aula 3.3 pavimentação

7/21/2019 Aula 3.3 Pavimentação

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Vias de Comunicação

João P. Silva

João Pedro Silva

Departamento de Engenharia Civil da ESTG

Instituto Politécnico de LeiriaInstituto Politécnico de Leiria

V i a s d e Co m u n ic ação II

Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação

Betume asfálticoBetume asfáltico


Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização

Penetração a 25 °c (p e n 2 5 ):

Medida indirecta da viscosidade do betume É

representada pela profundidade, em décimos

de milímetro, a que penetra no betume uma

agulha com certas dimensões, sob um certopeso (100 gf), durante um certo tempo (5 s), a

determinada temperatura (25°C)



Os betumes produzidos por destilação

directa (betumes puros), são geralmente

designados pelos limites da penetração.

Assim, por exemplo, um betume 50/70 é um

betume em que a agulha penetra entre 5 mm

(50 décimos) e 7 mm (70 décimos)





João P. Silva





Betume asfálticoBetume asfáltico

C l a ss e s d e B e t um e s

35/50, temperaturas altas, tráfego elevado

50/70, mais comum

70/100, pouco utilizado

160/220, Emulsões, revestimentos superficiais


BetumeBetumeasfálticoasfáltico --es pe c i f i c ações es pe c i f ic ações


Determinação do ponto de amolecimentodum betume pelo método do anel e bola


Consiste em colocar uma esfera de aço, de

peso especificado, sobre uma amostra de

betume contida num anel de latão




João P. Silva


Determinação do ponto de amolecimentodum betume pelo método do anel e bola



Viscosidade


Propriedade importante do betume asfáltico,

já que quantifica a consistência do ligante a

uma dada temperatura, permitindo avaliar

qual o intervalo de temperaturas em que é

possível, por exemplo, manipular um ligante

em boas condições


Viscosidade


A viscosidade dinâmica expressa-se em

Pascal x segundo (1 Pa.s = 10 P (poise))

A viscosidade cinemática exprime-se em

m2/s, ou mais geralmente em mm2/s

(1mm2/s=1 centistoke (cSt))

visco. cine.=visco. dinâmica/massa específica



( )5-IP-0,3687

b T-Tabx2,718xtx10x157,1S −

=

15,120)25penlog(.50Tab55,1955)25penlog(.500Tab.20IP

+−

−+=

Rigidez do betume (expressão de ULLIDTZ e PEATTIE):

Índice de Penetração (expressão de PFEIFFER e VAN DORMAL):




João P. Silva



Viscosimetro capilar


Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k ))

O betume asfáltico é um material

termoplástico cuja viscosidade diminui com

o aumento da temperatura

Geralmente, à temperatura ambiente

apresenta-se no estado semi-sólido, sendo

necessário fluidifica-lo temporariamente para

ser utilizado na construção rodoviária


Para certos trabalhos, (impreganções de

camadas, regas de colagem ou certas misturas

betuminosas) convém dispor de materiais

betuminosos menos viscosos à temperatura

ambiente e que se mantenham assim durante o

tempo necessário para o trabalho



Para tal procede-se à liquefacção do betume

com solventes apropriados (gasóleo, petróleo

comercial, ou gasolina) obtendo-se assim os

betumes fluidificados (cut-back)

T ip os d i s po níve i s :

SC - slow curing

MC – medium curing

RC – rapid curing





João P. Silva


Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k )) --especificaçõesespecificações


I n c o n v e n i e n t e s : Desperdício da capacidade

energética do solvente

Poluição atmosférica elevada

Pelas razões apontadas tem-se assistido a

uma redução significativa do uso daquele

tipo de produtos



Sistemas heterogéneos de duas fases (água e

betume)

A suspensão mantém-se estável à custa de

um emulsionante que se distribui à volta dos

glóbulos de betume e estabelece aí uma

camada de cargas eléctricas que repelem as

dos outros glóbulos, mantendo assim o

sistema em equilíbrio

Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas


Emulsão





João P. Silva



Existem emulsões de rotura lenta – SS (slow

setting), de rotura média - MS (medium

setting) e de rotura rápida – RS (rapid setting)

Quando se mistura a emulsão com outros

materiais (agregados) a emulsão rompe e a

água e o betume separam-se. O betume fica a

envolver o agregado porque tem afinidade

com ele, enquanto que a água se evapora


Emu l sõe s a n i ó n ic a s

As mais antigas

Boa adesividade aos agregados calcários.

Menor eficácia com agregados siliciosos (Ex.

granitos)



Emu l sõe s c a t i ó n i c a s

A rotura é mais rápida dado que se dá

principalmente por reacção química com as

partículas do agregado

Boa adesividade a agregados siliciosos e

calcáreosAplicável com tempo seco ou húmido



A rapidez de rotura depende do trabalho a

realizar

As rápidas são indicadas para revestimentos

superficiais, tapagem de covas e regas de

colagem

As médias e lentas para trabalhos queimpliquem uma estabilidade mais longa

(misturas betuminosas e impregnações)





João P. Silva


Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas --aplicaçãoaplicação


EmulsõesEmulsõesBetuminosasBetuminosas --exemploexemplo


Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado

Betume cujas características foram

melhoradas de modo a satisfazer um leque

mais alargado de exigências tais como:

maiores tráfegos, temperaturas mais elevadas,

menor ruído, melhor estabilidade etc.


