construção e manutenção de infra-estruturas de transportes · a 85%), betume (8 a 13%) e betume...
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Aula T7 – Pavimentos
ConstruConstruççãoão e Manutene Manutenççãoãodede
InfraInfra--estruturas de Transportesestruturas de Transportes
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SumSumááriorio da aulada aula
• Materiais de pavimentação:Misturas betuminosasMisturas betuminosas
• Composição• Principais funções nas camadas do pavimento• Betumes e ligantes betuminosos• Propriedades e formulação laboratorial• Fabrico de misturas betuminosas
Centrais de fabrico de misturas betuminosas
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Materiais das camadas do pavimentoMateriais das camadas do pavimento
Manual de Concepção de Pavimentos (JAE, 1995)
MaterialCamada
Pavimento flexível Pavimento rígido
Desgaste Misturas betuminosasMisturas betuminosas
Misturas betuminosasMisturas betuminosas
Misturas betuminosasMisturas betuminosasMateriais granulares
Materiais granularesMisturas com ligantes hidráulicos
Regularização -
Base -
Betão de cimento
Sub-baseMisturas com ligantes hidráulicos
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Misturas betuminosasMisturas betuminosas
Materiais constituídos por agregadosagregados (80 a 85%), betumebetume (8 a 13%) e arar, cujas propriedades dependem das proporções relativas destes componentes, assim como das características intrínsecas do betume e dos agregados.
• Misturas betuminosas a quente• Misturas betuminosas a frio• Misturas betuminosas a quente• Misturas betuminosas a frio
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VvVb
Va (+ Vba)
Mb
Ma
Fase gasosaFase fluída
Fase sólida
ComposiComposiççãoãodas misturas betuminosasdas misturas betuminosas
1. Agregado2. Betume3. Aditivos especiais4. Filer comercial
1.1. AgregadoAgregado2.2. BetumeBetume3. Aditivos especiais4. Filer comercial
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Misturas betuminosasMisturas betuminosas
Principais funções nas camadas dos pavimentos:
• Adequada superfície de circulação(condições de segurança, economia e conforto)
• Resistência às acções do tráfego• Impermeabilização das camadas do pavimento
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Ligantes betuminososLigantes betuminosos(pavimentação rodoviária)
•• Betumes purosBetumes puros•• Betumes modificadosBetumes modificados (ligantes modificados, ligantes
betuminosos com aditivos e betumes especiais)•• Betumes fluidificadosBetumes fluidificados•• Emulsões betuminosasEmulsões betuminosas (tradicionais e modificadas)Betume asfáltico – ligante hidrocarbonado, negro, semi-sólido e viscoso.
Pode ser tornado temporariamente fluído por:• Aquecimento• Dissolução em determinados solventes (betumes fluidificados)• Emulsificação (emulsões betuminosas)
para:• Transporte• Espalhamento• Mistura com os agregados
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ProduProduçção de ligantes betuminososão de ligantes betuminososProdutos ligeiros
Gasolina
Querosene
Gasóleo
Óleos lubrificantes
Resíduos asfálticos
Betume puroBetume puro
PETRÓLEO
Asfaltos oxidados
Betume fluidificadoBetume fluidificado
Emulsão betuminosaEmulsão betuminosa
Água Emulsionante
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1. Ensaio de penetração2. Ponto de amolecimento
pelo método de anel e bola
Outros ensaios:
• Ductilidade• Temperaturas de inflamação• Solubilidade• Viscosidade• (...)
1.1.
2.2.
