Ibracim Materiais de construção cap42

8/9/2019 Ibracim Materiais de construção cap42

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Livro: Materiais de Construção CivilOrganizador/Editor: Geraldo C. Isaia

José Tadeu BalboUniversidade de São Paulo

CONCRETO ASFÁLTICO

Capítulo 42




São misturas asfálticas elaboradas a quente, compostaspor material britado, fíler e por cimento asfáltico depetróleo puro ou modificado

• material de revestimento de vias públicas e de rodovias maislargamente empregado no país (revestimento deaproximadamente 98% das rodovias em extensão)

• material de alta qualidade, o que incorre em elevados custos

Conceituação dos Concretos Asfálticos




• Concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ): misturaracionalmente proporcionada entre agregados britados graúdose miúdos (ou em sua escassez, mesmo agregados naturais,como seixos, ou artificiais, como escórias), material deenchimento (fíler) e cimento asfáltico de petróleo (CAP) ououtro material betuminoso (como o CAP modificado).

• É elaborada em usinas apropriadas quando agregados e CAPsão aquecidos e posteriormente misturados, formando ummaterial trabalhável por meio de equipamentos convencionaisde compactação.

• Após sua densificação e perda da temperatura de aplicação,apresenta resistência e durabilidade compatíveis com seuemprego como camada de rolamento ou de base de pavimento.

Definições




Tipos de Concretos Asfálticos

Quadro 1 – Tipos possíveis de concretos asfálticos

Designação Nom enclatura Agregado s Cimento asfált icoempregado

EspessurasTípicas

(mm)Conc reto Asfáltico

comum CAUQ Distribuição descontínua CAP comum 40 a 90

Conc reto Asfálticomodificado

com PolímerosCAMP Distribuição descontínua CAP modificado

por polímeros 30 a 60

Conc reto Asfálticomodificado

com Borracha MoídaCAMB

Distribuição desco ntínua e even tualemprego de bo rracha triturada (se

uso de CAP comum)

CAP comum ouCAP modificado

por borrachatriturada incorporada

30 a 60

Stone Ma trix Asph alt 1 SMA Distribuição contínuaCAP modificado

por polímerosou b orracha triturada

40 a 60

Camada Porosa de Atrito CPA Distribuição contínua e elevado

índice de vaziosCAP modificado

por polímeros 30 a 40

Pré-misturado aQuente PMQ Distribuição descontínua e

ausênc ia de finos CAP comum 50 a 90

Are ia-Asfa lto a Quente AAQ Distribuição contínua eessencialmente areia CAP comum 20 a 50Microrevestimento

Asfá ltico a Quen te MRAQ Distribuição descontínua eessencialmente com finos

CAP modificadopor polímeros 5 a 20

Conc reto AsfálticoReciclado a Quente CARQ

Segue a distribuição original ou compequenas alterações devido aquebras ou incorporação de

agregados virgens 2

Pequenaincorporação ou nãode algum novo CAP

25 a 75




Distribuições granulométricas dosconcretos asfálticos tradicionais

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.01 0.1 1 10 100

Aber tura da pene ira (mm)

P o r c e n

t a g e m

q u e p a s s a

( % )

Faixa A Faixa B Faixa C

Figura 1 – Faixas granulométricas tradicionais para o CAUQ (DNIT, 2004).




Distribuição granulométrica doStone Matrix Asphalt (SMA)

Figura 2 – Exemplo de faixa granulométrica para o SMA (adaptado de Balbo, 2007).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

Aber tura da peneira (mm)

P o r c e n

t a g e m

q u e p a s s a

( % )




Distribuições granulométricas paraCamada Porosa de Atrito (CPA)

Figura 3 – Algumas faixas granulométricas para a CPA (DNER, 1999).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 10 100

Abertur a da pene ira (mm )

P o r c e n

t a g e m

q u e p a s s a

( % )

Faixa I Faixa II Faixa III Faixa IV Faixa V




Distribuições granulométricas paraPMQ, AAQ e MRAQ

Figura 4 – Faixas granulométricas para alguns tipos de PMQ, AAQ e MRAQ (adaptado de: Balbo, 2007)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.1 1 10 100

Abertura da penei ra (mm )

P o r c e n

t a g

e m

q u e p a s s a

( % )

PMQ Faixa A PMQ Faixa E AAQ Faixa A MRAQ




Diferenciação da Estrutura Granulométricados Concretos Asfálticos

Figura 5 – Estrutura interna do CAUQ, do SMA e do CPA(fonte:www.trainning.ce.washington.edu/WSDOT).




