Aula011-Tipos de Revestimentos Asfalticos

ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto

Bloco 4

Tipos de Revestimentos Asfálticos


AutoriaAutoria

As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores:

Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo

Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro

Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará


Lista dos assuntos do CD completoLista dos assuntos do CD completoEste CD contém 30 aulas, em 10 blocos organizados por assunto:

Bloco 1 – Introdução

Bloco 2 – Asfaltos

Bloco 3 – Agregados e Fíler

Bloco 4 – Tipos de Revestimentos Asfálticos

Bloco 5 – Dosagem de Misturas Asfálticas e de Tratamento Asfáltico

Bloco 6 – Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas

Bloco 7 – Materiais de Bases e Soluções de Pavimentação Asfáltica

Bloco 8 – Técnicas Executivas

Bloco 9 – Avaliação de Pavimentos Asfálticos

Bloco 10 – Técnicas de Restauração e Reabilitação de Pavimentos Asfálticos


ObservaçãoObservação

O conteúdo das aulas aqui apresentadas tem caráter educacional e foi elaborado pelos quatro autores a partir das respectivas experiências em ensino, pesquisa e extensão. As informações possuem a contribuição de alunos e profissionais envolvidos nestas atividades.

Na melhor de suas possibilidades, os autores registraram o crédito devido nas diversas informações, incluindo fotos e figuras. Nenhuma informação deverá ser entendida como conselho ou recomendação dequalquer ordem.

Os materiais referidos não poderão ser copiados, reproduzidos, adaptados, publicados ou distribuídos em qualquer forma sem o consentimento prévio dos autores.


Revestimentos AsfálticosRevestimentos Asfálticos

Na maioria dos pavimentos brasileiros usa-se como revestimento:

uma mistura de agregados minerais de vários tamanhos e várias fontes com ligantes asfálticos,

que de forma adequadamente proporcionada e processada garantam ao pavimento executado os requisitos de:

impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, resistência à fadiga e resistência à fratura na tração térmica,

de acordo com o clima e o tráfego previstos para o local.


Requisitos TécnicosRequisitos Técnicos

Os requisitos técnicos e de qualidade de um pavimento asfáltico serão atendidos

com um projeto adequado de estrutura do pavimento;

com projeto de dosagem da mistura asfáltica compatível com as outras camadas escolhidas.

Esta dosagem passa:

pela escolha adequada de materiais dentro dos requisitos comentados nas aulas anteriores,

proporcionados de forma a atenderem padrões e critérios pré-estabelecidos de comportamento mecânico e desempenho.


Tipos de Revestimentos AsfálticosTipos de Revestimentos Asfálticos

Nos casos mais comuns, até um determinado volume de tráfego, um revestimento asfáltico de um pavimento novo pode ser composto por um único tipo de mistura asfáltica.

Neste caso esta mistura pode se distinguir:quanto ao local de fabricação, como obtida em usina específica (misturas usinadas) ou preparada na própria pista (tratamentos superficiais);

quanto à temperatura de misturação: misturas a quente (uso de CAP) ou a frio (uso de EAP);

as misturas usinadas ainda podem ser separadas, quanto à composição granulométrica, em densas, abertas e descontínuas.



Em casos de recomposição da capacidade estrutural ou funcional, além destes tipos descritos, é possível o uso de outros tipos de misturas asfálticas

que se processam em usinas móveis especiais, que promovem a mistura agregados-ligante imediatamente antes da colocação no pavimento, podendo ser separadas em:

• misturas novas relativamente fluidas (lama asfáltica e microrrevestimento); e

• misturas recicladas com uso de fresadoras –recicladoras.



Tipos de revestimentos asfálticos:misturas usinadas e fabricadas na pista.

Misturas usinadas:densas: concreto asfáltico, areia-asfalto, pré-misturado a frio;descontínuas: SMA, porosa, “gap-graded”.

Fabricadas na pista:tratamentos superficiais por penetração.

Microrrevestimentos.

Lama asfáltica.

Misturas recicladas:usinadas ou fabricadas na pista.


