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TCNICAS DE PAVIMENTAES

AULA 21 -11/10/2012

Prof. Thiago Augusto Silva Ribeiro

PAVIMENTO DO PONTO DE VISTA ESTRUTURAL E FUNCIONAL


Pavimento

mltiplas camadas de espessuras finitas,

construda sobre a superfcie final de terraplenagem, construda sobre a superfcie final de terraplenagem,

destinada tcnica e economicamente a resistir aos esforos oriundos do trfego de veculos e do clima,

e a propiciar aos usurios melhoria nas condies de rolamento, com conforto, economia e segurana.



Pavimento Rgido

o revestimento uma placa de concreto de cimento Portland,

a espessura em funo da resistncia flexo das placas de a espessura em funo da resistncia flexo das placas de concreto e das resistncias das camadas subjacentes,

podem ser armadas ou no,

subcamada desse pavimento como sub-base.



Pavimento Flexvel

Pavimentos asflticos;

revestimento composto por uma mistura constituda basicamente de agregados e ligantes asflticos; de agregados e ligantes asflticos;

camadas principais: revestimento asfltico:

camada de rolamento + binder (camada de ligao), base, sub-base, reforo do subleito subleito .



Revestimento Asfltico

camada superior destinada a resistir diretamente s aes do trfego;aes do trfego;

transmiti-las de forma atenuada s camadas inferiores,

Impermeabilizar o pavimento, alm de melhorar as condies de rolamento (conforto e segurana).



Revestimento Asfltico

Os revestimentos asflticos so constitudos por associao de agregados e de materiais asflticos.associao de agregados e de materiais asflticos.

Por penetrao

Por mistura



Revestimento Asfltico por penetrao

executados com uma ou mais aplicaes de material asfltico;asfltico;

de operaes de espalhamento;

compresso de camadas de agregados com granulometrias apropriadas.



Revestimento Asfltico por mistura

o agregado pr-envolvido com o material asfltico, antes da compresso;

Quando o pr-envolvimento feito na usina Pr-misturado;

Quando o pr-envolvimento feito na pista Pr-misturado na pista.

Ligante Asfltico

Razes para o uso do asfalto em pavimentao:

proporciona forte unio dos agregados, agindo como um ligante que permite flexibilidade controlvel;

impermeabilizante, durvel e resistente ao da maioria dos cidos, dos lcalis e dos sais,

podendo ser utilizado aquecido ou emulsionado, em amplas combinaes de esqueleto mineral, com ou sem aditivos.

Asfalto

um ligante betuminoso;

provm da destilao do petrleo;

tem a propriedade de ser um adesivo termoviscoplstico,

impermevel gua e pouco reativo.

Asfalto

Quando o asfalto se enquadra em uma classificao, que se baseia em propriedades fsicas que pretendem assegurar o bom desempenho do material na obra, ele passa a ser desempenho do material na obra, ele passa a ser denominado CAP cimento asfltico de petrleo, seguida de algum outro identificador numrico

CAP

produto semi-slido a temperaturas baixas,

viscoelstico temperatura ambiente,

lquido a altas temperaturas,

Se enquadra em limites de consistncia para determinadas temperaturas. (termoviscoelasticidade)

Composio Qumica

Os petrleos ou leos crus diferem em suas propriedades fsicas e qumicas, variando de lquidos negros viscosos at lquidos castanhos bastante fluidos.

Existem perto de 1.500 tipos de petrleo explorados no mundo, porm somente uma pequena poro deles considerada apropriada para produzir asfalto.

Composio Qumica

Os petrleos distinguem-se pela maior ou menor presena de asfalto em sua composio.

Petrleos venezuelanos, so reconhecidos Petrleos venezuelanos, so reconhecidos mundialmente como os de melhor qualidade para a produo de asfalto para pavimentao.

Composio Qumica

Os CAPs so constitudos de:

90 a 95% de hidrocarbonetos;

de 5 a 10% de heterotomos (oxignio, enxofre, nitrognio e metais vandio, nquel, ferro, magnsio e clcio);

unidos por ligaes covalentes.

Composio Qumica

A composio varia com a fonte do petrleo, com as modificaes induzidas nos processos de refino e durante o envelhecimento na usinagem e em servio.

carbono de 82 a 88%;

hidrognio de 8 a 11%;

enxofre de 0 a 6%;

oxignio de 0 a 1,5%

nitrognio de 0 a 1%.

Estocagem

As emisses de vapores visveis e fumaas comeam a ser percebidas a temperaturas em torno de 150C e so compostas de hidrocarbonetos e pequena quantidade de H2S.hidrocarbonetos e pequena quantidade de H2S.

Pode acumular- se em ambientes fechados, tais como o tanque de estocagem, e pode ser letal caso no haja ventilao adequada.

Estocagem

Em torno de 400C, apresentaria autocombusto. Porm, apesar de baixo risco, cuidados especiais devem ser tomados.

Evitar que o CAP aquecido tenha contato com gua, pois haver grande aumento de volume resultando em espumao.

Produo Brasileira

A Petrobras possui nove conjuntos produtores e distribuidores de asfalto de petrleo no Brasil: Amazonas, Cear, Bahia, Bahia, Minas Gerais, Rio de Janeiro, So Paulo (dois), Paran e Rio Grande do Sul, Paran, que produz insumos para pavimentao

Produo Brasileira

Os tipos de ligantes asflticos existentes no mercado brasileiro so denominados:a) cimentos asflticos de petrleo CAP;b) asfaltos diludos ADP;b) asfaltos diludos ADP;c) emulses asflticas EAP;d) asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial;e) asfaltos modificados por polmero AMP ou por borracha de pneus AMB;

f) agentes rejuvenescedores AR e ARE.