Os CAUQ são dosados em geral com teores de asfaltoentre 4 e 9% (faixa A com 4 a 7%; faixa B com 4,5 a 7,5%;faixa C com 4,5 a 9%), segundo o DNIT (2004).Tais valores tendem a ser mais restritos em termos defaixa de variação quando se emprega CAP modificadocom polímeros (DNER, 1999).

Os SMA tendem a possuir teores mínimos superiores aoCAUQ (6 – 6,5%). Misturas mais abertas têm seu teor deasfalto bastante dependente da distribuiçãogranulométrica escolhida.

Teor de asfalto nos concretos asfálticos




Efeitos Gerais do Teor de Asfalto nos CAUQs

• A resistência (medida pela estabilidade) do CAUQ aumentacom o incremento do teor de asfalto até determinado valor, emque atinge um pico, decrescendo posteriormente comaumentos sucessivos nesse teor;

• Quanto maior o teor de asfalto, maior será a fluênciaapresentada pela mistura asfáltica, consideradas estruturasgranulométricas idênticas;

• A densidade do material também aumenta até um valormáximo, para depois decrescer, com o incremento do teor deligante;

• A porcentagem ou volume de vazios no CAUQ diminui,

tendendo para um patamar mínimo, com o aumento de ligantena mistura.






Figura 6 – Efeitos do teor de asfalto (betume) em CAUQs (Monismithet al. ,1989)




Aplicações dos CA emcamadas de pavimentos

Figura 7 – Nomenclatura das camadas dos pavimentos (adaptado de Balbo, 2007).





Tipo demisturaasfáltica

Camada dopavimento onde

se empregaObservações e associações

Revestimento

Também emprega-se a denominação geral “capa asfáltica ou de rolamento”,menos técnica que revestimento asfáltico. Evite sempre o uso da expressão“pano asfáltico”.

O CAUQ pode, inclusive, ser o revestimento de uma base em concreto decimento Portland, solução conhecida por “blacktopping ” ou pavimento rígido-híbrido.

CAUQ

Camada de ligação

Também denominada “binder ”, muitas vezes é composta por CAUQ semmaterial de enchimento (fíler), o que gera um PMQ mais aberto.

Quando se faz reforço em concreto asfáltico (no popular, “recapeamento” ou

“recape”), muitas vezes se emprega uma camada de ligação intermediária quetem por função um nivelamento da pista antes de aplicação do novorevestimento. A essa camada dá-se o nome de camada de nivelamento ou de“reperfilamento”.

Quadro 2 – Aplicações dos concretos asfálticos em camadas de pavimentos.





Tipo demisturaasfáltica

Camada dopavimento onde se

empregaObservações e associações

Base

Em relação a bases de pavimentos asfálticos, o caso mais relevante épara a base de pavimentos perpétuos 1 (Balbo, 2007), quando o CAPempregado deverá ter consistência elevada.

Inclusive para bases de pavimentos de concreto, há a vantagem deproporcionar uma perfeita conformação superficial para lançamento dacamada superior em concreto.CAUQ

Sub-base

A aplicação como sub-base refere-se aos pavimentos perpétuos; em

geral, emprega-se CAP modificado com polímero que garanta grandeflexibilidade à mistura e boa resistência à fadiga.







Tipo de

misturaasfáltica

Camada do

pavimento ondese emprega Observações e associações

SMA Revestimento É usado como camada de revestimento por suas funções de aderência,resistência ao cisalhamento e microdrenagem superficial mais eficiente.

