ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos Bloco 5 Dosagem de...

ASFALTOS Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos

Bloco 5

Dosagem de Tratamentos Superficiais e Microrrevestimentos

As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores:

AutoriaAutoria

Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo

Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro

Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará

Este CD contém 30 aulas, em 10 blocos organizados por assunto:

Lista dos assuntos do CD completoLista dos assuntos do CD completo

Bloco 1 – Introdução

Bloco 2 – Asfaltos

Bloco 3 – Agregados e Fíler

Bloco 4 – Tipos de Revestimentos Asfálticos

Bloco 5 – Dosagem de Misturas Asfálticas e de Tratamento superficial

Bloco 6 – Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas

Bloco 7 – Materiais de Bases e Soluções de Pavimentação Asfáltica

Bloco 8 – Técnicas Executivas

Bloco 9 – Avaliação de Pavimentos Asfálticos

Bloco 10 – Técnicas de Restauração e Reabilitação de Pavimentos Asfálticos

ObservaçãoObservação

O conteúdo das aulas aqui apresentadas tem caráter educacional e foi elaborado pelos quatro autores a partir das respectivas experiências em ensino, pesquisa e extensão. As informações possuem a contribuição de alunos e profissionais envolvidos nestas atividades.

Na melhor de suas possibilidades, os autores registraram o crédito devido nas diversas informações, incluindo fotos e figuras. Nenhuma informação deverá ser entendida como conselho ou recomendação de qualquer ordem.

Os materiais referidos não poderão ser copiados, reproduzidos, adaptados, publicados ou distribuídos em qualquer forma sem o consentimento prévio dos autores.

Dosagemde Tratamentos Tratamento Superficial

Microrrevestimento

Tratamento Superficial

Processo de aplicação

Tratamento SuperficialTratamento Superficial

Tratamentos SuperficiaisTratamentos Superficiais

Camada uniforme de agregado

Camada uniforme de ligante

Processo de aplicação

Principais funções do Tratamento Superficial: Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porém de alta resistência contra desgaste;

Impermeabilizar o pavimento;

Proteger a infra-estrutura do pavimento;

Proporcionar um revestimento antiderrapante;

Proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infra-estrutura (evitar trincamento por fadiga).

Não se deve esperar do Tratamento Superficial: Devido a sua pequena espessura, não aumenta substancialmente a resistência estrutural do pavimento;

Não corrige, praticamente, irregularidades (longitudinais ou transversais) da pista.

Tratamento SuperficialTratamento SuperficialDevido as suas características, o Tratamento Superficial é particularmente indicado nos seguintes casos: Revestimento para pavimentos novos de tráfego leve a médio. Por ser uma

capa de alta flexibilidade, o tratamento é empregado extensivamente em pavimentos recém-construídos quando a infra-estrutura do pavimento ainda está em fase de consolidação. Numa segunda etapa, aplica-se então o revestimento definitivo, mais rígido, como o concreto asfáltico;

Revestimento de acostamentos;

Camada intermediária para retardamento de reflexão de trincas SAMI;

Conservação de revestimentos betuminosos desgastados e envelhecidos;

Selagem de revestimentos betuminosos abertos;

Proteção provisória de subleitos ou sub-bases;

Tratamento “controle de pó”;

Selagem para cura de bases de solo-cimento e solo-cal (serve para aumento de aderência entre base e capa).

Agregado no T.S.Agregado no T.S.

No Tratamento Superficial convencional é o agregado que confere a textura e a cor da pista, e o contato direto entre ela e o veículo.

As funções principais do agregado são: Transmitir as cargas até o substrato; Resistir a abrasão e a fragmentação pela ação do tráfego; Resistir ao intemperismo; Assegurar uma superfície antiderrapante; Promover uma drenagem superficial adequada.

Desgaste Los Angeles igual ou inferior a 40%; Índice de forma superior a 0,5; Durabilidade, perda inferior a 12%; Granulometria do agregado obedecendo a faixas específicas.