Propriedades fsicas do asfalto

Todas as propriedades fsicas do asfalto esto associadas sua temperatura.

Em temperaturas muito baixas, as molculas no tm Em temperaturas muito baixas, as molculas no tm condies de se mover umas em relao s outras e a viscosidade fica muito elevada; nessa situao o ligante se comporta quase como um slido.


Todas as propriedades fsicas do asfalto esto associadas sua temperatura.

medida que a temperatura aumenta, algumas medida que a temperatura aumenta, algumas molculas comeam a se mover podendo mesmo haver um fluxo entre as molculas. O ligante se comporta como um lquido. Essa transio reversvel.


Os ensaios fsicos dos cimentos asflticos podem ser categorizados entre ensaios

de consistncia, de consistncia, de durabilidade, de pureza e; de segurana.

Ensaio de Penetrao

Ensaios de Viscosidade


Com viscosmetro capilar,

medido o tempo que um volume fixo do material leva para escoar em um tubo capilar, de baixo para leva para escoar em um tubo capilar, de baixo para cima, sob condio preestabelecida e controlada de temperatura e de vcuo.


Viscosmetro capilar,

medido o tempo que um volume fixo do material leva para escoar em um tubo capilar, de baixo para leva para escoar em um tubo capilar, de baixo para cima, sob condio preestabelecida e controlada de temperatura e de vcuo.


Equipamento Saybolt-Furol

Ensaios de Viscosidade Equipamento Saybolt-Furol,

O aparelho consta, basicamente, de um tubo com formato e dimenses padronizadas, no fundo do qual fica um orifcio de dimetro 3,15 0,02mm.

O tubo, cheio de material a ensaiar, colocado num recipiente com leo (banho) com o orifcio fechado. Quando o material estabiliza na temperatura exigida (25 a 170C dependendo do material e 135C para os cimentos asflticos), abre-se o orifcio e inicia-se a contagem do tempo. Desliga-se o cronmetro quando o lquido alcana, no frasco inferior, a marca de 60ml.

Viscosidade

Importante na determinao da consistncia adequada que ele deve apresentar quando da mistura com os agregados para proporcionar uma perfeita cobertura dos mesmos e quando de sua aplicao no campo.quando de sua aplicao no campo.

necessrio se obter, para cada ligante asfltico, uma curva de viscosidade com a temperatura que permita escolher a faixa de temperatura adequada para as diversas utilizaes.


O viscosmetro Brookfield

permite medir as propriedades de consistncia relacionadas ao bombeamento e estocagem. relacionadas ao bombeamento e estocagem.

Permite ainda obter grfico de temperatura-viscosidade para projeto de mistura asfltica.



por meio de medida do comportamento do fluido a diferentes taxas de cisalhamento, obtidas por rotao diferentes taxas de cisalhamento, obtidas por rotao de cilindros coaxiais que ficam mergulhados na amostra em teste

Ensaio de ponto de amolecimento

O ponto de amolecimento uma medida emprica que correlaciona a temperatura na qual o asfalto amolece quando aquecido sob certas condies amolece quando aquecido sob certas condies particulares e atinge uma determinada condio de escoamento.

Ensaio de ponto de amolecimento

Uma bola de ao de dimenses e peso especificados colocada no centro de uma amostra de asfalto que est confinada dentro de um anel metlico padronizado. Todo o conjunto colocado dentro de um banho de gua num bquer. O banho aquecido a uma taxa controlada de 5C/minuto. O banho aquecido a uma taxa controlada de 5C/minuto. Quando o asfalto amolece o suficiente para no mais suportar o peso da bola, a bola e o asfalto deslocam-se em direo ao fundo do bquer. A temperatura marcada no instante em que a mistura amolecida toca a placa do fundo do conjunto padro de ensaio. O teste conduzido com duas amostras do mesmo material. Se a diferena de temperatura entre as duas amostras exceder 2C, o ensaio deve ser refeito.

Ensaio de dutilidade A coeso dos asfaltos avaliada indiretamente pela medida

emprica da dutilidade que a capacidade do material de se alongar na forma de um filamento.

Nesse ensaio, corpos-de-prova de ligantes colocados em moldes especiais, so imersos em gua dentro de um banho.moldes especiais, so imersos em gua dentro de um banho.

A dutilidade dada pelo alongamento em centmetros obtido antes da ruptura de uma amostra de CAP, na seo diminuda do molde com largura inicial de 10mm, em banho de gua a 25C, submetida pelos dois extremos velocidade de deformao de 5cm/minuto.

Ensaio de dutilidade

Ensaio de solubilidade

Uma amostra do asfalto dissolvida por um solvente, sendo ento filtrada. A quantidade de material retido no filtro representa as impurezas no cimento asfltico.no cimento asfltico.

Ensaio de solubilidade

O cimento asfltico refinado consiste basicamente de betume puro, que, por definio, inteiramente solvel em bissulfeto de carbono (S2C).2

Para determinar o grau de pureza do asfalto (teor de betume), realizado o ensaio de solubilidade. As especificaes para asfaltos de pavimentao geralmente requerem um mnimo de 99,0% .

Ensaios de durabilidade

Os asfaltos sofrem envelhecimento (endurecimento) de curto prazo quando misturados com agregados minerais em usinas devido a seu aquecimento.