Rigidez do betume
Ensaios de betumesEnsaios de betumes
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TIPOS DE BETUMES E EXIGÊNCIAS DE CONFORMIDADEPROPRIEDADES[MÉTODOS DE ENSAIO] MÉTODOS DE ENSAIO
TIPOS 10/20 20/30 35/50 50/70 70/100 100/150 160/220 250/330
Mín. 10 20 35 50 70 100 160 250
Máx. 20 30 50 70 100 150 220 330
Mín. 63 55 50 46 43 39 35 30
Máx. 76 63 58 54 51 47 43 38
Viscosidade cinemática (mm2/s)[135ºC]
ASTM D 2170(prEN 12595) Mín. 1000 530 370 295 230 175 135 100
Solubilidade em tolueno ou xileno (%) ASTM D 2042 ( 1 )(prEN 12592) Mín. 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0
Temperatura de inflamação (ºC) EN 22592(ASTM D 92) Mín. 250 240 240 230 230 230 220 220
Variação de massa(%, ±) - Máx. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0
Penetração (% p.o.) ( 3 )[25ºC, 100 g, 5 s]
ASTM D 5(prEN 1426) Mín. 60 55 53 50 46 43 37 35
Temperatura de amolecimento (ºC)
ASTM D 36(prEN 12627) Mín. 65 57 52 48 45 41 37 32
Aumento datemperatura de amolecimento (ºC)
( 4 ) Máx. 8 10 11 11 11 12 12 12
RTFOT:ASTM D 2872(prEN 12607-1)
ouTFOT:
ASTM D 1754(prEN 12607-2)
Resistência aoendurecimento
( 2 )
Temperatura de amolecimento (ºC) ASTM D 36(prEN 1427)
Penetração (0,1 mm)[25ºC, 100 g, 5 s]
ASTM D 5(prEN 1426)
Betumes de PavimentaBetumes de Pavimentaçção: LNEC E 80ão: LNEC E 80--19971997Propriedades, Métodos de Ensaio,
Tipos de Betumes e Correspondentes Exigências de Conformidade
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Adição de dissolventes ao betume asfáltico– agentes fluidificantes –
geralmente derivados do petróleo
Betumes fluidificadosBetumes fluidificados
Campo de aplicaCampo de aplicaççãoão:• Regas de impregnação
Betumes modificadosBetumes modificados• Borracha (viscosidade, deformação)• Elastómeros (fadiga, flexibilidade)• Polímeros (fadiga, deformação, punçoamento)
Campo de aplicaCampo de aplicaççãoão:• Betão betuminoso drenante• Betão betuminoso rugoso
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Componentes básicos de uma emulsão betuminosa:• Betume• Água• Emulsionantes• Aditivos
Tipos de emulsões:• Emulsões catiónicas (+)• Emulsões aniónicas (-)
Classificação das emulsões:• Rotura rápida• Rotura média• Rotura lenta
Emulsões betuminosasEmulsões betuminosas
Campo de aplicaCampo de aplicaççãoão:• Tratamentos superficiais
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Misturas betuminosas a quenteMisturas betuminosas a quente
TipologiasManual de Concepção de Pavimentos (JAE, 1995)
• Macadame betuminoso em camada de base (MB)
• Macadame betuminoso em camada de regularização (MB)
• Mistura betuminosa densa em camada de regularização (MBD)
• Betão betuminoso em camada de desgaste (BD)
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• Selecção dos materiais (agregado, betume, aditivos e filer)• Determinação das proporções adequadas dos diferentes materiais
(composição):
• Teor em betume• % dos agregados• Porosidade• Baridade
Definição das condições de aplicação em obra
FormulaFormulaçção laboratorialão laboratorial
Condições de temperatura da regiãoVelocidades de circulação dos veículos pesados
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MMéétodo todo MarshallMarshall
Preparação da mistura para determinado teor em betume
Moldagem do provetepara determinada energia
Estabilidade MarshalDeformação Marshall
BaridadePorosidade
(outros parâmetros)
Teor Teor óóptimo em betumeptimo em betume•Máxima baridade
•Máxima estabilidade•Outros parâmetros
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MMéétodo todo MarshallMarshall (exemplo)(exemplo)
Estabilidade Marshall
1000110012001300140015001600
3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5
Teor em betume (%)
Car
ga d
e ro
tura
(kgf
)Deformação Marshall
2
3
4
5
6
3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5
Teor em betume (%)
Def
orm
ação
(mm
)
Baridade
2,322,342,362,382,402,42
3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5
Teor em betume (%)
Bar
idad
e (m
m)
Porosidade
01234567
3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5
Teor em betume (%)
Poro
sida
de (%
)
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Centrais de fabricoCentrais de fabricode misturas betuminosasde misturas betuminosas
• Principais tipos de centrais• Principais operações numa central• Funcionamento duma central
• Centrais descontínuas• Centrais contínuas
•• Centrais descontCentrais descontíínuasnuas•• Centrais contCentrais contíínuasnuas
