Aula 12 Pavimentação asfáltica

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ESTRADAS
Aula 12 – Pavimentação
Curitiba, 17 de maio de 2021.
Prof.ª MSc. Larissa Vieira
Bibliografias sobre Pavimentação
Manual de Pavimentação DNIT
http://www1.dnit.gov.br/arquivos
_internet/ipr/ipr_new/manuais/
Manual%20de%20Pavimenta%E7
%E3o_05.12.06.pdf
Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para 
Engenheiros
http://www.abeda.org.br/livro-pavimentacao/
http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/Manual%20de%20Pavimenta%E7%E3o_05.12.06.pdf
http://www.abeda.org.br/livro-pavimentacao/
Pavimento
• Definição: “Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras
finitas, construída sobre a superfície final de terraplenagem, destinada técnica e
economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do
clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com
conforto, economia e segurança.”
• O pavimento rodoviário pode ser classificado em dois tipos básicos:
RÍGIDOS FLEXÍVEIS
Pavimento rígido
• Também chamados de pavimento de concreto de cimento Portland;
• O revestimento é uma placa de concreto, que pode ser armada ou não;
• A espessura é fixada em função da resistência à flexão das placas e da resistência das
camadas adjacentes.
Pavimento flexível:
• O revestimento é constituído por umamistura de agregados e ligantes asfálticos
• É formado por 4 camadas principais: revestimento asfáltico, base, sub-base e
reforço do subleito;
• As camadas da estrutura são assentadas sobre o subleito (plataforma da estrada
terminada após a terraplenagem).
Pavimento flexível
• Nos pavimentos asfálticos, as camadas de base, sub-base e reforço do subleito são
de grande importância estrutural;
• Limitar as tensões e deformações na estrutura do pavimento por meio da
combinação de materiais e espessuras as camadas constituintes, é o objetivo da
mecânica dos pavimentos.
Pavimentos rígidos x flexíveis
• A sub-base pode ser de material granular ou material estabilizado com cimento;
• O reforço do subleito pode ser de material granular, solos ou misturas de solos,
sem adição de agentes cimentantes.
Pavimentos rígidos x flexíveis
• A base e sub-base podem ser de material granular ou material estabilizado com
cimento (pavimento semirrígido);
• O reforço do subleito pode ser de material granular, solos ou misturas de solos,
sem adição de agentes cimentantes.
Pavimentos rígidos x flexíveis
• Os revestimentos das estruturas de pavimento em geral são submetidos a esforços
de compressão e de tração devidos à flexão, ficando as demais camadas
submetidas principalmente à compressão;
Pavimentos rígidos x flexíveis
• Pavimentos rígidos: elevada rigidez do revestimento em relação às demais camadas
→ as cargas de superfície são distribuídas por uma grande área em relação à área de
contato pneu-pavimento → alívio das tensões transmitidas às camadas subjacentes;
• Pavimentos asfálticos: rigidez do revestimento em relação às demais camadas
granulares não é tão elevada → tensões compartilhadas entre as diversas camadas,
proporcionalmente à rigidez (material e espessura) → as cargas de superfície são
distribuídas numa área mais restrita.
A estrutura do pavimento
• O pavimento deve ser dimensionado para o tráfego previsto no período de
projeto e para as condições climáticas a que estará sujeito;
• As diferentes camadas devem resistir aos esforços solicitantes e transferi-los, por
sua vez, às camadas subjacentes;
• As tensões e deformações as quais a estrutura está sujeita dependem principalmente
da espessura das camadas e da rigidez dos materiais.
Agregados utilizados em revestimentos asfálticos
• Agregado é um termo genérico para areias, pedregulhos e rochas minerais em seu
estado natural ou britadas em seu estado processado;
• Deve apresentar propriedades de modo a suportar tensões impostas na superfície
do pavimento e também em seu interior;
• O desempenho das partículas depende 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.
Classificação dos agregados
• Quanto à natureza:
– Natural: são aqueles provenientes de fontes de ocorrência natural e obtidos por
processos convencionais de desmonte, escavação ou dragagem;
– Exemplos: pedregulhos, britas, seixos, areias etc.;
– Podem ser empregados em pavimentação na forma e tamanho como se encontram na
natureza, ou podem ainda passar por processamentos como a britagem.