CPA RevestimentoÉ usado como camada de revestimento por suas funções de aderência e derápida drenagem superficial com escoamento vertical. O uso desserevestimento, em geral, exige uma mistura asfáltica densa como camada deligação para que a água não percole para as camadas inferiores do pavimento.






Requisitos de Desempenho paraConcretos Asfálticos

Quadro 3 – Requisitos de desempenho do CAUQ.

Requisitos dedesempenho

Parâmetro decontrole Razão e Assoc iações

Retração

Os concretos asfálticos herdam a suscetibilidade térmica dos cimentos asfálticos,de maneira que são materiais sujeitos a fissuração quando há queda importantede temperatura (climas temperados). O requisito, aqui, é a diminuição de suaretração, o que pode ser realizado com abaixamento do ponto de vitrificação do

CAP, empregando modificação por polímeros.

Flexibilidade

Convencionalmente, as misturas asfálticas são tomadas como flexíveis e comorevestimento de pavimentos flexíveis. Misturas asfálticas para bases poderão sermais rígidas, com módulo de resiliência da ordem de 15.000-20.000 MPadependendo da viscosidade do CAP a temperaturas típicas de operação depavimentos.

FluênciaRetrata a capacidade de o CAUQ resistir às deformações de natureza plásticaimpostas por pressões elevadas, pois assim se evitariam escorregamentos

relacionados ao seu emprego pelo tráfego.Estabilidade Capacidade de resistência à ruptura por compressão frente às pressões impostas

por veículos.

Resistência àtração

A resistência à tração é uma importante característica na mistura, pois ascamadas de concretos asfálticos são submetidas a esforços de tração na flexãodurante a passagem de veículos, que devem ser suportadas convenientemente.

Além disso, afeta sua resistência à fadiga.Resistência aocisalhamento

Mesmo quando não sujeitos à tração na flexão, os revestimentos asfálticosoperam por cisalhamento com as passagens de cargas, o que também é causade deformações plásticas e mesmo fadiga por ações cisalhantes.

Estruturais

Resistência àfadiga

A repetição de cargas impõe no material a ocorrência de microfissuraçõesprogressivas que desencadeiam um processo de fissuração intensa em suasuperfície, o que, por sua vez, permite a infiltração de água e posteriormanifestação de outras formas de degradação.




Critério de Bruce MARSHALL(U.S. Corps of Engineers – USACE)

O critério ou método mais tradicional de dosagem(Método Marshall) foi concebido na época da SegundaGrande Guerra Mundial pelo engo. Bruce Marshall doBureau of Public Roads dos EUA. Foi, em seguida,assumido como padrão e alvo de melhorias de

procedimentos pelo United States Army Corp ofEngineers (USACE).

Dosagem dos Concretos Asfálticos




Massa específica real média de uma mistura deagregados

Conhecidas as massas (mi) e as massas específicasreais (μi) dos agregados (graúdos, miúdos e fíler) quecomporão a mistura asfáltica, bem como seus volumes(vi) e a composição porcentual da mistura em massa(x%, y% e z%) para os três materiais granulares, com

base na distribuição granulométrica (curva) escolhida,respectivamente, pode-se escrever:






321 mmmM ++=

321 vvvV ++=

zyx%100 ++=Sabe-se que a massa do agregado graúdo m1 está para

sua porcentagem x assim como o valor da massa total deagregados M está para 100%. Essa relação pode serescrita para todos os três agregados, de maneira que se

tem:





Considerando-se que a massa específica real média damistura () é dada pela relação entre a massa total e ovolume total de agregados, pode-se escreversucessivamente:

100x.Mm1 = 100

y.Mm2 =100

z.Mm3 =

3213

3

2

2

1

1321

321

.100z.M

.100y.M

.100x.M

)zyx(.100M

mmm)zyx(.100

M

vvvmmm

VM

μ+

μ+

μ

++=

μ+

μ+

μ

++=++++==μ





Assim, se as massas específicas reais dos agregados graúdoe miúdo fossem idênticas de 2,65 g/cm3 e o material deenchimento fosse cimento Portland com 3,15 g/cm3, e as

proporções em massa fossem respectivamente de 45%, 50%e 5%, a massa específica média da mistura seria de 2,67g/cm3.