Os ensaios de envelhecimento acelerado designados de efeito do calor e do ar so usados para tentar simular o envelhecimento do ligante na usinagem.


O ensaio de efeito do calor e do ar (ECA) como conhecido no Brasil (ABNT NBR 14736/2001) corresponde ao designado no exterior como ensaio de estufa de filme fino ou ensaio de ensaio de estufa de filme fino ou ensaio de pelcula delgada..


Consiste em submeter amostras do ligante, colocadas em pelcula de pequena espessura dentro de um recipiente padronizado, a um certo dentro de um recipiente padronizado, a um certo tempo de solicitao de temperatura elevada e jatos de ar, por exposio dentro de uma estufa especial


A estufa de pelcula fina plana provoca o envelhecimento do ligante asfltico por oxidao e evaporao, permitindo avaliar a presena de fraes de leos mais leves e a oxidao que ocorre durante o aquecimento a 163C durante 5 horas.

Esse ensaio procura simular o efeito do envelhecimento do ligante que Esse ensaio procura simular o efeito do envelhecimento do ligante que ocorre durante a usinagem e compactao da mistura.

Mede-se o efeito do envelhecimento acelerado nas modificaes das caractersticas de penetrao, dutilidade ou viscosidade do ligante envelhecido em relao ao ligante original.


H muitos mecanismos envolvidos no envelhecimento dos ligantes asflticos, porm dois so mais relevantes:

a perda de componentes volteis;

a reao qumica do asfalto com o oxignio do ar.


O endurecimento do ligante verificado pela diminuio da penetrao e aumento do ponto de amolecimento e da viscosidade.

Potencial do envelhecimento avaliado como uma relao entre as caractersticas fsicas de fcil medio antes e aps o processo de envelhecimento ou em diversas idades.

Envelhecimento

O efeito do envelhecimento nas vrias etapas de uso do ligante, feita por um ndice de envelhecimento que a relao entre a envelhecimento que a relao entre a viscosidade a cada tempo (nt) e a viscosidade inicial (n0) do ligante recm-produzido

Envelhecimento

As maiores perdas ocorrem durante a usinagem, transporte e compactao. Nessas etapas o ligante submetido simultaneamente aos trs fatores necessrios para que ocorra o fatores necessrios para que ocorra o envelhecimento acelerado: altas temperaturas, elevada relao rea superficial de agregados e volume de ligante (baixa espessura de pelcula);

exposio ao ar (mistura solta).

Ensaio de ponto de fulgor

O ponto de fulgor um ensaio ligado segurana de manuseio do asfalto durante o transporte, estocagem e usinagem.

Representa a menor temperatura na qual os vapores Representa a menor temperatura na qual os vapores emanados durante o aquecimento do material asfltico se inflamam por contato com uma chama padronizada.

Valores de pontos de fulgor de CAP so normalmente superiores a 230C.

Ensaio de ponto de ruptura Fraass

Ensaio para qualificar o asfalto sob condio de temperaturas negativas, que consiste basicamente em buscar determinar a temperatura que leva o ligante a uma rigidez crtica que resulta em trincamento.trincamento.

Muitos pases que tm invernos muito rigorosos como, por exemplo, Canad, Finlndia, Noruega, Alemanha e Sucia, tm valores mximos de temperatura Fraass nas especificaes de asfaltos.

Ensaio de ponto de ruptura Fraass

Suscetibilidade trmica

Trata-se de uma propriedade importante dos ligantes asflticos uma vez que se eles forem muito suscetveis variao de estado ou de propriedades frente variao de temperatura, no sero desejveis na pavimentao.desejveis na pavimentao.

desejvel que o ligante asfltico apresente variaes pequenas de propriedades mecnicas, nas temperaturas de servio dos revestimentos, para evitar grandes alteraes de comportamento frente s variaes de temperatura ambiente.

ESPECIFICAE S BRASILEIRAS

A penltima especificao brasileira de CAP, vigente de 1992 at julho de 2005, separava em duas famlias de ligantes. Por viscosidade os asfaltos brasileiros eram subdivididos em trs grupos: CAP 7, CAP 20 e CAP 40, sendo esses em trs grupos: CAP 7, CAP 20 e CAP 40, sendo esses nmeros associados ao incio da faixa de viscosidade de cada classe.

Por penetrao, havia quatro classes de asfalto: CAP 30-45, CAP 50-60, CAP 85-100 e CAP 150-200, sendo esses nmerosassociados faixa de penetrao obtida no ensaio.

ESPECIFICAE S BRASILEIRAS

Em julho de 2005 foi aprovada pela Agncia Nacional de Petrleo, Gs e Energia (ANP) uma nova especificao de CAP para todo o Brasil, em substituio s duas anteriores mostradas. em substituio s duas anteriores mostradas. Essa nova especificao baseia-se na penetrao e nos ensaios vistos anteriormente.

ANP: 2005

Especificao brasileira de cimento asfltico de petrleo (CAP)

Tabela

Tcnicas de Pavimentaes

Aula 22 18/010/2012

Thiago Augusto Silva RibeiroProf. Msc. Eng. Civil

ASFALTO MODIFICADO POR POLMERO

Para condies de volume de veculos comerciais e peso por eixo crescente;

Rodovias especiais ou nos aeroportos; Corredores de trfego pesado canalizado; Corredores de trfego pesado canalizado; Para condies adversas de clima, Grandes diferenas trmicas entre inverno e vero.