Classificação dos agregados
• Quanto à natureza:
– Artificial: são resíduos de processos industriais, tais como a escória de alto-forno e de
aciaria, ou fabricados especificamente com o objetivo de alto desempenho, como a argila
calcinada e a argila expandida;
– Reciclado: são provenientes de reuso de materiais diversos, tais como reciclagem de
revestimentos asfálticos ou resíduos de construção civil.
Classificação dos agregados
• Quanto ao tamanho:
– Graúdo: é o material com dimensões maiores do que 2,0 mm, ou seja, retido na peneira
nº 10. Exemplos: britas, cascalhos, seixos etc.;
– Miúdo: é o material com dimensões maiores que 0,075mm e menores que 2,0mm. É o
material que é retido na peneira de nº 200, mas que passa na de abertura nº 10.
Exemplos: areias, o pó de pedra etc.;
– Material de enchimento (fíler): é o material onde pelo menos 65% das partículas é
menor que 0,075mm, correspondente à peneira de nº 200, e.g., cal hidratada, cimento
Portland etc.
Classificação dos agregados
• Quanto à distribuição dos grãos:
Classificação dos agregados
• Quanto à distribuição dos grãos:
– //
Classificação dos agregados
• Quanto à distribuição dos grãos:
– Graduação densa ou bem graduada: apresenta distribuição granulométrica contínua,
próxima à de densidade máxima;
– Graduação aberta: apresenta distribuição granulométrica contínua, mas com insuficiência
de material fino (menor que 0,075mm) para preencher os vazios entre as partículas
maiores, resultando em maior volume de vazios;
– Graduação uniforme: apresenta a maioria de suas partículas com tamanhos em uma
faixa bastante estreita;
– Graduação com degrau ou descontínua: apresenta pequena porcentagem de agregados
com tamanhos intermediários, formando um patamar na curva granulométrica
correspondente às frações intermediárias.
Características dos agregados
• Tamanho e graduação
– O tamanho máximo do agregado e sua graduação são controlados por especificações
que prescrevem a distribuição granulométrica a ser usada para uma determinada
aplicação;
– Por exemplo, a espessura mínima de execução de uma camada de concreto asfáltico
determina diretamente o tamanho máximo do agregado usado nessa mistura asfáltica;
– A distribuição granulométrica assegura a estabilidade da camada de revestimento
asfáltico, por estar relacionada ao entrosamento entre as partículas e o consequente atrito
entre elas.
Características dos agregados
• Tamanho e graduação
Características dos agregados
• Limpeza
– Alguns agregados contêm certos materiais que os tornam impróprios para utilização em
revestimentos asfálticos: vegetação, conchas, grumos de argila etc.;
– As especificações de serviço apresentam limites aceitáveis para a presença desses
materiais;
– A limpeza dos agregados pode ser verificada visualmente, mas uma análise
granulométrica com lavagem é mais eficiente;
– Ensaio de equivalente de areia (DNER-ME 054/97): determina a proporção relativa
de materiais do tipo argila ou pó em amostras de agregados miúdos.
Para que o agregado possa ser utilizado em
concreto asfáltico, o equivalente de areia deve ser
de pelo menos 55%.
Características dos agregados
• Resistência à abrasão:
– Durante o processo de manuseio e execução de revestimentos asfálticos, os agregados
estão sujeitos a quebras e abrasão;
– A abrasão ocorre também durante a ação do tráfego;
– Eles devem apresentar habilidade para resistir a quebras, degradaçãoe desintegração;
– Ensaio comumente utilizado para medir a resistência à abrasão: Los Angeles.
Valores limite são apontados nas 
especificações (geralmente entre 40 
e 55%)
Características dos agregados
• Textura superficial:
– Influi na trabalhabilidade, na adesividade, e na resistência ao atrito e ao cisalhamento
das misturas asfálticas para pavimentação;
– À medida que aumenta a rugosidade do agregado, há uma tendência de perda de
trabalhabilidade da mistura asfáltica e de crescimento da resistência ao cisalhamento
dessa mistura, bem como do teor de ligante asfáltico de projeto.