321321zyx

100

zyx

)zyx(.

μ+

μ+

μ

=

μ+

μ+

μ

++=μ




Massas específicas, densidades e vazios na mistura asfáltica

Figura 8 – Massas e volumes na mistura asfáltica compactada (adaptado de Balbo, 2007).

Para a composição da massa total da mistura, a massade ar é considerada desprezível, embora esteja presenteexatamente nos vazios da mistura de agregados que nãotenham sido preenchidos pelo cimento asfáltico (CAP),de tal maneira que se pode escrever a massa total (M t)

como:


Massas Volumes(ar) Vazios vv ma Asfalto Va mf fíler vf

mam agregado miúdo vamMt

mag agregado graúdo v ag

Vt Vc




Quanto aos volumes, V é o volume total que compreende o volumede vazios, que já não é desprezível como no caso de sua massa.Tem-se, portanto, volume de vazios não preenchidos dos agregadosminerais (ou preenchidos pelo ar) e uma parte do volume de vaziosdos agregados da mistura preenchidos pelo asfalto, ao qual sechama de volume de vazios preenchidos por asfalto, de tal formaque se poderia também definir um volume total de vazios nãopreenchidos por agregados minerais (graúdos, miúdos e fíler) comosendo os Vazios do Agregado Mineral (V.A.M) e umvolume deagregado mineral (VAM). O volume total de tudo aquilo que não é ar

na mistura é chamado de volume de cheios (Vc).


agamf at mmmmM +++=




Por massa específica aparente (μap) de uma misturaasfáltica se define o quociente entre a massa total damistura (Mt) e o volume total da mistura (Vt), conformedefinidos na Figura 8. Por densidade aparente (δap) damistura asfáltica entende-se o quociente entre a massa

total da mistura (Mt) pela massa de água correspondenteao volume total (Vt) ocupado pela mistura asfáltica. Tem-se, portanto, que:


agamf av

agamf a

t

tap vvvvv

mmmmVM

+++++++==μ




sendo que Mtar e Mi são, respectivamente, a massa total

da mistura asfáltica pesada ao ar e a massa total damistura asfáltica pesada imersa, empregando-se paratanto o método da balança hidrostática.

Esses parâmetros são definidos à temperatura de 25 oC.


iar t

ar t

ap

MM

M

−

=δ




A massa específica real teórica ( μr) da mistura asfáltica édada pela relação entre a massa total da mistura (M t) e ovolume de cheios (Vc) na mistura asfáltica, ou seja, ovolume total reduzido do volume de vazios (Vv) namistura, conforme Figura 8, de tal sorte que pode ser

escrito:


agamf a

agamf a

vt

tr vvvv

mmmm

vV

M

+++

+++=

−=μ




Considerando as relações entre massa específica real decada componente da mistura com suas massas evolumes, e considerando-se as massas individuais emtermos porcentuais (para uma massa total de 100%), aequação anterior pode ser reescrita na forma:


agamf aag

ag

am

am

f

f

a

a

agamf ar AG% AM%F% A%

100mmmm

mmmm

μ+

μ+

μ+

μ

=

μ+μ+μ+μ

+++=μ




Na equação anterior, as porcentagens em massa deCAP, de fíler, de agregado miúdo e de agregado graúdosão representadas respectivamente por %A, %F, %AM e%AG. Esta expressão é facilmente transformada emtermos de densidades (recorde-se que a massa

específica é o produto da densidade pela massaespecífica da água a 25 oC em todos os casos), sendoque resulta em:


agamf a

r AG% AM%F% A%100

δ+

δ+

δ+

δ

=δ




A porcentagem de vazios na mistura é representada por%Vv, sendo o volume de vazios na mistura em termos deporcentagem do volume total da mistura (Vt), em outraspalavras, referente aos vazios preenchidos com ar. Ovolume total é, assim, tomado como 100%, e a