Para obter essas qualidades é necessário que as propriedades geométricas, físico-químicas e mecânicas do agregado, que dependem das suas características mineralógicas e dos métodos usados na sua fabricação, satisfaçam algumas exigências:

Distinguem-se 3 fases na construção de um Tratamento Superficial Simples:

APLICAÇÃO DO ASFALTO: sobre a base do pavimento devidamente imprimada, curada e isenta de material solto (pó), é executado um banho de asfalto com carro-tanque provido de barra espargidora. A taxa de aplicação do ligante é função do tipo empregado:

emulsão tipo RR-2C, entre 0,8 a 1,2 l/m2; e

cimento asfáltico tipo CAP 85/100, entre 1,0 a 1,5 l/m2.

ESPALHAMENTO DA BRITA: logo após a aplicação do ligante, efetua-se o espalhamento da pedra à razão de 10 a 15 kg/m2, de preferência com caminhões basculantes dotados de dispositivos espalhadores, que asseguram uma uniformidade na distribuição do agregado.

COMPACTAÇÃO: imediatamente após o espalhamento do agregado, é iniciada a compressão do rolo liso ou pneumático, o que assegura a boa compactação sem esmagamento do agregado.

No caso do Tratamento Superficial Duplo, devem ser observados a mesma seqüência de operações do tratamento simples e o tipo de serviço a ser executado, se penetração invertida ou direta, com as seguintes quantidades aproximadas de material:

Penetração Invertida

1a camada:

CAP 85/100: 0,8 a 1,2 l/m2;

Brita: passa na #1” e retida na #1/2”: 15 a 25 kg/m2.

2a camada:

CAP 85/100: 1,2 a 1,6 l/m2;

Brita: passa na #1/2” e retida na # no. 10: 10 a 15 kg/m2.

Penetração Direta

1a camada:

Emulsão tipo RR-2C: 1,0 a 1,5 l/m2;

Brita: passa na #1” e retida na #1/2”: 15 a 25 kg/m2.

2a camada:

Emulsão tipo RR-2C: 1,4 a 2,0 l/m2;

Brita: passa na #1/2” e retida na # no. 10: 10 a 15 kg/m2.

Na família dos Tratamentos Superficiais, que se caracterizam pelo espalhamento de materiais separadamente e o envolvimento do agregado pela penetração do ligante (sempre com pequenas espessuras), são ainda incluídos:

CAPA SELANTE por penetração: selagem de um revestimento betuminoso por espalhamento de ligante betuminoso, com ou sem cobertura de agregado miúdo. Espessura acabada: até 5 mm, aproximadamente. Freqüentemente usada como última camada em tratamento superficial múltiplo.

TRATAMENTO SUPERFICIAL PRIMÁRIO por penetração: tratamento para controle de poeira (anti-pó) de estradas de terra ou de revestimento primário, por espalhamento de ligante betuminoso de baixa viscosidade, com ou sem cobertura de agregado miúdo. O ligante deve penetrar, no mínimo, de 2 a 5 mm na superfície tratada.

LAMA ASFÁLTICA: capa selante por argamassa pré-misturada. Espessura acabada de 5 a 10 mm.

MACADAME BETUMINOSO por penetração (direta): aplicações sucessivas (geralmente 2) de agregado e ligante betuminoso, por espalhamento. Inicia-se pela aplicação do agregado mais graúdo. Espessura acabada maior que 20 mm. É mais usado como base ou “binder” em espessuras maiores que 5 cm.

A maior parte da estabilidade do Tratamento Superficial por penetração simples deve-se à adesão, conferida pelo ligante entre o agregado e o substrato, sendo secundária a contribuição dada pelo entrosamento das partículas.

Já no Macadame Betuminoso, a estabilidade é principalmente obtida pelo travamento e atrito entre as pedras, complementada pela coesão conferida pelo ligante.