Características dos agregados
• Forma das partículas
– Influi na trabalhabilidade e resistência ao cisalhamento das misturas asfálticas e muda a
energia de compactação necessária para se alcançar certa densidade;
– Partículas irregulares ou de forma angular tais como pedra britada, cascalhos e algumas
areias de brita tendem a apresentar melhor intertravamento entre os grãos
compactados;
– A forma das partículas é caracterizada pela determinação do índice de forma (f) pelo
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.
Características dos agregados
• Absorção:
– A porosidade de um agregado é normalmente indicada pela quantidade de água que ele
absorve quando imerso;
– Um agregado poroso irá também absorver ligante asfáltico, consumindo parte do ligante
necessário para dar coesão a uma mistura asfáltica;
– É dada pela relação entre a massa de água absorvida pelo agregado graúdo após 24 horas
de imersão e a massa inicial de material seco (DNER-ME 081/98).
A
Características dos agregados
• Adesividade ao ligante asfáltico:
– O efeito da água em separar ou descolar a película de ligante asfáltico da superfície do
agregado pode torná-lo inaceitável para uso em misturas asfálticas (agregado hidrófilo);
– Agregados com alta adesividade em presença de água são denominados de hidrofóbicos
e são desejáveis para utilização em misturas asfálticas.
Características dos agregados
• Sanidade:
– Alguns agregados que inicialmente apresentam boas características de resistência podem
sofrer processos de desintegração química quando expostos às condições
ambientais no pavimento;
– A característica de resistência à desintegração química é quantificada através de
ensaio que consiste em atacar o agregado com solução saturada de sulfato de sódio ou de
magnésio, em cinco ciclos de imersão com duração de 16 a 18 horas, à temperatura de
21° C, seguidos de secagem em estufa (método DNER-ME 089/94);
– A perda de massa resultante desse ataque químico ao agregado deve ser de no máximo
12%.
Ligantes asfálticos
• Na maioria dos países do mundo, a pavimentação asfáltica é a principal forma
de revestimento;
• No Brasil, cerca de 95% das estradas pavimentadas são de revestimento asfáltico,
além de ser também utilizado em grande parte das ruas;
• Há várias razões para o uso intensivo do asfalto em pavimentação, sendo as
principais: proporciona forte união dos agregados, agindo como um ligante que
permite flexibilidade controlável; é impermeabilizante, durável e resistente, podendo
ser utilizado aquecido ou emulsionado, em amplas combinações de esqueleto
mineral, com ou sem aditivos.
Ligantes asfálticos
• O asfalto utilizado em pavimentação é um ligante
betuminoso que provém da destilação do petróleo e que
tem a propriedade de ser um adesivo termoviscoplástico,
impermeável à água e pouco reativo.
• A baixa reatividade química a muitos agentes não evita
que esse material possa sofrer, no entanto, um processo de
envelhecimento por oxidação lenta pelo contato com o ar
e a água;
• No Brasil utiliza-se a denominação CAP (cimento
asfáltico de petróleo) para designar esse produto
semissólido a temperaturas baixas, viscoelástico à
temperatura ambiente e líquido a altas temperaturas
Ligantes asfálticos
• Quase todo o asfalto em uso hoje em dia é obtido
do processamento de petróleo bruto (ou cru)
em plantas especiais denominadas refinarias;
• O refino é o conjunto de processos de separação
e/ou transformação dos constituintes do petróleo;
• Existem diferentes processos de refino de petróleo
que produzem os ligantes asfálticos;
• O mais antigo é o da destilação direta, que pode
ser realizada em um ou dois estágios.
Ligantes asfálticos
• Os tipos de ligantes asfálticos existentes no mercado brasileiro são denominados:
a) cimentos asfálticos de petróleo (CAP);
b) asfaltos diluídos (ADP);
c) emulsões asfálticas (EAP);
d) asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial;
e) asfaltos modificados por polímero (AMP) ou por borracha de pneus (AMB);
f) agentes rejuvenescedores (AR e ARE).
Ligantes asfálticos
• Cimento asfáltico de petróleo (CAP): denominação genérica do asfalto,
acompanhada da especificação do ensaio de penetração;
• A penetração é a profundidade, em décimos de milímetro, que uma agulha de massa
padronizada (100g) penetra numa amostra de volume padronizado de cimento
asfáltico, por 5 segundos, à temperatura de 25ºC.