Gilsonita ou asfaltita, Polmeros de vrios tipos.

Os Polmeros

So classificados em categorias: Termorrgidos:

no se fundem,

sofrem degradao numa temperatura limite; sofrem degradao numa temperatura limite; endurecem irreversivelmente quando aquecidos.

Por exemplo: resina epxi, polister, poliuretano;

Os Polmeros

Termoplsticos:

se fundem;

tornam-se maleveis reversivelmente quando aquecidos.aquecidos.

So incorporados aos asfaltos a alta temperatura.

Por exemplo: polietileno, polipropileno, PVC;

Os Polmeros

Elastmeros:

so aqueles que, quando aquecidos, se decompem antes de amolecer, antes de amolecer,

com propriedades elsticas.

Por exemplo: SBR;

Os Polmeros

elastmeros termoplsticos:

so aqueles que, a baixa temperatura, presentamcomportamento elstico,comportamento elstico,

porm quando a temperatura aumenta passam a apresentar comportamento termoplstico.

Por exemplo: SBS e EVA.

O uso de asfaltos modificados por polmeros


Pode reduzir a freqncia das manutenes;

Aumentar a vida de servio de pavimentos de locais de difcil acesso ou de custo muito elevado locais de difcil acesso ou de custo muito elevado de interrupo do trfego para reparos.

Locais de trfego canalizado tambm podem se beneficiar com o uso de asfaltos modificados.



Para que a modificao do ligante seja vivel tcnica e economicamente, necessrio:

que o polmero seja resistente degradao nas que o polmero seja resistente degradao nas temperaturas usuais de utilizao do asfalto;

misture-se adequadamente com o asfalto;



Para que a modificao do ligante seja vivel tcnica e economicamente, necessrio:

melhore as caractersticas de fluidez do asfalto a altas temperaturas; temperaturas;

sem que o ligante fique muito viscoso para a misturaoe espalhamento;

nem to rgido ou quebradio a baixas temperaturas.



O asfalto-polmero tem que manter suas propriedades durante a

Estocagem , Estocagem ,

Aplicao

e servio,



Deve poder ser processado nos equipamentos convencionais,

permanecer estvel fsica e quimicamente, permanecer estvel fsica e quimicamente,

no necessitar de temperaturas muito diferenciadas para aplicao.



Em termos qualitativos as influncias de vrios tipos de modificadores de asfalto no comportamento da mistura asfltica no pavimento ao longo da vida til, considerando defeitos de:considerando defeitos de: Deformao permanente, Fadiga, Trincas trmicas; Envelhecimento; Adesividade.

Benefcios de diferentes tipos de modificadores de asfalto

Benefcios de diferentes tipos de modificadores de asfalto

Polmeros mais comuns para uso em pavimentao

Polmeros mais comuns para uso em pavimentao

O grupo de polmeros termoplsticosnormalmente usados em modificao de CAP:

bloco de estireno-butadieno (SB), bloco de estireno-butadieno (SB), estireno-butadieno-estireno (SBS), estireno-isopreno-estireno (SIS), estireno-etileno-butadieno-estireno (SEBS), crilonitrila-butadieno-estireno (ABS)e; acetato de vinila (EVA).

Especificao tcnica para asfalto modificado com polmero (AMP )Especificao tcnica para asfalto modificado com polmero (AMP )

Asfalto-borracha

utilizar a borracha de pneus inservveis em misturas asflticas.

incorporar os benefcios de um polmero ao incorporar os benefcios de um polmero ao ligante asfltico,

reduzir problemas ambientais,

Um pneu de veculo de passeio tpico (Goodyear P 195/ 75R14),

Um pneu de veculo de passeio tpico (Goodyear P 195/ 75R14),

Com massa aproximada de 10kg, contm: 2,50kg de diferentes tipos de borracha sinttica; 2,0kg de 8 diferentes tipos de borracha natural; 2,5kg de 8 tipos de negro-de-fumo; 2,5kg de 8 tipos de negro-de-fumo; 0,75kg de ao para as cinturas; 0,50kg de polister e nilon; 0,25kg de arames de ao; 1,5kg de diferentes tipos de produtos qumicos,

leos, pigmentos etc.

Asfalto Modificado com Borracha (AMB)

So dois os mtodos de incorporao da borracha triturada de pneus s misturas asflticas:

o processo mido;

e o processo seco.

Asfalto Modificado por Borracha (AMB)

PROCESSO MIDO, a borracha finamente triturada adicionada ao CAP aquecido,

produzindo ligante modificado, que tem sido produzindo ligante modificado, que tem sido denominado de asfalto-borracha .

No processo mido, o p de pneus representa em geral 15 a 20% da massa de ligante

ou menos que 1,5% da massa total da mistura.

Asfalto-borracha

Asfalto-borracha

O ligante modificado por borracha moda de pneus por via mida, dependendo do seu processo de fabricao, pode ser:

O sistema no-estocvel , produzido com equipamento misturador na prpria obra e, nessa condio, deve ser misturador na prpria obra e, nessa condio, deve ser aplicado imediatamente devido sua instabilidade.

O sistema estocvel , preparado com borracha moda de pneus finssima (partculas passantes na peneira no 40) e devidamente misturado em um terminal especial, produzindo um ligante estvel e relativamente homogneo, posteriormente transportado para cada obra.

Vantagens?

Asfalto-borracha estocvel

O asfalto-borracha estocvel deve ser:

processado em altas temperaturas por agitao em alto cisalhamento.