Do tratamento superficial por penetração simples até o tratamento múltiplo, há uma transição no que diz respeito à estabilidade. Entretanto, quanto mais aplicações se adotam no tratamento superficial, mais duvidosas serão as vantagens econômicas do processo. Neste caso um outro tipo de revestimento, como pré-misturado, deve ser levando em conta.

Discriminam-se freqüentemente os Tratamentos Superficiais Múltiplos em diretos e invertidos, sem se ter uma definição nítida para a distinção entre essas duas modalidades.

Convencionalmente, denomina-se por “Penetração Invertida” o tratamento iniciado pela aplicação do ligante, como é o caso do Tratamento Superficial Clássico. Evidentemente, o tratamento superficial simples sempre é totalmente de penetração invertida.

O termo “Penetração Direta” foi introduzido para melhor identificar os tratamentos superficiais, principalmente em acostamentos, executados com emulsão de baixa viscosidade, onde é necessário iniciar-se por um espalhamento de agregado para evitar o escorrimento do ligante. Neste tipo de tratamento, é prevista uma penetração (agulhamento) significativa do agregado no substrato já durante a compactação. Esta ancoragem é necessária para compensar a falta de ligante por baixo do agregado. Portanto, a primeira camada de agregado, nesse tipo de tratamento, deve ser considerada também como um complemento à base.

Desaconselha-se o uso de emulsão de baixa viscosidade em tratamento superficial por penetração (somente em capa selante). Recomenda-se ainda iniciar o tratamento superficial convencional por uma aplicação de ligante quando não há um agulhamento significativo da primeira camada de agregado. A partir de um certo tamanho de agregado, da ordem de 25mm, pode-se iniciar o tratamento por espalhamento de agregado (mesmo sem agulhamento), sem prévio banho de ligante, uma vez que o atrito entre as partículas e a própria inércia de cada pedra contribuem significativamente para a estabilidade da camada.

Tipos de DosagensTipos de Dosagens

Tratamento superficial simples Vários tipos de dosagens:

tabelas empíricas;

determinação analítica completa.

Parâmetro mais importante: tamanho médio do agregado.

Método direto de dosagem: dosagem direta dos agregados: usa-se uma placa de área conhecida

(tábua de ensaio);

dosagem direta do ligante: usam-se fórmulas empíricas.

Princípios Básicos de Dosagem – Método de Hanson (Hanson, 1930)Princípios Básicos de Dosagem – Método de Hanson (Hanson, 1930)

Considera:• Tamanho máximo do agregado granulometria

uniforme melhor envolvimento do ligante;• Agregado solto sobre o ligante volume de vazios

cerca de 50%;• Após a compactação volume de vazios cerca de

30%;• Após passagem do tráfego volume de vazios cerca

de 20%;• Teor de asfalto residual (frio) deve preencher de 50 a

70% dos vazios cobertura parcial dos agregados pelo ligante.

Dosagem do AgregadoDosagem do Agregado

Procedimentos de Dosagem do Agregado: Determinação do tamanho nominal do agregado.

Recomenda-se o método direto: Caixa Dosadora.

Dosagem do AgregadoDosagem do Agregado

Vantagens do método: maior rapidez e o fato da forma do agregado se manifestar diretamente no resultado.

Pode-se utilizar a taxa de agregado (A em l /m2) através da seguinte fórmula:

MDM = média da menor dimensão, em mm.

Vs = razão de vazios no agregado solto.

Mg = massa específica efetiva dos grãos, em g/cm³.

Ma = massa específica aparente do agregado solto, em g/cm³.

MV40,01MDM

Dosagem do LiganteDosagem do Ligante

Taxa de ligante residual: é função do tamanho do agregado.Calcula-se a taxa de ligante pela seguinte fórmula:

Sendo:

LR = taxa de ligante residual, no estado frio, em l/m².

Vc = razão de vazios no agregado, após consolidação.

MDM = média “efetiva” da dimensão menor do agregado, em mm (é, de fato, a espessura acabada do tratamento).

Fe = fator de enchimento.

Fa = fator de correção em função da natureza do agregado e do ambiente, em %.