Ligantes asfálticos
• Asfaltos diluídos (ADP): são produzidos pela adição de um diluente volátil, obtido
do próprio petróleo, que varia conforme o tempo necessário para a perda desse
componente adicionado, restando o asfalto residual após a aplicação.
• O diluente serve apenas para baixar a viscosidade e permitir o uso à temperatura
ambiente;
• A denominação dos tipos é dada segundo a velocidade de evaporação do solvente:
– Cura rápida (CR), cujo solvente é a gasolina ou a nafta;
– Cura média (CM), cujo solvente é o querosene.
Ligantes asfálticos
• Asfaltos diluídos (ADP):
– O principal uso do asfalto diluído na pavimentação é no serviço de imprimação de base
de pavimentos;
– Há uma tendência cada vez mais acentuada de redução de seu emprego devido a
problemas de segurança e meio ambiente.
Ligantes asfálticos
• Emulsões Asfálticas (EAP): uma emulsão é definida como uma dispersão estável
de dois ou mais líquidos imiscíveis → no caso da emulsão asfáltica (EAP) os dois
líquidos são o asfalto e a água;
• As designações das classes das emulsões brasileiras são feitas em função:
(i) do tempo necessário para que ocorra a ruptura, dividida em lenta, média ou rápida;
(ii) do teor de asfalto contido na mesma; e
(iii) da carga iônica.
Ligantes asfálticos
• Exemplos de aplicações das emulsões asfálticas:
– Pintura de ligação;
– Imprimação;
– Tratamentos antipó;
– Macadame betuminoso;
– Pré misturado a frio;
– Lama asfáltica;
– Microrrevestimento asfáltico a frio.
Ligantes asfálticos
• Asfaltos modificados por polímeros (AMP):
– Para condições de volume de veículos comerciais e peso por eixo crescente, ano a ano,
em rodovias especiais ou nos aeroportos, em corredores de tráfego pesado canalizado e
para condições adversas de clima, com grandes diferenças térmicas entre inverno e
verão, tem sido cada vez mais necessário o uso de modificadores das propriedades dos
asfaltos;
– Entre esses, citam-se polímeros de vários tipos que melhoram o desempenho do ligante.
Ligantes asfálticos
• Asfaltos modificados por borracha (AMB):
– Uma forma alternativa de se incorporar os benefícios de um polímero ao ligante asfáltico,
e ao mesmo tempo reduzir problemas ambientais, é utilizar a borracha de pneus
inservíveis em misturas asfálticas.
Ligantes asfálticos
Ligantes asfálticos
Ligantes asfálticos
• Agentes rejuvenescedores:
– Com o passar do tempo, o ligante asfáltico vai perdendo alguns de seus componentes e
sofre certo enrijecimento;
– Uma das técnicas atuais de recuperação da flexibilidade do ligante é a reciclagem a
quente ou a frio;
– Para isso, é utilizado um produto especialmente preparado para funcionar como um
repositor de frações maltênicas do ligante envelhecido, chamado agente
rejuvenescedor.
Materiais de base, sub-base e reforço do subleito
• São classificados segundo seu comportamentofrente aos esforços em:
– Materiais granulares e solos;
– Materiais estabilizados quimicamente ou cimentados; e
– Materiais asfálticos.
Materiais de base, sub-base e reforço do subleito
• Os materiais mais empregados em pavimentação da classe dos granulares e solos
são:
– Brita graduada simples (BGS);
– Bica ou brita corrida;
– Macadame hidráulico;
– Macadame a seco;
– Misturas estabilizadas granulometricamente (estabilizadas por combinação de materiais
para atender certos requisitos ou mecanicamente);
– Solo-agregado;
– Solo natural;
– Solo melhorado com cimento ou cal.
Brita graduada simples Bica corrida
Macadame Solo brita
Saibro
Rachão
Materiais de base, sub-base e reforço do subleito
• Os materiais cimentados mais frequentes são:
– Brita graduada tratada com cimento (BGTC);
– Solo-cimento;
– Solo-cal;
– Solo-cal-cimento;
– Concreto rolado (CCR – concreto compactado a rolo).
Materiais de base, sub-base e reforço do subleito
• As misturas asfálticas são:
– Solo-asfalto;
– Solo-emulsão;
– Macadame betuminoso; e
– Base asfáltica de módulo elevado.