porcentagem de vazios será:


tvv V

v.100V% =




Em face da relação expressa para a massa específicareal da mistura em função de massas e volumes decomponentes, determina-se em cascata que:


r

ttv

MVvμ

−=

⎟⎟

⎠ ⎞

⎜⎜

⎝ ⎛

μμ−=

μμ−=

μ−=μ

−=

r

ap

r

ap

tr

t

t

r

tt

v 1.100.100100V.M.100100

V

MV.100V%




Os vazios totais dos constituintes minerais (agregados efíler) são parcialmente preenchidos pelo asfalto na

mistura. Chama-se porcentagem de vazios nosagregados minerais (%V.A.M.) ao conjunto de vaziosocupados pelo ar e pelo asfalto presentes na mistura. Talporcentagem é expressa em termos de umaporcentagem do volume total (Vt) da mistura. Diante doexposto, pode ser escrito:


av V%V%.M. A.V% +=

t

aa V

v.100.V% =




Tendo em vista que o volume de asfalto é tambémdescrito pelo quociente entre a massa de asfalto e a

massa específica real do asfalto, então:


ta

aa

V.

M.100.V%μ

=

A porcentagem de asfalto é obtida por:

t

aMM.100. A% =




Substituindo uma na outra as duas equações anteriorestem-se:


Por substituição da porcentagem de vazios na equaçãoacima determina-se a porcentagem de vazios nos

agregados minerais :

a

ap

t

t

ata

t

a . A%VM. A%

V.100

M. A%

.100.V%μμ

=μ

=μ

⎟⎟ ⎠ ⎞

⎜⎜⎝ ⎛

=

a

ap

r

apav . A%1.100V%V%.M. A.V%

μμ

+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ μ

μ−=+=




Define-se por relação betume-vazios (RBV) o volumeocupado pelo asfalto (Va) expresso em porcentagem dos

vazios do agregado mineral (V.A.M.), ou seja, é a % dovolume de vazios totais ocupada pelo asfalto:


Conhecidos o teor de asfalto na mistura, a massaespecífica do asfalto, a massa específica aparente damistura e a massa específica real da mistura, ficamdeterminados os valores de %Vv, a %V.A.M. e a relaçãoR.B.V.(%).

a

ap

r

ap

a

ap

aa. A%1.100

. A%

.100M. A.V%v%

.100.M. A.Vv

.100(%).V.B.R

μμ

+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ μ

μ−

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ μμ

===




O critério de dosagem é empregado para misturas quecomportem agregados com diâmetro máximo de 25 mm.

O método Marshall requer a preparação de misturas emcorpos-de-prova de 101,6 mm de diâmetro por 63,5 mm dealtura (para outras alturas são necessárias correções no valorde estabilidade medido).

As medidas mecânicas realizadas com as amostrascompactadas são sua estabilidade e fluência, o que requer emgeral 15 corpos-de-prova, pois são três corpos-de-prova paraobtenção de um valor médio para cada teor de asfalto; mais 5corpos-de-prova são empregados para as medidas dadensidade máxima teórica em cada teor de asfalto.São preparados corpos-de-prova para uma mistura de

agregados prefixada, sendo variado o teor de asfalto, em geralem 0,5 pontos porcentuais.

Dosagem pelo Método Marshall




O método requer que a mistura dos agregados com o asfalto

seja realizada para temperatura correspondente à viscosidadedo asfalto de 170±20 centiStokes e sua compactação emtemperatura correspondente a 280 ±30 centiStokes.Normalmente, na atualidade, são aplicados 75 golpes por facedo corpo-de-prova com emprego de um soquete cilíndrico com4,54 kg caindo livremente de uma altura de 457,2 mm sobre aseção plena do cilindro onde se encontra a mistura.

