REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS MISTURAS ASFÁLTICAS 6 - Misturas Asfalticas.pdf · (gap graded) Bem-graduado ou denso. CONCRETO BETUMINOSO USINADO À QUENTE / 7 Exemplo de CA Denso e Aberto

CONCRETO BETUMINOSO USINADO À QUENTE / 1

TT 051– PAVIMENTAÇÃO

Eng. Mário Henrique Furtado Andrade

REVESTIMENTOS

FLEXÍVEIS

1ª. Parte

MISTURAS

ASFÁLTICAS


ESCOPO

1. Conceituação

2. Classificação

3. Propriedades das Misturas

Asfálticas

4. Concretos asfálticos -

Produção

5. Concretos Asfálticos -

Dosagem

6. Misturas asfálticas especiais

MISTURAS ASFÁLTICAS

TT

05

1 P

AV

IME

NTA

ÇÃ

O

8


Produtos obtidos em usina, a quente ou a frio,

envolvendo agregados e ligantes asfálticos,

adequadamente proporcionados


CONCEITUAÇÃO



Pré – misturados a quente (PMQ)

CLASSIFICAÇÃO

- Temperatura 121 – 163° C

PMQ - Abertos Vv > 6%

- Semi-densos 4 > Vv < 6%

- Densos Vv < 4% CBUQ



Pré – misturados a frio (PMF)

– Temp. < 60°C

– Asfalto Diluído ou Emulsão

– Aberto Vv > 6%

– Semi-densos 4 > Vv < 6%

– Densos Vv < 4% - Lama Asfáltica < 1,0cm (Rejuvenescimento)

- Micro Revestimento

CLASSIFICAÇÃO


Comparação de Granulometria

aberto (open

graded)

descontínuo

(gap graded)

Bem-graduado ou denso


Exemplo de CA Denso e Aberto

Falta uma foto de CPA (esqueci)

Mistura Densa – Concreto asfáltico

Corpo-de-prova de laboratório

Mistura Aberta – camada porosa de atrito

corpo-de-prova de pista


ESTABILIDADE

É a capacidade de resistir aos esforços que provocam

deformações permanentes. A mistura deve apresentar

resistência ao cisalhamento compatível com os esforços

a que será submetida.


PROPRIEDADE DAS MISTURAS ASFÁLTICAS


FLEXIBILIDADE

É a propriedade de resistir sem falhas, às flexões

repetidas provocadas pelas passagens sucessivas dos

veículos, ou seja, deve prover resistência à fadiga.

Também é a propriedade de se acomodar a pequenos

abatimentos e pequenos recalques promovidos pelo

tráfego ou pela condição de subleito




DURABILIDADE

É a capacidade de resistir à ação conjunta das

intempéries e da abrasão promovida pelo tráfego.

Decorre do envelhecimento do ligante (oxidação) e da

degradação dos agregados e misturas densas tendem a

envelhecer mais lentamente




RUGOSIDADE

A mistura deve apresentar uma textura superficial

suficientemente rugosa para propiciar a devida aderência

dos pneus, principalmente sobre precipitações

pluviométricas. A rugosidade é função da granulometria e

da quantidade de ligante

IMPERMEABILIDADE

A mistura deve ser, tanto quanto possível, impermeável

para preservar as camadas subjacentes




Tipo de revestimento flexível de alta qualidade, resultante

da mistura quente, em usina, de agregado mineral

graúdo e fino, filler e ligante betuminoso.