Misturas UsinadasMisturas Usinadas

Exemplo de usina


Exemplo de Usina de CAExemplo de Usina de CA


Exemplo de Pedreira Obtenção de AgregadosExemplo de Pedreira Obtenção de Agregados


Vibroacabadora de Distribuição da Massa AsfálticaVibroacabadora de Distribuição da Massa Asfáltica


Exemplo de VibroacabadoraExemplo de Vibroacabadora


Exemplo de Rolo CompactadorExemplo de Rolo Compactador


Rolos Compactadores de Pneus e LisoRolos Compactadores de Pneus e Liso


Revestimento Feito na PistaRevestimento Feito na Pista


Tratamento superficialTratamento superficial(Fotos: BR Distribuidora)


Tratamento superficialTratamento superficial(Fotos: BR Distribuidora)


Microrevestimento a frioMicrorevestimento a frio(Fotos: BR Distribuidora)


Reciclagem: Exemplos de EquipamentosReciclagem: Exemplos de Equipamentos

Nesta obra foi espargido cimento antes que a

WR 2500 começasse a trabalhar, devido a sua

potência, capaz de empurrar com facilidade

os carros tanque de água e betume.


31% CAPcom aditivos

9% CAP especiais

60% CAP modificado

Uso de Ligantes Asfálticos no MundoUso de Ligantes Asfálticos no Mundo

96% CAP convencional 4% CAP não convencional

7% asfalto borracha

78% elastomérico

13% plastomérico

2% outros

fonte: PIARC 1998


Comparação de GranulometriaComparação de Granulometria

aberto(open graded)

descontínuo(gap graded)

denso


Exemplo de CA Denso e AbertoExemplo de CA Denso e Aberto

Falta uma foto de CPA (esqueci)


Mistura asfáltica usinadaa quente aberta ( revestimento drenante)

Concreto asfáltico denso

Concreto asfáltico aberto como “binder” ou camada de ligação


Tipos de MisturasTipos de MisturasA quente

Pré-misturados: denso ou aberto (PMQ);Concreto asfáltico (CA) ou Concreto betuminoso usinadoa quente (CBUQ) Argamassa betuminosa: areia asfalto (AAUQ);Reciclagem (em usina ou in situ).

A frioEm usina:

pré-misturado (PMF) denso, semidenso ou aberto.

No local: tratamento superficial (TSS, TSD, TST);lama asfáltica e microrrevestimento (“usina in situ”);reciclagem.


Misturas Usinadas DensasMisturas Usinadas Densas

Concreto asfálticoMistura mais resistente entre todas em todos os aspectos.

Convencional: CAP e agregados bem graduados (graúdo, miúdo e de enchimento) aquecidos.

Especiais:com asfalto modificado com polímero ou com borracha moída de pneu;com asfalto duro: misturas de módulo elevado (MME) – “EME”, BBTM, etc.

Composição diferenciada do agregado:SMA = “stone matrix agregate” camada porosa de atrito (CPA) ⇒ aberta


Aplicação de CAAplicação de CA


Compactação e Aspecto FinalCompactação e Aspecto Final

Camada descontínua (Leite,2002)


Camada Porosa de Atrito sobre CACamada Porosa de Atrito sobre CA

(Leite,2002)


Estrutura do Pavimento da Rodovia I-40 (EUA)Estrutura do Pavimento da Rodovia I-40 (EUA)

1,25 cm CPA - AMB

5 cm CBUQ - AMB

7,5 cm CBUQ

Laje CCP Trincada

Subleito

(Leite,2002)


Misturas Usinadas DensasMisturas Usinadas Densas

Areia – asfalto

Em regiões onde não existem agregados pétreos graúdos, utiliza-se como revestimento uma argamassa de areia e ligante que terá menor resistência às deformações permanentes e maior consumo de ligante.

Pode ser: a quente (com CAP), que é a melhor, ou a frio (com EAP).


Misturas Usinadas a FrioMisturas Usinadas a Frio

Pré-misturado a frio:Agregados graúdos, miúdos e de enchimento a temperatura ambiente, misturados com EAP.

Podem ser:

Densos – graduação contínua – volume de vazios baixo;

Abertos – graduação aberta – volume de vazios alto;

Usos: revestimento de ruas e estradas de baixo volume de tráfego, como camada intermediária (com CA superposto) e em operações de manutenção.


Misturas Usinadas EspeciaisMisturas Usinadas Especiais

SMA – uso de faixa granulométrica descontínua, porém de mistura densa, e CAP modificado por polímero.