Obtm-se a despolimerizao da borracha de pneu.

Permitindo a reao da borracha desvulcanizada e despolimerizada com molculas do CAP, o que resulta em menor viscosidade do produto final.


O asfalto-borracha no estocvel :

Tambm pelo processo de mistura via mida imediatamente antes da usinagem em equipamentos imediatamente antes da usinagem em equipamentos especiais.

adiciona a borracha moda ao CAP minutos antes de ele ser incorporado ao agregado.


O asfalto-borracha no-estocvel:

conduz a um inchamento superficial da borracha;

permite o uso de borracha com maior tamanho de partcula e aumento da viscosidade;

No ocorre despolimerizao nem desvulcanizaoe a agitao feita em baixo cisalhamento.


PROCESSO SECO:

a borracha triturada entra como parte do agregado ptreo da mistura e juntamente com o ligante asfltico d ptreo da mistura e juntamente com o ligante asfltico d origem ao produto agregado-borracha ou concreto asfltico modificado com adio de borracha.

A mistura modificada com adio de borracha via seca s deve ser utilizada em misturas asflticas a quente (concreto asfltico convencional)

Ensaio de resilincia

Mede a capacidade de um cimento asfltico retornar ao seu estado original depois de ser submetido compresso.

Mede a capacidade de um cimento asfltico retornar ao seu estado original depois de ser submetido compresso.

Ensaio de resilincia

Enche-se uma cuba padronizada com o ligante aquecido at se tornar fluido para poder ser vertido na cuba e, aps o resfriamento do material, lev-lo a um banho de gua a 25C.

A seguir, submeter a amostra colocada em um penetrmetro a uma presso de uma esfera de ao padronizada, sob carga estabelecida de 75g, por 5 segundos e medir o quanto ela penetra na amostra (P).

EMULSO ASFLTICA

Para que o CAP possa recobrir convenientemente os agregados necessrio que apresente uma viscosidade em torno de 0,2 Pa.s.

EMULSO ASFLTICA

possvel promover mudanas no ligante utilizando-se dois processos de preparao:

adio de um diluente voltil ao asfalto produzindo o asfalto diludo ADP;asfalto diludo ADP;

emulsionamento do asfalto EAP. Uma emulso definida como uma disperso estvel de dois ou mais lquidos imiscveis.

No caso da emulso asfltica os dois lquidos so o asfalto e a gua.

EMULSO ASFLTICA

Agente emulsionante ou emulsificante uma substncia que reduz a tenso superficial:

permite que os glbulos de asfalto permaneam em suspenso na gua por algum tempo;suspenso na gua por algum tempo;

evitando a aproximao entre as partculas e sua posterior coalescncia (juno de partes que se encontravam separadas);

A proporo tpica entre leo e gua de 60 para 40%.

EMULSO ASFLTICA

A ao mecnica de obteno dos glbulos feita em um moinho coloidal especialmente preparado para a quebra do asfalto aquecido em pores minsculas que devem ter um tamanho especificado que micromtrico:que micromtrico:

normalmente variando entre 1 e 20m. apresentam carga de partcula negativa ou positiva:

aninica catinica.

Esquema representativo de uma emulso asfltica catinica

Esquema representativo de uma emulso asfltica catinica

EAP EMULSO ASFLTICA DE PETRLEO


A EAP produzida por disperso dos glbulos de asfalto que saem do moinho

e caem em uma soluo de gua j misturada com o e caem em uma soluo de gua j misturada com o agente emulsificante e com outros aditivos.

MOINHO COLOIDAL



As designaes das classes das emulses brasileiras so feitas em funo (i) do tempo necessrio para que ocorra a ruptura, dividida em

lenta, mdia ou rpida;

(ii) do teor de asfalto contido na mesma; e (ii) do teor de asfalto contido na mesma; e (iii) da carga inica.

Por exemplo, uma emulso designada de RR 1C representa uma emulso de ruptura rpida RR, catinica C, e o nmero 1 indica a faixa de viscosidade.

Carga de partcula

Por exemplo, agentes emulsificantes do tipo

sulfato de sdio produzem emulse aninicas (carga negativa) negativa)

emulsificantes tipo amina produzem emulses catinicas (positivas).

Ensaios bsicos de emulso:Ensaio de carga de partculaEnsaios bsicos de emulso:Ensaio de carga de partcula

Ruptura da emulso

Quando a emulso entra em contato com o agregado ptreo, inicia-se o processo de ruptura da emulso que a separao do CAP e da gua: permite o recobrimento do agregado por uma pelcula de asfalto. permite o recobrimento do agregado por uma pelcula de asfalto.

A gua liberada e evapora. A ruptura da emulso consiste na anulao da camada de envolvimento dos glbulos de asfalto dispersos na gua, com a conseqente unio desses glbulos (coagulao ou floculao).

Ensaio de sedimentao

Ensaio de sedimentao Deixar em repouso total por 5 dias 500ml de emulso numa

proveta aps esse perodo retirar uma amostra de aproximadamente

55ml do topo da proveta e 55ml do fundo. colocando-se os bqueres contendo o material coletado

durante 2 horas no interior da estufa temperatura de (163 durante 2 horas no interior da estufa temperatura de (163 3)C.

Aps esse perodo remover cada bquer e agitar o resduo vigorosamente.

Recolocar os bqueres na estufa durante uma hora e ento remover e deixar esfriar temperatura ambiente.