CONCRETOS ASFÁLTICOS OU BETUMINOSOS


Caso particular de concreto asfáltico, no qual não é

utilizado agregado graúdo


AREIA-ASFALTO (SHEET ASPHALT)


Constituintes de uma mistura:

– 1) Agregado graúdo

– 2) Agregado miúdo

– 3) Filler ou Material de enchimento

– 4) Ligante


ELEMENTOS A SEREM LEVADOS EM CONSIDERAÇÃO

NO PROJETO DE UM CONCRETO ASFÁLTICO


Tipos de camada, tendo em vista a função

desempenhada no revestimento:

– 1) Camada de nivelamento (leveling course)

– 2) Camada de ligação (binder course)

– 3) Camada de desgaste (wearing course)





Tipos de camada, tendo em vista a posição relativa:

– 1) Camada inferior (lower course)

– 2) Camada intermediária (intermediate course)

– 3) Camada superficial (surface course)





Camadas de revestimento asfáltico

Mistura asfáltica usinada a quente aberta

( revestimento drenante)

Concreto asfáltico denso

Concreto asfáltico aberto

como “binder” ou camada de ligação

Uma composição de revestimento

de via de alto volume de tráfego


TT 051 – PAVIMENTAÇÃO

Eng. Mário Henrique Furtado Andrade

REVESTIMENTOS

FLEXÍVEIS

2ª. Parte

CBUQ

CONCRETO BETUMINOSO

USINADO À QUENTE


O Concreto betuminoso é produzido em usinas apropriadas

com várias capacidades de produção – existindo dois tipos

básicos , a saber:

–USINAS DESCONTÍNUAS – que apresentam produção

descontínua; gravimétrica.

–USINAS CONTÍNUAS – que apresentam produção

contínua; as volumétricas e as TSM – Tambor Secador

Misturador (Drum-Mixer)

PRODUÇÃO DA MISTURA


USINA GRAVIMÉTRICA OU DESCONTÍNUA



Estocagem de Agregados na Área da Usina


Proporcionamento e Alimentação do Agregado Frio no Secador


REPRESENTAÇÃO DO ALIMENTADOR FRIO



Secagem e Aquecimento do Agregado a Temperatura Apropriada


SECADOR



Usinas por Batelada (gravimétricas)








1. Silos frios

2. Depósito de ligante asfáltico

3. Correia alimentadora

4. Secador / aquecedor

5. Elevador quente

6. Peneirador / separador

7. Silos quentes de agregados

8. Alimentador de reciclado

9. Entrada de ligante e misturador

10. Correia transportadora

11. Silos quentes da mistura

12. Área de carregamento do estocado

13. Sala de controle

14. Sistema de controle e filtragem de gases e pó

15. Área de carregamento direto


TIPOS DE USINAS DE ASFALTO


–Dosagem em bases ponderais (peso)

–Estoque de agregados em Silos Frios

–Alimentação dos agregados devidamente

proporcionados para o Secador é realizada pelo

Elevador a Frio

–No Secador ocorre a redução da umidade (grande

parte)




–O Elevador a Quente conduz até o peneiramento

–Peneiras Vibratórias efetuam a separação para os Silos

Quentes

–A dosagem em realizada em peso por meio de Balança

localizada abaixo do Silo Quente (inclusive Filler)

–Posterior descarga no Misturador

–Filler também é dosado em peso

–Execução de um Traço - Descarga por comportas



USINAS VOLUMÉTRICAS OU CONTÍNUAS




– Dosagem em Bases Volumétricas

– Silos Frios, Elevador a Frio e Secador - ídem as

Gravimétricas

– Filler é dosado em volume e é introduzido na base do

Elevador a Quente

–Peneiramento - Silos Quentes




–Continuamente os Silos Quentes alimentam o

Misturador por meio do Segundo Elevador a Quente

–Na entrada do misturador adiciona-se ligante dosado

em bases volumétricas

–Descarga na extremidade do Misturador



COMPONENTES DAS USINAS GRAVIMÉTRICAS OU

VOLUMÉTRICAS

• Silos Frios

• Correia Transportadora

• Elevador a Frio (Correia)

• Secador

• Sistema Coletor de Pó

• Elevador Quente (Corrente Com Canecos )

• Dispositivo de Peneiração

• Silos Quentes

CONCRETOS ASFÁLTICOS - MÉTODO DE CONSTRUÇÃO


COMPONENTES DAS USINAS GRAVIMÉTRICAS E VOLUMÉTRICAS

• Introdução do Filler - Balança (Usina Gravimétrica)

Misturador (Usina Volumétrica)

• Balança

• Misturador - introdução do Ligante

• Depósitos



USINAS TAMBOR SECADOR-MISTURADOR (DRUM

MIXER)

– Tambor secador e misturador

– Contínuas, grande produção e mais simples.