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Principais operaPrincipais operaçções numa centralões numa centralCentral descontCentral descontíínuanua Central contCentral contíínuanua
Doseamento (volumétrico e/ou ponderal) dos agregados frios
Secagem e aquecimento dos agregados
ReclassificaReclassificaçção dos agregados quentesão dos agregados quentes
Armazenamento intermArmazenamento interméédio dos dio dos agregados quentesagregados quentes
Doseamento ponderal dos agregados Doseamento ponderal dos agregados quentesquentes
Injecção de filer, ligante betuminoso e aditivos
Mistura dos diversos componentes
Armazenamento das misturas betuminosas
Doseamento (volumétrico e/ou ponderal) dos agregados frios
Secagem e aquecimento dos agregados
Injecção de filer, ligante betuminoso e aditivos
Mistura dos diversos componentes
Armazenamento das misturas betuminosas
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Central DescontCentral Descontíínuanua
1. Tremonhas doseadoras
2. Tapete de alimentação
3. Tambor de aquecimento e secagem dos agregados
4. Sistema elevatório dos agregados quentes
5. Selecção dos agregados quentes
6. Armazenamento dos agregados quentes
7. Doseador dos agregados quentes
8. Doseador do filer
9. Misturador
10. Silos de armazenamento das misturas
11. Filtro de mangas
12. Sistema elevatório do filer
13. Silo de armazenamento do filer
14. Central de comando
15. Armazenamento do betume
11 22 33
4455
66 77
88 99
1010111112121313
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Central ContCentral Contíínuanua
1. Tremonhas doseadoras
2. Tapete de alimentação
3. Tambor de aquecimento e secagem dos agregados
4. Armazenamento do ligante
5. Silo de armazenamento do filer
6. Doseador do filer
7. Filtro de mangas
8. Silos de armazenamento das misturas
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Central de fabrico de misturas betuminosasCentral de fabrico de misturas betuminosasCentral de fabrico de misturas betuminosas
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Armazenamento dos agregados
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Armazenamento dos agregados
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Tremonhas doseadoras dos agregados frios
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Tremonhas doseadoras dos agregados frios
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Tremonhas doseadoras dos agregados frios
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Tremonhas doseadoras dos agregados frios
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Tapete de alimentação do tambor
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Tapete de alimentação do tambor secador
Tremonhas doseadoras dos agregados frios
Tambor para aquecimento e secagem dos agregados
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Tanques de armazenamento dos ligantes
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Tanques de armazenamento dos ligantes
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Tanque de armazenamento do combustível
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Tambor para aquecimentoe secagem dos agregados
Elevação dos agregados quentes
Selecção, armazenamento e dosagem dos agregados quentese sua mistura com o ligante e o filer
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Tambor para aquecimentoe secagem dos agregados
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Tambor para aquecimentoe secagem dos agregados
Chama do queimador
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Elevação dos agregados quentes
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Selecção, armazenamento e dosagem dos agregados quentese sua mistura com o ligante e o filer
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Sistema de despoeiramento
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Sistema de despoeiramento
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Descarga da mistura no camião
Camião
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Saída dos agregados em excessoapós a dosagem dos agregados quentes
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Saída dos agregados em excessoapós a dosagem dos agregados quentes
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Sistema de controlo automático da central
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Sistema de controlo automático da central
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