Por diferena de peso determina-se o resduo.

Ensaio de peneirao

Ensaio de peneirao

A funo desse ensaio garantir a qualidade na fabricao da emulso.

Consiste em determinar a porcentagem em peso de partculas de asfalto retidas na peneira de malha npartculas de asfalto retidas na peneira de malha n20 (0,84mm).

Utiliza-se 1.000 ml de emulso, que peneirada e em seguida pesada novamente para determinar a quantidade que ficou retida na peneira.

Ensaio de peneirao

indesejvel que a emulso possua grumos, formando pelotas de CAP que ficam retidas na peneira.

O limite deespecificao para qualquer emulso de 0,1% de CAP (em peso) retido na peneira

Ensaio de peneirao

Ensaio de resduo por evaporao

Determinao da quantidade de resduo seco contido em uma emulso asfltica aps contido em uma emulso asfltica aps aquecimento at a total evaporao da gua, determinada por peso constante.

Ensaio de resduo por evaporao

Determinao do resduo por destilao

A amostra colocada em um destilador metlico especificado e aquecida por bico de Bunsen sob condies estabelecidas at 260C;

A amostra consiste de aproximadamente 300g da emulso que sero passados em peneira de abertura de 841m.


O trmino da destilao deve ocorrer entre 45 e 75 minutos aps atingida a temperatura de destilao que ser mantida durante 15 minutos.

O resduo expresso como a porcentagem de peso residual de material asfltico emulsionado.

Ensaio de desemulsibilidade

Utilizado para determinar se uma quantidade conhecida de emulso parcial ou totalmente rompida pela adio de um reagente adequado, sendo o resultado expresso em porcentagem do sendo o resultado expresso em porcentagem do teor do asfalto residual da emulso.

o reagente utilizado o aerossol OT a 0,8%+ (dioctilsulfosuccionato de sdio).


coloca-se 100g de emulso dentro de um bquer;

adiciona-se 35g do reagente temperatura de adiciona-se 35g do reagente temperatura de 25oC;

agita-se o contedo por 2 minutos com o auxlio de um basto, comprimindo eventuais grumos formados contra as paredes do bquer.

Ensaio de desemulsibilidade Verte-se a mistura sobre uma peneira com abertura de

1,40mm e lava-se o bquer, o basto e a peneira com gua destilada;

coloca-se o conjunto em estufa a 160oC deixando secar at constncia de peso.constncia de peso.

Subtrai-se o peso dos acessrios utilizados (bquer, basto e tela) do peso seco do conjunto, obtendo-se o resduo de desemulsibilidade (A).

A desemulsibilidade dada pela expresso:


A desemulsibilidade dada pela expresso:

Viscosidade

A viscosidade determina a trabalhabilidade da emulso e influenciada pela: quantidade de asfalto presente, pelo emulsificante, pelo emulsificante, pelo tamanho dos glbulos.


Equipamento Saybolt-Furol

Determinao do pH da emulso asfltica

Determinao do pH da emulso asfltica

Emulso Asfaltica de Petrleo

Consideraes sobre as emulses

O balano entre a estabilidade da emulso e a velocidade da ruptura crtico no seu desempenho e velocidade da ruptura crtico no seu desempenho e no sucesso dos servios,

devendo a emulso apresentar estabilidade adequada para o transporte e estocagem, mas ao ser aplicada deve apresentar ruptura em tempo adequado ao tipo de servio.

Emulso Asfltica de Petrleo

Consideraes sobre as emulses

A ruptura da emulso usualmente iniciada por adsoro entre a emulso e os agregados.adsoro entre a emulso e os agregados.

Asfaltos Diludos de Petrleo (ADP)

So produzidos pela adio de um diluente voltil, obtido do prprio petrleo, que varia conforme o tempo necessrio para a perda desse componente adicionado restando o asfalto componente adicionado restando o asfalto residual aps a aplicao.

O diluente serve apenas para baixar a viscosidade e permitir o uso temperatura ambiente


O termo cura refere-se perda dos volteis e depende da natureza do diluente utilizado.

A denominao dos tipos dada segundo a A denominao dos tipos dada segundo a velocidade de evaporao do solvente:

cura rpida (CR) cujo solvente a gasolina ou a nafta;

cura mdia (CM) cujo solvente o querosene


O principal uso do asfalto diludo na pavimentao no servio de imprimao de base de pavimentos.

Tambm possvel a utilizao desse produto em servios de tratamento superficial,

ASFALTO-ESPUMA

Uma terceira forma de diminuir a viscosidade do asfalto e melhorar a sua disperso quando da mistura com agregados, mas ainda utilizando o mistura com agregados, mas ainda utilizando o CAP aquecido, a tcnica chamada de asfalto-espuma.

ASFALTO-ESPUMA

Para algumas utilizaes especiais, a espumaodo asfalto sob condies particulares e controladas pode se mostrar uma grande aliada controladas pode se mostrar uma grande aliada para melhor envolver agregados e at mesmo solos.

ASFALTO-ESPUMA

Consiste em se promover o aumento de volume do CAP por choque trmico pela injeo de um pequeno volume de gua temperatura pequeno volume de gua temperatura ambiente, em um asfalto aquecido, em condies controladas, dentro de uma cmara especialmente desenvolvida para isso.

ASFALTO-ESPUMA

A taxa de expanso relao entre o volume mximo do CAP em estado de espuma e o volume de CAP remanescente, aps a espuma estar completamente assentada.espuma estar completamente assentada.