– Dosagem por peso - pesagem dinâmica na

alimentação a frio

– Agregados são introduzidos onde está o queimador



USINAS DRUM MIXER

–Tambor secador - misturador

1ª Região - Radiação

2ª Região - Misturação (Introdução do CAP)

–Não Possuem: - Elevador de Agregados Quentes

- Peneiras

- Silos Quentes

- Balança

- Misturador



USINAS DRUM MIXER


USINA DRUM-MIXER FIXA



Usinas Drum Mix (contínuas)


Usinas Drum Mix (contínuas)

1. Silos frios

2. Correia alimentadora

3. Depósito de ligante asfáltico

4. Tambor secador, aquecedor e misturador

5. Alimentador de reciclado e posterior entrada de ligante

6. Correia transportadora

7. Silos quentes

8. Sala de controle

9. Sistema de controle e filtragem de gases e pó


USINA DRUM-MIXER MÓVEL



Usina Drum Mix Móvel

Fonte: Ciber Ltda.


USINA DRUM-MIXER MÓVEL



Caminhões Basculantes

Água com óleo (5%) nas Paredes

Lonas para evitar: - Perda de Temperatura

- Água de chuva e contaminação

TRANSPORTE


Transporte de Misturas Asfálticas

Caminhões devem estar em condições

mecânicas adequadas. Itens de

manutenção incluem: motor, sistema de

tração, sistema hidráulico, freios e

luzes. O motorista é responsável pela

manutenção.


Tempo seco: Temperatura > 10° C

Temperatura distribuição > 120° C

Vibroacabadoras:

Unidade Tratadora

Unidade de acabamento

DISTRIBUIÇÃO


Lançamento de Misturas Asfálticas ou Materiais


Lançamento de Misturas Asfálticas ou Materiais



Acabadora de Esteiras

Fonte: Ciber Ltda.


Condições Locais de Lançamento

Espessura de

lançamento

versus tamanho

do agregado

Uniformidade de

espessura de

lançamento

Condições da

superfície


140 ± 15 SSF (60 a 150° C)

EQUIPAMENTOS: Rolos lisos tandem rodas metálicas

Rolos pneumáticos pressão regulável

(Rolos lisos vibratórios)

SEQÜÊNCIA:

1° Rolo pneumático com baixa pressão

2° Aumento gradual da pressão interna dos pneus

3° Rolo liso tandem para acabamento experimental

N° de passadas definido experimentalmente

COMPRESSÃO


Tipos de Rolos Compactadores

Estáticos de

chapas metálicas

Vibratórios


Rolos Pneumáticos

Carga de roda

Tipo de pneu

Pressão de inflação

Área de contato


Rolos Compactadores de Pneus e Liso


Exemplo de Rolo Compactador


Rolos Estáticos de Chapas Metálicas

Pressão de contato –

variação durante a

rolagem pela

variação do lastro do

tambor do rolo.

Operação – o estado

de conservação do

rolo e o planejamento

e execução da

rolagem são

fundamentais na

qualidade final.


CONTROLE DOS MATERIAIS

CAP

Agregados

CONTROLE DE MISTURA:

Extração

Granulometria

Grau de compressão

CONTROLE DE ESPESSURA

CONTROLE TECNOLÓGICO


Década de 30 - Bruce Marshall (Mississipi)

2ª Guerra Mundial – USACE

Determinação do teor ótimo de ligante

HISTÓRICO

FINALIDADE

DOSAGEM - MÉTODO MARSHALL


Desenvolvido por Bruce Marshall para o

Mississippi Highway Department na década de

1930.

US Army Corps of Engineers (USACE) começou a

estudar em 1943 para 2ª Guerra Mundial

(aeroportos).

Soquete de 10 lb, 50 golpes/face, queda 18”;

Vv = 4% após o tráfego.