Os corpos-de-prova são assim preparados para cada teor deasfalto, cuja variação deverá ser realizada pelos engenheiroscom base em sua experiência acumulada, pois não existempadrões rígidos para o estudo da variação do teor de asfalto

nas misturas.





• Estabilidade Marshall, que se trata do valor de carga máxima que ocorpo-de-prova é capaz de suportar antes de romper. A taxa deaplicação de carga é de 51 mm/minuto a uma temperatura de 60oC,o que exige que os corpos-de-prova permaneçam em banho comágua nessa temperatura até estabilidade térmica, imediatamenteantes do teste. A medida é realizada em kN.

• Fluência, que é a medida da deformação vertical durante o teste atéa ruptura do corpo-de-prova, medida em quarto de milímetros (0,25mm).


Figura 9 – Ilustração do teste de corpo-de-prova Marshall em prensa manual (fonte: http://cee.wpi.edu).




O critério de seleção do teor de asfalto para a mistura deagregados no método, após a determinação dos parâmetrosfísicos e mecânicos dos corpos-de-prova, embora passível demodificações, foi estabelecido pelo USACE:

• Determinação do teor de ligante para o valor máximo deestabilidade;

• Determinação do teor de ligante para o valor máximo de densidadeaparente;

• Determinação do teor de ligante para a média entre os limitesestabelecidos para a %Vv na mistura;

• Determinação do teor de ligante para a média entre os limitesestabelecidos para a R.B.V. na mistura;• Determinação da média dos valores determinados nos quatro

itens acima.






Figura 10 – Conjuntode gráficos paraDosagem Marshall.

Estabilidade X Teor de Asfalto

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

E

s t a b i l i d a

d e

( k N )

Fluência X Teor de Asfalto

0

5

10

15

20

25

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

F l u

ê n c i a

( 0 , 2 5 m m

)

Volume de Vazios X Teor de Asfalto

0

1

2

34

5

6

7

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

V v

( % )

Densidade Máxima Teórica X Teor de Asfalto

2.432.442.452.462.472.482.49

2.502.512.52

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

r

( % )

Relação Betume-Vazios X Teor de Asfalto

50556065707580859095

100

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

R B V ( % )

Vazios no Agregado MIneral X Teor de Asfalto

15.0

15.215.415.615.816.016.216.416.616.817.0

3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5Teor de asfalto (%)

V . A . M ( %

)

Com base nos critériosacima expostos para umacamada de rolamento, osteores de asfalto paracada gráfico levado emconta na dosagem doteor, conforme exposto,seriam de 6,7%(estabilidade), 4%(densidade máxima),4,65% (%Vv) e 5%

(R.B.V.), o que conduz auma média de 5,1% noteor de asfalto. Note-seque, com tal valor médio,a fluência fica dentro doslimites estabelecidos (≈12x 0,25 mm), o queconfirma 5,1% como oteor de asfalto dedosagem encontrado.





•Quadro 4 – Limites para dosagem Marshall de algumas misturas asfálticas a quente•(segundo várias normas vigentes do DNIT e indicadas nas referências).

Índice CAUQ CAUQ CAMP CAMP CPA MRAQ AAQEmprego Camada de

rolamentoCamada de

ligaçãoCamada derolamento

Camada deligação

Camada derolamento

Camada derolamento

Camada derolamento

Estabilidademínima (kN) 50 50 50 50 - 20 a 70 25

Fluência (mm) - - 2 a 4,5 2 a 4,5 - 2 a 5 2,5 a 4,5%Vazios 3 a 5 4 a 6 3 a 5 4 a 6 18 a 25 8 a 14 3 a 8RBV (%) 75 a 82 65 a 72 75 a 82 65 a 72 - - 65 a 82

Norma DNIT 031/2004/ES DNER ES 385/99 DNER ES386/99

DNER ES388/99

DNER ES387/99




Procedimentos complementares esuplementares de dosagem

•Figura 11 – Esquema do ensaio de compressão diametral

•Resiliência e resistência dos concretos asfálticos

( )2734,0..tFMr +μδ

= .t.d. F.2t π=σ





•Quadro 6 – Valores para módulo de resiliência e resistência à tração para•misturas asfálticas obtidos em laboratórios (adaptado de Balbo, 2007).

