentação, 2006. DE SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo: Editora PINI, 1997. GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ, Secretaria de Estado de Desenvolvimento Urbano – SEDU: Serviço Social Autônomo – PARANACIDADE, Curitiba. Manual de Critérios de Elegibilidade do Programa Paraná Urbano, 1996, p.3 - 4. GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ, Secretaria de Estado de Desenvolvimento Urbano – SEDU: Serviço Social Autônomo – PARANACIDADE, Curitiba. Manual de Critérios de Elegibilidade de Projetos do Programa de Investimentos em Infra-Estrutura Básica Municipal, 2003. SILVEIRA, L.A.X. Contribuição para um modelo de seleção de revestimentos de pavimentos em ambientes urbanos (caso de curitiba), dissertação de mestrado, Ufpr, 2003, Curitiba. SOUZA, J.O. de. Estradas de rodagem. São Paulo: Livraria Nobel, 1981. SANTANNA, J. A. G. Notas de Aula de Terraplenagem, Disciplina de Construção de Estradas e Vias Urbanas, U.F.J.F., 1994.
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