Critérios iniciais estabelecidos e modificados para

cargas crescentes.

Procedimento Marshall


1- Conhecimento das granulometrias e massas específicas dos agregados;

2- Selecionar uma faixa granulométrica compatível com o objetivo da mistura e a granulometria dos componentes;

3- Determinação da mistura agregados-filler que satisfaça a faixa adotada;

4- Dosagem do teor de ligante.

ETAPAS


FAIXAS DNER


Dosar um concreto asfáltico com os seguintes materiais :

1. BRITA - % A - DA

2. AREIA - %B - DB

3. CIM. PORTLAND - % C - DC

4. CAP - 20 - % L - DL

Usando-se um dos métodos de mistura de agregados,

tem-se:

BRITA - 66%

AREIA - 30%

CIM. PORTLAND - 4%

EXEMPLO


1 – Compor 5 misturas betuminosas com teores diferindo

consecutiva/ de 0,5%

2 – Estimativa do teor ótimo de ligante (experiência ou

fórmulas empíricas)

- por exemplo = 6%

3 – Composição em peso dos corpos de prova

MÉTODO MARSHALL


MÉTODO MARSHALL

I II III IV V

Brita (66%) 62,7

62,4 62,1 61,8 61,5

Areia (30%) 28,5

28,3 28,1 27,9 27,7

Cimento (4%) 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8

CAP 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0


Em função da curva viscosidade – temperatura do ligante

asfáltico a ser usado na mistura.

Temperatura de Mistura:

ligante: correspondente à viscosidade 85±10 SSF ou

0,17±0,02 Pa.s;

agregado: de 10 a 15ºC acima da temperatura do ligante.

Temperatura de Compactação: correspondente à viscosidade

140±15 SSF ou 0,28±0,03Pa.s.

Temperaturas de Mistura e

Compactação


Gráfico Viscosidade-Temperatura

Exemplo de temperaturas (ºC) de trabalho determinadas para 3 ligantes,

de acordo com as viscosidades Saybolt-Furol.

RELAÇÃO VISCOSIDADE X TEMPERATURA

Vis

co

sid

ad

e (

cP

)

Temperatura (ºC)

CAP 50/60

AMP (6,5% SBS)

Material CAP-20 EVA RASF

Ligante 158 170 170

Agregado 171 183 183

Mistura 146 161 161

100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 10

100

1000

10000


4 – Preparação dos Corpos de Prova

( P 1.200g; = 4” e h = 21/2” )

5 – Compactação Dinâmica

( Soquete de P = 4,54 Kg; h = 18” e 50 ou 75 golpes)

6 – Extração e Cura dos C.P. - 24 hs

MÉTODO MARSHALL



Preparação das amostras seguindo

a graduação de projeto Adição de ligante na proporção correta



Mistura e homogeneização Colocação de amostra dentro de cilindro


ENSAIO MARSHALL

SOQUETE MOLDE


Compactação - Processo manual



ENSAIO MARSHALL

Compactador Mecânico

Elétrico para Ensaio

Marshall


Compactação - Processo mecânico



7 - Pesagem e Cubicagem dos C.P. para determinação de:

– Densidade Teórica (Dt)

– Densidade Aparente (d)

– Percentual de Vazios (%Vv)

– Vazios Cheios com Betume (VCB)

– Vazios do Agregado Mineral (VAM)

– Relação Betume-Vazios (RBV)

MÉTODO MARSHALL



Extração dos corpos-de-prova

Demarcação

Mensuração

Pesagem


FIXADOR PARA MOLDE MARSHALL

ENSAIO MARSHALL



Pesagem hidrostática

Banho-maria a 60oC

Estabilidade Marshall


A - DENSIDADE TEÓRICA ( Dt )

B - DENSIDADE APARENTE ( dap )

C - PERCENTUAL DE VAZIOS ( %Vv )

MÉTODO MARSHALL

LCBA

t

D

L%+

D

C%+

D

B%+

D

A%

100=D

St V

M=P

t

a pV

Md

a g u an 'a r a o

a r a oa p

PP

Pd

100t

VV

V

V%V

100t

a pt

VD

d -D%V


D - VAZIOS CHEIOS COM BETUME ( VCB )

E - VAZIOS DO AGREGADO MINERAL (VAM).