Material Ligante asfáltico Mr (MPa) RT (MPa)CAP-20 3.850 1,30

Betuflex 60/60 3.780 1,10SMABetuflex 80/60 3.600 1,37

CAP-40 (sem borracha) 5.700 1,28CAP-40 + 12% borracha + 10% AR-5 2.515 0,52CAUQ com CAPmodificado comborracha CAP-40 + 20% borracha + 15% AR-5 1.885 0,52

Faixa C sem borracha 3.650 0,972,5% em peso de borracha c/ digestão 2.700 0,57CAUQ com

agregado-borracha 2,5% em peso de borracha s/ digestão 2.450 0,80

Faixa C sem borracha 3.205 1,071% em peso de borracha c/ digestão 2.953 0,902% em peso de borracha c/ digestão 2.302 0,80

CAUQ comagregado-borracha

3% em peso de borracha c/ digestão 1.539 0,70Blocos de CAUQ + 0,5% de CAP mod. 11.440 3,01

Fresados de CAUQ 25.495 2,42CAUQ reciclado

a quente(100% de agregados reciclados) Fresados de CAUQ + 0,75% de CAP mod. 10.394 2,50

Faixa C, CAP 50/60 5.517 1,20CAUQ modificadocom EVA Faixa C, CAP 50/60 + 4% EVA 16.540 2,39

CAUQ modificadocom RASF Faixa C, CAP produzido por desasfaltação com propano 43.775 4,33





•Figura 12 –Comportamento

à fadiga deCAUQ e CAUQmodificado com

polímero SBS(DNER, 1998).

•Fadiga dos concretos asfálticos033,0

r

65,2

t

9f

M

111007,9N−

−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ ×⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛

ε××=

1.E-05

1.E-04

1.E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05

Núm ero d e cicl os à fadiga (Nf)

D e f o r m a ç ã o e s p e c í f i c a d e t r a ç ã o ( m m / m

m )

CAP-20 CAP-20 + 4% SBS CAP-20 + 6% SBS





•Figura 14 – Resultados de ensaios de fluência com CAUQ.

•Visco-elasticidade

0.1

1

10 100 1000 10000

Tempo (s)

D e

f o r m a ç

ã o e s p e c í f i c a a x

i a l

e m

t r a ç ã o

( % )

CAUQ na Faixa B do DNER CAUQ na Faixa C do DNER





•Deformação plástica

Modelos de evolução da deformação plástica (ou permanente)para CAUQ talvez sejam aqueles menos explorados na literaturainternacional, embora existam trabalhos excelentes sobre oassunto.Diversos tipos de ensaio são empregados nesse caso, desdesimples ensaio de compressão axial dinâmica até sofisticadossimuladores de tráfego (com pneus sobre placas de CAUQ) emlaboratório.

25,0cep N49,4 ×ε×=ε




Execução do concreto asfáltico

FabricaçãoUsinas para elaboração de concreto asfáltico modernas são,geralmente, de dois tipos: descontínuas (gravimétricas) e detambor misturador (drum mixer ).

•Figura 15 – Esquema de usina gravimétrica para misturas asfálticas a quente (de www.ncat.org).





FabricaçãoSilos frios : áreas, cobertas ou não, onde são depositados os agregados de

diversas frações granulométricas para a composição da mistura.Correia t ransportadora (abaixo dos silos) que encaminha os agregados paraum tambor rotativo que possui a função primordial de secagem dos agregados.Este secador possui uma chama direcional, e os agregados são neleintroduzidos em contrafluxo (contra as chamas) ou em fluxo paralelo, sendoaquecidos previamente à mistura com o ligante asfáltico (CAP).Nas usinas gravimétricas, os agregados, após sofrerem o aquecimento e asecagem, seguem para uma torre de mistura por meio de uma esteiraelevatória , onde são primeiramente separados granulometricamente,permanecendo em silos quentes , de onde serão proporcionados em massapara um misturador de pás cilíndrico . Neste ponto, são misturados com o CAPaquecido à temperatura de pelo menos 175oC, o que pode variar em função dotipo de CAP. Após a mistura, o material é lançado em caçambas de caminhõesque transportam o material para a pista. Tais caminhões são pesados aodeixarem a usina para controle de massa transportada.