CPA – uso de faixa granulométrica aberta e CAP modificado por polímero; alto volume de vazios para proporcionar alta permeabilidade.

Descontínua densa “gap- graded” – faixa granulométrica especial que resulta em textura aberta, que tem sido utilizada com asfalto –borracha.


SMAStone Matrix Asphalt(matriz pétrea asfáltica)


Mistura Asfáltica SMAMistura Asfáltica SMA

Definição e princípio de funcionamento:

Mistura de graduação descontínua, densa, a quente;

Grande proporção de agregado graúdo (≥ 70%);

Esqueleto mineral responsável pelo contato grão/grão (resistência e dissipação do carregamento);

Formação do mástique asfáltico (durabilidade): ligante asfáltico + fíler + finos minerais (fração areia) + fibras.


Mistura Asfáltica SMAMistura Asfáltica SMA

Detalhe do esqueleto mineral da mistura SMA

mástique asfáltico:ligante asfáltico + fíler + finos minerais + fibras

agregados graúdos


Matriz Pétrea

fílerFração

+ areia + asfalto

Mástique

++SMA

Apud Horst Erdlen, 2004

Fibras


SMACA


Exemplo de Composição Granulométrica SMA Via Anchieta D 0/11SExemplo de Composição Granulométrica SMA Via Anchieta D 0/11S

(Bernucci, 2004)


Algumas Aplicações da Mistura Asfáltica SMAAlgumas Aplicações da Mistura Asfáltica SMA

Vias com alta freqüência de caminhões;

Interseções;

Em áreas de carregamento e descarregamento de cargas;

Em rampas, pontes, paradas de ônibus, faixas de ônibus;

Pistas de aeroporto;

Estacionamentos;

Portos.


Exemplos de Aplicação Urbana de SMAExemplos de Aplicação Urbana de SMA


Alemanha: Uso de SMA em Pátios de PortosAlemanha: Uso de SMA em Pátios de Portos


SMA Aeroporto FrankfurtSMA Aeroporto Frankfurt


SMA Autódromo de SilvestoneSMA Autódromo de Silvestone


Exemplo de Estrutura de Pavimento na AlemanhaExemplo de Estrutura de Pavimento na Alemanha

4 cm de SMA camada de revestimento

8 cm de camada de binder

22 cm de base asfáltica


Características de Desempenho da Mistura Asfáltica SMACaracterísticas de Desempenho da Mistura Asfáltica SMA

Boa estabilidade a elevadas temperaturas;

Boa flexibilidade a baixas temperaturas;

Elevada resistência ao desgaste;

Elevada adesividade entre os agregados minerais e o ligante;

Boa resistência a derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento;

Redução do “spray” ou borrifo de água;

Redução do nível de ruído.


Exemplo de Redução de “Spray”Exemplo de Redução de “Spray”


Exemplo de Redução de “Spray”Exemplo de Redução de “Spray”


Exemplo de Macrotextura e Matriz Pétrea de SMAExemplo de Macrotextura e Matriz Pétrea de SMA


Exemplo de Faixa Granulométrica Típica de Mistura Usinada Descontínua tipo SMAExemplo de Faixa Granulométrica Típica de Mistura Usinada Descontínua tipo SMA

Limites da faixa SMA/011S alemã


Comparação entre Curvas Granulométricas de Três Tipos de Misturas UsinadasComparação entre Curvas Granulométricas de Três Tipos de Misturas Usinadas

Comparação entre as faixas granulométricas

Apud Mourão, 2003


Comparação entre Composição Granulométrica de um Concreto Asfáltico Denso e um tipo SMA

Comparação entre Composição Granulométrica de um Concreto Asfáltico Denso e um tipo SMA

Apud Mourão, 2003


Camada Porosa de Atrito

Concreto Asfáltico Drenante


Camada Porosa de AtritoDrenanteCamada Porosa de AtritoDrenante

Reduz o risco de hidroplanagem ou aquaplanagem;

Aumenta a aderência do pneu/pavimento;

Reduz as distâncias de frenagem sob chuva;

Reduz os níveis de ruído do tráfego;

Aumenta a segurança, reduzindo o número de acidentes;

Diminui o spray ou cortina de água durante chuvas.