Em Portugal a sua utilização foi mais

efectiva a partir dos anos 90

Os betumes modificados são

essencialmente uma mistura de betume

com aditivos





João P. Silva


Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado -ob j e c t i v o s

menor susceptibilidade térmica

maior flexibilidade

maior resistência ao envelhecimento

maior eficácia de misturas betuminosas

concebidas para r e s o l v e r alguns problemas

funcionais como melhoria das

características de drenabilidade superficial


diminuição do ruído provocado pelo tráfego

melhor adesividade aos agregados

melhor colagem entre camadas

redução da frequência da manutenção em

zonas de rápida degradação dos pavimentos

Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado -ob j e c t i v o s


Exemplo: camada porosa



Principais grupos de aditivos:

enxofre

borrachas

compostos orgânicos de manganês

plastómeros

elastómeros

resinas e endurecedores





João P. Silva


Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado -- exemploexemplo


CimentosCimentos

Os mais usados são o cimento portland

(cimento do tipo I), da classe 42,5 (ou

simplesmente cimento tipo I - 42,5) ou,

eventualmente, do tipo I 32,5

O CEIP aceita também o uso de cimento

portland composto do tipo II-S

Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas

Estabilidade

Durabilidade

Flexibilidade

Resistência à fadiga

Aderência

Impermeabilidade

Trabalhabilidade


Es t a b i l i d a d e E s t a b i l i d a d e

Consiste em obter uma mistura com a

capacidade adequada para resistir às

deformações produzidas pelas cargas a que

fica sujeita em serviço

Depende essencialmente da fricção internados materiais e da sua coesão





João P. Silva


Du r a b i l i d a d e Du r a b i l i d a d e

Pretende caracterizar a resistência à

desintegração causada pelas solicitações

climáticas e pelo tráfego

O betume pode, sofrer oxidações ou perda de

componentes por volatilização, enquanto que

o agregado pode sofrer danos devidos a ciclos

de gelo/degelo



F l ex ib i l i d ad e F l e x i b i l id ad e

Tem que ver com a capacidade para se adaptar

gradualmente aos movimentos do seu suporte

Ocasionalmente, ocorrem assentamentos

diferenciais dos aterros. Além disso, algumas

zonas tendem a comprimir-se sob a acção do

tráfego.

No os entanto, esses fenómenos devem ocorrer

sem que haja fendilhamento do pavimento.



Res ist ênc ia à fad iga Res is t ênc ia à fad iga

Fenómeno originado pela passagem repetida

de veículos que induzem nos materiais ligados

extensões de tracção com por duas

componentes: uma re ve rs íve l (ou elástica) e

outra i r re ve rs íve l

Uma mistura betuminosa resiste à fadiga

tanto melhor quanto maior for a durabilidade

(e, portanto, a percentagem em betume)



Ad er ênc ia Ad er ênc ia

As superfícies dos pavimentos devem

apresentar boas características de aderência

Para tal, é conveniente não utilizar betume

em excesso, para que este não exsude

É também importante escolher agregados

com textura superfícial rugosa e que tenhamboa resistência ao desgaste, de modo a

manterem essa rugosidade





João P Silva


Im pe rm eab i l i d ad e Im pe rm eab i l i d ad e

Deve existir uma boa resistência à passagem

da água e do ar através das camadas do

pavimento

Normalmente, a quantidade de vazios é uma

boa indicação da impermeabilidade embora a

interligação dos vazios e o seu contacto com a

superfície do pavimento tenham maior

importância na sua aferição



T r a b a l h a b i l i d a d e T r a b a l h a b i l i d a d e

É fundamental que o material possa ser

colocado e compactado com facilidade

Normalmente, o respeito pelas regras de

operação dos equipamentos e a correcta

formulação da mistura permitem resolver as

questões relativas à trabalhabilidade dos

materiais


Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

Pavimentos Rodoviários, 2001 Luís Picado Santos; Paulo PereiraPavimentos Rodoviários, 2001 Luís Picado Santos; Paulo Pereira

Apontamentos de Vias de Comunicação II, Universidade de Coimbr Apontamentos de Vias de Comunicação II, Universidade de Coimbr a, 2001; Luís P.a, 2001; Luís P.

Santos, Silvino CapitãoSantos, Silvino Capitão

WashingtonWashington StateState DepartementDepartement of of TransportationTransportation PavementPavement GuideGuide, 1999, 1999

MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures forfor Repair Repair of of JointJoint SealsSeals inin PortlandPortland CementCement ConcreteConcrete

PavementsPavements, FHWA 1999, FHWA 1999

MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures forfor SealindSealind andand FillingFilling CracksCracks inin Asphalt Asphalt--SurfacedSurfaced

PavementsPavements , FHWA 1999, FHWA 1999

MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures forfor Repair Repair of of PotholesPotholes inin Asphalt Asphalt--SurfacedSurfaced PavementsPavements ,,

FHWA 1999FHWA 1999

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