Fabricação

•Figura 16 – Tambor secador rotativo (centro) e torre de mistura (esquerda)•fonte: www.jtsystemsinc.com





Aplicação em Pista - EspalhamentoO material, ao chegar à obra, é depositado sobre a alimentadora

frontal de um equipamento denominado vibro-acabadora quepermite uma nova homogeneização, distribuição e pré-compactação com nivelamento da mistura.

•Figura 17 – Esquerda: lançamento da mistura na vibro-acabadora e sucessiva distribuição ecompactação (fonte: www.hawaiiasphalt.com). Direita: esquema dos componentes da vibro-

acabadora (fonte: www.madehow.com).





Aplicação em Pista - Compactação

Compactação com rolos metálicos lisos e os rolos de pneus A rolagem é iniciada da borda da pista para o centro, sempreparalela a seu eixo, empregando-se um procedimento decobertura de 1/3 da faixa anteriormente compactada em umapassada posterior lateral. A compactação prossegue até o momento em que as passadasnão imprimem mais marcas sobre a superfície.Os rolos são mantidos umedecidos (sem excesso) para evitaraderência ao CAUQ em pista.Normalmente, espera-se o resfriamento da massa asfáltica parasua liberação ao tráfego. Na prática, o tempo de espera

decorrido está entre 4 a 6 horas após final de compactação.





Aplicação em Pista - Compactação

•Figura 18 – Compactação de misturas asfálticas a quente (fonte: www.hawaiiasphalt.com).




Controle Tecnológico do concreto asfáltico

Usina

• Umidade dos agregados após secagem em tambor rotativo (< 1%)• Análise granulométrica de agregados em silos quentes• Temperatura de aquecimento dos agregados (110-170 oC)•

Temperatura de aquecimento do ligante asfáltico (120-170o

C)• Temperatura da massa após mistura (mínimo de 150 oC)• Teor de asfalto da mistura ( ± 0,2% em relação ao projeto de mistura)• Estabilidade (± 20% em relação ao projeto de mistura) e fluência da mistura (limite máximo

acima de 0,8 mm em relação ao projeto de mistura)• Massa específica aparente ( ± 1% em relação ao projeto de mistura)• Análise granulométrica dos agregados e fíler





Transporte e lançamento

• Peso da carga na caçamba• Unção da caçamba para evitar aderência do CAUQ• Cobertura com lonas para proteção• Temperatura de chegada à pista• Temperatura de lançamento do CAUQ na vibro-acabadora ( ≥ 120

oC) que será a temperatura deespalhamento

• Extração de ligante (teor de asfalto) com amostras recolhidas da vibro-acabadora ( ± 0,2% emrelação ao projeto de mistura)

• Análise granulométrica das amostras acima coletadas•

Ensaio Marshall e resistência à tração com amostras acima coletadas por jornada de 8 h detrabalho




Compactação

• Controle das pressões de rolos pneumáticos e de pesos de rolos lisos com base experimentalverificada na obra

• Controle de entrada de rolos lisos e pneumáticos• Umedecimento de superfícies de rolagem para evitar aderência• Controle de sobre-passes• Controle do número de passadas por faixa de compactação• Controle visual da qualidade superficial de compactação• Controle de temperaturas durante a compactação (120-150 oC)• Controle de densidade do material após compactação (extração de amostras ou métodos in

situ ), que deverá estar entre 92 a 96% da densidade máxima teórica no mínimo (depende dasespecificações locais). O DNIT exige 97% da densidade de projeto• Controle de variações na espessura (tolerância de ± 5 % em relação ao projeto de engenharia)

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Ibracim Materiais de construção cap42