Camada Porosa de AtritoCamada Porosa de Atrito

Aumento da distância de visibilidade e diminuição da cortina de água


Efeito da Camada Porosa de Atrito na Aderência Pneu/PavimentoEfeito da Camada Porosa de Atrito na Aderência Pneu/Pavimento

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

40 50 60 70 80 90 100 110 120

Coeficiente de atrito longitudinal

Velocidade (km/h)

Concreto drenante 0/10

Concreto denso 0/10

( Tráfego: de 1 a 5 milhões de caminhões pesados)

COMPARAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO LONGITUDINAL DOS CONCRETOSASFÁLTICOS DRENANTE E DENSO (BONNOT, 1997)


Características dos Materiais Empregados em CPACaracterísticas dos Materiais Empregados em CPA

1. Liganteo ligante utilizado deverá ter:

baixa suscetibilidade térmica; alta resistência ao envelhecimento.

a utilização de ligantes modificados com polímeros visa atender estas exigências técnicas.

2. Agregados100% de material britado;desgaste Los Angeles máximo de 30%;índice de forma dos agregados, cúbica (>0,5);absorção de água para cada fração, máximo de 2%;sanidade, perda inferior a 12%.


Especificações para Faixas Granulométricas CPAEspecificações para Faixas Granulométricas CPA

1 2 3 4 5 6 7 8 9Peneiras

3/4" 100 1001/2" 100 100 100 100 75 a 100 100 70 a 100 100 1003/8" 80 a 100 95 a 100 80 a 100 80 a 90 60 a 80 70 a 90 50 a 80 75 a 90 70 a 90Nº 4 20 a 40 30 a 50 25 a 70 40 a 50 32 a 46 15 a 30 18 a 30 25 a 50 20 a 40N° 8 12 a 20 5 a 15 12 a 20 10 a 18 10 a 18 10 a 22 10 a 22 5 a 15 5 a 20Nº 30 8 a 14 6 a 12 6 a 12 6 a 13 6 a 13Nº 80 2 a 8

Nº 200 3 a 5 2 a 5 3 a 9 3 a 6 3 a 6 3 a 6 3 a 6 2 a 5 0 a 4

1. DIRENG – Infraero – espessura 2,0 cm;

2. FHWA – Federal Highway Administration

EUA – espessura 1,3 a 2,5 cm;

3. FAA – espessura 2,0 cm;

4. Espanha P-10 – espessura 3,0 a 4,0 cm;

5. Espanha P-12 – espessura 3,0 a 4,0 cm;

6. Espanha PA-10 – espessura 4,0 cm

7. Espanha PA-12 – espessura 4,0 cm

8. África do Sul – espessura 1,9 a 2,5 cm;

9. faixa TSU – Dersa – Brasil.


Características de Dosagem da Mistura CPACaracterísticas de Dosagem da Mistura CPA

Dosagem da mistura

corpos de prova moldados segundo a metodologia Marshall, com 50 golpes por face;

perda de massa no ensaio Cântabro limitada a 20%;

o índice de vazios deve ficar entre 18% a 25%;

resistência à tração de, no mínimo, 0,6MPa.


Exemplos da Utilização da Camada Porosa de Atrito no BrasilExemplos da Utilização da Camada Porosa de Atrito no Brasil

1. Aeroporto Santos Dumont

Pista principal mede 1.323m de comprimento por 45m de largura;

No ano de 1987, foi executado um pavimento superposto na pista principal e sobre esta aplicada uma CPA nos 923m centrais da pista principal;

Coeficiente mínimo de atrito a ser adotado: 0,61;

Esta camada de CPA foi renovada em 2003 nos pontos de maior uso para manter o atrito, visto que houve colmatação dos vazios e perda de capacidade drenante.


Camada Porosa de Atrito Aeroporto Santos DumontCamada Porosa de Atrito Aeroporto Santos Dumont



2. Rodovia dos Imigrantes (1998)

Restauração através de fresagem, seguida de recapeamento, com uma espessura de 5 cm ao longo;

As obras de abril a julho de 1998, entre os Km 11,5 e 30.