A meia-vida o tempo em segundos necessrio para uma espuma regredir do seu volume mximo at a metade desse volume.

ASFALTO-ESPUMA

ASFALTO-ESPUMA

Uso em manuteno de pavimentos pela tcnica da reciclagem

Pode ser usada em usina estacionria ou em unidades mveis de reciclagem, permitindo uma unidades mveis de reciclagem, permitindo uma variedade de utilizaes, pois pode ser adicionada aocom economia de energia

agregado natural ou fresado, no-aquecido e at mesmo mido, resultando em misturas menos suscetveis aos efeitos climticos do que as misturas com emulso.

Tcnicas de Pavimentaes

Aula 23 19/010/2012

Thiago Augusto Silva RibeiroProf. Msc. Eng. Civil

Agregados

Trata dos agregados utilizados em revestimentos asflticos de pavimentos.

Todos os revestimentos asflticos associaes Todos os revestimentos asflticos associaes de ligantes asflticos, de agregados e, de produtos complementares.

Agregados

material sem forma ou volume definido,

geralmente inerte,

de dimenses e propriedades adequadas para produo de argamassas e de concreto.

Agregados

Os ensaios de laboratrio e a experincia prtica devem indicar como uma rocha que existe h milhes de anos ir se comportar durante sua vida de projeto em um pavimento.vida de projeto em um pavimento.

Esse o objetivo dos ensaios de desempenho.

Agregados

O agregado escolhido para uma determinada utilizao deve apresentar propriedades de modo a suportar tenses impostas na superfcie do pavimento e tambm em seu interior.pavimento e tambm em seu interior.

A escolha feita em laboratrio onde uma srie de ensaios utilizada para a predio do seu comportamento posterior quando em servio.

Agregados

O nvel de desempenho em servio depende: propriedades geolgicas da rocha de origem.

o tipo de rocha, sua composio mineralgica, sua composio qumica, sua composio qumica, sua granulao, seu grau de alterao, sua tendncia degradao, abraso ou fratura sob trfego o potencial de adeso do ligante asfltico em sua superfcie.

Agregados

Os agregados utilizados em pavimentao podem ser classificados em trs grandes grupos, segundo

(i) natureza,

(ii) tamanho e,

(iii) distribuio dos gros.

Agregados Naturais

Obtidos por:

desmonte, escavao e dragagem em depsitos continentais, marinhos, e rios. continentais, marinhos, e rios.

pedregulhos, as britas, os seixos, as areias

podem ser empregados em pavimentao na forma e tamanhocomo se encontram na natureza.

Agregados Naturais

Os agregados provenientes de rochas naturais

gneos,

sedimentares,

metamrficos,

areias e pedregulhos:

Agregados Naturais

Rochas gneas so aquelas que se solidificaram de um estado lquido;

alguns tipos so resultantes de esfriamento lento alguns tipos so resultantes de esfriamento lento em granitos de granulao grossa.

outros tipos so extrusivos, provenientes de fluxos de lava para a superfcie da Terra,

resultando em rochas de granulao fina, como os basaltos;

Agregados Naturais

Rochas sedimentares so tipicamente formadas

pelo intemperismo e eroso de rochas preexistentes, e seu resultado transportado pela ao da gua, vento ou gelo. gelo.

caracterizadas por camadas estratificadas, originadas pelos processos de deposio.

podem ser formadas tambm por precipitao qumica de minerais dissolvidos em gua,

como o caso do calcrio;

Agregados Naturais

rochas metamrficas ocorrem como resultado

de alterao por aquecimento,

presso ou

atividade qumica de rochas gneas ou sedimentares existentes.

Agregados Naturais

areias e pedregulhos so agregados naturais,

provenientes das rochas de que so originrios

e dos processos de transporte sofridos antes da deposio.

Agregados

Artificial So resduos de processos industriais, tais como a escria de alto-forno como a argila calcinada e a argila expandida.

Elas podem apresentar problemas de expansibilidade e heterogeneidade, requerendo tratamento adequado para utilizao.

Reciclado Nessa categoria esto os provenientes de reuso de materiais diversos

Agregados: quanto ao tamanho

GRADO o material com dimenses maiores do que 2,0mm, ou seja, retido na peneira no 10.

as britas, cascalhos, seixos;

MIDO o material com dimenses maiores que 0,075mm e menores que 2,0mm.

o material que retido na peneira de no 200, mas que passa na de abertura no 10.

So as areias, o p de pedra etc.;

Agregados: quanto ao tamanho

material de enchimento (fler) o material onde pelo menos 65% das partculas menor que 0,075mm, correspondente peneira de no 200, no 200,

cal hidratada, cimento Portland etc

Influencia do tamanho dos agregados

O tamanho mximo do agregado em misturas asflticas para revestimentos pode afetar essas misturas de vrias formas.

Pode tornar instveis misturas asflticas com agregados Pode tornar instveis misturas asflticas com agregados de tamanho mximo excessivamente pequeno e prejudicar a trabalhabilidade.

Provocar segregao em misturas asflticas com agregados de tamanho mximo excessivamente grande.

Influencia do tamanho dos agregados

Quando a porcentagem de p aumenta, reduzem-se os vazios do esqueleto mineral aumenta-se a trabalhabilidade da mistura asfltico at certo ponto.

Acima de determinado teor, o p comea a prejudicar a trabalhabilidade a estabilidade do esqueleto mineral, diminuindo os contatos entre as partculas grossas, alterando tambm a capacidade de compactao da mistura.