VAM = % VV + VCB

F - RELAÇÃO BETUME - VAZIOS ( RBV )

MÉTODO MARSHALL

L

ap

CBD

LdV

.%

100xVAM

VRBV CB


8 – Imersão dos C.P. em banho maria - 60º C de 20 a 30 min

9 – Ensaio de Compressão Diametal

– Prensa do Aparelho Marshall

– Molde de Estabilidade

– v = 2 pol/min até o rompimento

– Estabilidade - E (kgf) - carga de ruptura

– Fluência - F (1/100”) - deformação máxima

10 – Traçado das Curvas de Variação das Propriedades

E (kg), F (1/100”), %V, RBV (%), d (kg/m3) = f (% teores de ligante)

MÉTODO MARSHALL


ENSAIO MARSHALL

ESQUEMA DE ROMPIMENTO (com pressão diametral)


Estabilidade: carga máxima

(unidade de força) indicativa da

resistência do corpo de prova à

compressão diametral confinada (modo

de falha não definido);

Fluência: deslocamento máximo

(unidade de distância)

apresentado pelo corpo de prova

correspondente à aplicação da carga

máxima.

Estabilidade Marshall


SIGNIFICADOS

Estabilidade Coesão e estabilidade mecânica dos agregados

E > 500 kg

Fluência Flexibilidade

F < 20 (0,01 pol)

Densidade

aparente

Verificar grau de compactação na pista

GC > 97%

% V Vazios sem ligante

Entre 3 e 6% (camada de desgaste)

RBV Vazios com ligante

RBV < 90%


ENSAIO MARSHALL

RESULTADOS TÍPICOS DE UMA DOSAGEM MARSHALL


ENSAIO MARSHALL



ENSAIO MARSHALL



Com todos os

valores dos

parâmetros

volumétricos e

mecânicos

determinados,

são plotadas

6 curvas em

função do teor

de asfalto, que

podem ser

usadas na

definição do

teor de projeto

Marshall

m

1000

F (kN)

9,81

2,33

2,33

2,33

2,34

2,34

2,34

2,34

2,34

2,35

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Mas

sa E

spec

ífic

a A

par

ente

(g/c

m3)

2,38

2,39

2,40

2,41

2,42

2,43

2,44

2,45

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Mas

sa E

spec

ífic

a M

áxim

a T

eóri

ca (

g/c

m3)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Volu

me

de

Vaz

ios

(%)

16,8

17,0

17,2

17,4

17,6

17,8

18,0

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Vaz

ios

do A

gre

gad

o M

iner

al (

%)

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Rel

ação

Bet

um

e-V

azio

s (%

)

9.000

9.500

10.000

10.500

11.000

11.500

5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Est

abil

idad

e (N

)


11 – Determinação do teor ótimo = f (tipo de camada, tráfego)

– Atendimento às Especificações

– Recomendação: média aritmética dos seguintes teores:

a) b1 = média dos limites para %V

b) b2 = média dos limites para RBV

c) b3 = valor máximo da densidade

d) b4 = valor máximo da estabilidade

MÉTODO MARSHALL


FAIXAS DNER


ESPECIFICAÇÕES DE CBUQ

ÍTENS

TRÁFEGO

MÉDIO

106<N<5.106

ALTO

N > 5.106

Nº GOLPES/FACE 50 75

ESTABILIDADE (Kgf) Mín. 400 Mín. 500

FLUÊNCIA (0,01”) 8 a 18 8 a 16


% VAZIOS TOTAIS

REPERFILAGEM 3 a 5

BINDER 4 a 7

CAPA 3 a 5

RELAÇÃO BETUME-VAZIOS

REPERFILAGEM 75 a 82

BINDER 65 a 72

CAPA 75 a 82

ESPECIFICAÇÕES DE CBUQ


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