3. Rodovia Presidente Dutraem três quilômetros nas três faixas e no acostamento.

as condições anteriores àrestauração eram precárias, com buracos, trincamento generalizado e bombeamento de material da base na superfície.

fresagem do revestimento existente ou recomposição do greide com caimento de 3%.

camada de 2cm de micro-revestimento asfáltico a frio;

aplicação da CPA com 4cm.


Tratamentos Superficiais


Tratamentos SuperficiaisTratamentos Superficiais

Aplicação de ligantes asfálticos e agregados sem mistura prévia na pista, com posterior compactação, que promove o recobrimento parcial e a adesão entre agregados e ligantes.

Podem ser:

TS – tratamento superficial simples

TSD - tratamento superficial duplo

TST - tratamento superficial triplo

TAP - tratamento superficial de condição particular contra pó


Tratamento SuperficialTratamento Superficial

Construção de um Tratamento Superficial Simples

Aplicação do asfalto: sobre a base imprimada, curada e isenta de material solto, aplica-se um banho de asfalto com carro-tanque provido de barra espargidora.

Espalhamento da brita: após a aplicação do ligante, efetua-se o espalhamento do agregado, de preferência com caminhões basculantes dotados de dispositivos espalhadores.

Compactação: após o espalhamento do agregado, éiniciada a compressão com rolo liso ou pneumático.



Processo de aplicação



Processo de aplicação


Tratamentos SuperficiaisEspeciaisTratamentos SuperficiaisEspeciais

São incluídos na família dos Tratamentos Superficiais:

Capa selante: selagem de um revestimento betuminoso por espalhamento de ligante betuminoso, com ou sem cobertura de agregado miúdo. Freqüentemente usada como última camada em tratamento superficial múltiplo.

Tratamento superficial primário: TAP (anti-pó) de estradas de terra ou de revestimento primário, por espalhamento de ligante de baixa viscosidade, com cobertura de agregado miúdo.

Lama asfáltica: capa selante por argamassa pré-misturada.

Macadame betuminoso por penetração direta: espalha-se primeiro o agregado e depois o ligante betuminoso. Inicia-se pela aplicação do agregado mais graúdo.



Principais funções do Tratamento Superficial:Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porém, de alta resistência contra desgaste;

Impermeabilizar o pavimento;

Proteger a infra-estrutura do pavimento;

Proporcionar um revestimento anti-derrapante;

Proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infra-estrutura.

Devido a sua pequena espessura:não aumenta substancialmente a resistência estrutural do pavimento;

não corrige irregularidades (longitudinais ou transversais) da pista.


Misturas in situ especiaisMisturas in situ especiais

Lama asfáltica: mistura fluida de EAP e agregado miúdo utilizada para recuperação funcional de pavimentos deteriorados ou como capa selante de TS.

microrrevestimento: mistura fluida de emulsão asfáltica modificada por polímero e processada em usina especial móvel. Utilizada em:

Recuperação funcional de pavimentos deteriorados;

Capa selante;

Revestimento de pavimentos de baixo volume de tráfego;

Camada intermediária anti-reflexão de trincas em projetos de reforço estrutural.


Tratamento Superficial DuploTratamento Superficial Duplo

Costa Mesa, Califórniaapós 11 anos de serviço

TSD com AMB

Antes da restauração(Leite, 2002)


ReciclagemReciclagem

Processo de reutilização de misturas asfálticas envelhecidas e deterioradas para produção de novas misturas, aproveitando os agregados e ligantes remanescentes, através de fresagem, com acréscimo de agentes rejuvenescedores, espuma de asfalto, CAP ou EAP novos, quando necessários.

a quente = CAP, AR e fresados aquecidos;

a frio = EAP, ARE e fresados a temperatura ambiente;

usina = a quente ou a frio ⇒ o fresado é levado para a usina;

in situ = a quente ou a frio ⇒ o fresado é misturado com ligante no próprio local do corte;

in situ com espuma de asfalto ⇒ podem ser incorporados revestimento antigo e parte da base, com ou sem adição de ligantes hidráulicos.


Nogueira, 2004

Exemplo de fresagem

e reciclagem com espuma

de asfalto


Nogueira, 2004

Espessura fresada

e reciclada


Nogueira, 2004


Nogueira, 2004

Vista do conjunto:Caminhão de ligante,fresadora recicladorae rolo compactador


Nogueira, 2004Compactação

final

Documents

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