Tamanho mximo do Agregado

a menor abertura de malha de peneira atravs da qual passam 100% das partculas da amostra de agregado. agregado.

definido como a abertura de malha imediatamente maior do que a correspondente ao tamanho nominal mximo;

Tamanho nominal mximo

a maior abertura de malha de peneira que retm alguma partcula de agregado, mas no mais de 10% em peso.

o tamanho nominal mximo definido como a abertura de malha de peneira imediatamente maior do que a da primeira peneira a reter mais de 10% do material.

Distribuio granulomtrica dos agregados

Distribuio granulomtrica dos agregados

Em misturas asflticas a distribuio granulomtrica do agregado influencia:

rigidez, estabilidade, durabilidade, permeabilidade, trabalhabilidade, resistncia fadiga, deformao permanente.

granulomtricaPeneiras a serem usadas na anlise

granulomtrica

Graduaes

Agregado de graduao densa ou bem-graduada aquele que apresenta distribuio granulomtrica contnua, prxima de densidade mxima;densidade mxima;

Graduaes

agregado de graduao aberta apresenta distribuio granulomtrica contnua, mas com insuficincia de material fino (menor que 0,075mm) para preencher os vazios entre as 0,075mm) para preencher os vazios entre as partculas maiores,

resultando em maior volume de vazios. Nas fraes de menor tamanho a curva granulomtrica abatida e prxima de zero;

Graduaes

agregado de graduao uniforme apresenta a maioria de suas partculas com tamanhos em uma faixa bastante estreita.

A curva granulomtrica bastante ngreme; A curva granulomtrica bastante ngreme;

Graduaes

agregado com graduao com degrau ou descontnua

apresenta pequena porcentagem de agregados com tamanhos intermedirios,tamanhos intermedirios,

formando um patamar na curva granulomtrica correspondente s fraes intermedirias.

So agregados que devem ser adequadamente trabalhados quando em misturas asflticas, pois so muito sensveis segregao.

Distribuio granulomtrica

Assegura a estabilidade da camada de revestimento asfltico, por estar relacionada ao entrosamento entre as partculas e o conseqente atrito entre elas.conseqente atrito entre elas.

Operao de britagem

O propsito bsico da explorao de uma pedreira

desmonte da rocha s por meio de explosivos e utilizando uma srie de britadores,

reduzir o material de modo a produzir os agregados utilizveis na execuo de um pavimento.

desejvel produzir agregado britado que tenha formato cbico e no achatado ou alongado

Britador Completamente Mvel

Britador de impacto

AGREGADOSPARA PAVIMENTAO ASFLTICA


Os revestimentos asflticos modernos constituem um material composto formado por agregados de vrios tamanhos e propores mantidos unidos por um ligante asfltico. mantidos unidos por um ligante asfltico.

Seu nvel de desempenho ser tanto melhor quanto maior for o entendimento de como seus constituintes, reagindo juntos.

Tipos de Brita



So propriedades fsicas e mecnicas: a resistncia, a porosidade e, a porosidade e, a densidade.



Propriedades fsico-qumicas: tais como umidade, adesividade ( descolamento da pelcula de asfalto so funo da composio e da estrutura dos minerais).funo da composio e da estrutura dos minerais).

As propriedades qumicas : compatibilidade com aditivos que podem ser incorporados ao ligante asfltico.

Amostragem de agregados

Depois de tomadas as quantidades requeridas e levadas ao laboratrio, cada amostra deve ser reduzida para o tamanho apropriado aos ensaiosreduzida para o tamanho apropriado aos ensaiosespecficos, podendo-se usar para isso um separador ou proceder a um quarteamento.

Separador

Quarteamento

Limpeza

Alguns agregados contm certos materiais que os tornam imprprios para utilizao em revestimentos asflticos. vegetao, vegetao, conchas grumos de argila presentes sobre a superfcie das partculas do agregado.

O ensaio de equivalente de areia,

Determina a proporo relativa de materiais do tipo argila ou p em amostras de agregados midos:

O ensaio de equivalente de areia

Por exemplo, para que um agregado possa ser utilizado em concreto asfltico, o equivalente de areia deve ser de pelo menos 55%.

Resistncia abraso

Durante o processo de manuseio e execuo de revestimentos asflticos, os agregados esto sujeitos a quebras e abraso.

A abraso ocorre tambm durante a ao do trfego.

Eles devem apresentar habilidade para resistir a quebras, degradao e desintegrao.

Resistncia abraso

Nesses ensaios, os agregados so submetidos a algum tipo de degradao mecnica e medida a alterao provocada, principalmente na granulometria original, ao final da degradao.granulometria original, ao final da degradao.

Dessa forma as caractersticas de tenacidade, resistncia abrasiva e at mesmo de dureza dos agregados so presumidamente avaliadas

Determinao da abraso Los Angeles


Nesse ensaio uma amostra de agregado de cerca de 5.000g (mi) submetida a 500 ou 1.000 revolues no interior do cilindro.


Nesse ensaio uma amostra de agregado de cerca de 5.000g (mi) submetida a 500 ou 1.000 revolues no interior do cilindro.

O resultado avaliado pela reduo de massa dos agregados retidos na peneira 12 (1,7mm) em relao massa inicial da amostra especificada.


Agregados em camadas de base e revestimento de pavimentos, normalmente limitam o valor da abraso Los Angeles (LA) entre 40 e 55%.

1-tecnicas de pavimentações 1.pdf

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