S = correção em função da natureza do substrato (ver adiante), em l/m².

(2)S100

F1FMDMVLR a

Outros Métodos de DosagemOutros Métodos de Dosagem

Método de Vogt (Linckelhey)

Agregado: Vt = 1,12 Dx l/m² (incluindo taxa de perda = Vr = 0,07Dx )

sendo Dx o diâmetro médio = (D90 + d10)/2, em mm

Ligante: L = 0,45 + 0,057 Dx l/m² (taxa básica)

Método LPC:

Agregado: Vm = 0,8 Dm + 1,5 l/m² (incluindo taxa de perda)

sendo o diâmetro médio: Dm = (D + d)/2, em mm

Ligante: VB = (Vm- 0,5)/12 l/m² (taxa básica)

Método do Asphalt Institute: Agregado de graduação estreita: fórmulas (1) e (2)

Agregado “bem” graduado: substitui o MDM pelo módulo de espalhamento

Fonte: Greca Asfaltos

Caminhão de aplicação simultânea de agregados e emulsão

Fonte: BR Distribuidora

Caminhão de aplicação simultânea de agregados e emulsão

Tratamentos SuperficiaisTratamentos SuperficiaisCaminhão de aplicação simultânea

de agregados e emulsão

Castelo / ES - 1a Camada

Castelo / ES – Compactação - 2a Camada

Venda Nova / ES

Venda Nova / ESTextura após um ano

Fonte: Grega Asfaltos

Aplicação de TSD na Rodovia BR-376 entre Curitiba e Ponta Grossa - Rodovia com VMD de aprox. 18 mil veículos

Microrrevestimento

MateriaisMateriais

Dosagem do MicrorrevestimentoDosagem do Microrrevestimento

MicrorrevestimentoNORMA DNIT 035/2005 - ESMicrorrevestimentoNORMA DNIT 035/2005 - ES

DosagemDosagem

Métodos de ensaiosMétodos de ensaios

• Ensaios de perda por abrasão úmida – Wet Track Abrasion Test – WTAT(NBR 14746, 2001);

• e excesso de asfalto pela máquina – LWT (NBR 14841, 2002) conforme especificado pela ISSA TB 111 (1990)

• ISSA – Internacional Slurry surfacing

Faixas GranulométricasFaixas Granulométricas

MicrorrevestimentoMicrorrevestimento

Wet Track Abrasion Test (WTAT)

Equipamento de WTAT

MicrorrevestimentoMicrorrevestimentoLoaded Wheel Test (LWT)

Equipamento de LWT

Ensaio Loaded Wheel Tester - LWTEnsaio Loaded Wheel Tester - LWT

• Simulação de tráfego pelo equipamento denominado Loaded Wheel Tester - LWT.

• Para estudos do comportamento do Microrrevestimento asfáltico a frio modificado por polímero em corpos-de-prova submetidos à 1.100 ciclos e determinação dos deslocamentos lateral e vertical e o excesso de asfalto com areia de adesão.

• Deslocamento Lateral (ISSA TB147) 5% máx.

• Após a realização dos ensaios, efetua-se a extração de corpos de prova para se verificar alterações na granulometria e no teor de asfalto devido à solicitação do tráfego com objetivo de reconstituir o traço da mistura

Teste de Coesão

Coesímetro

Ensaio em andamento

Verificação do torque

Schulze-Breuer and Ruck test

Corpo de prova

Corpo de prova no tubo com água

Confecção do C.P.

Tubo sendo colocado no equipamento

Compactação do C.P.

Equipamento

Schulze-Breuer and Ruck test Schulze-Breuer and Ruck test

• Compatibilidade (Perda por abrasão, perda por fervura e adesividade) - Schulze-Breuer and Ruck (ISSA TB-144)

• 11 pontos mín. (AAA, BAA)

• Compatibilidade total do sistema: emulsificante + agregado miúdo + filler + aditivo + polímero

• Condições rigorosas de temperatura e ação da água.

• Não usa a granulometria de projeto.

Schulze-Breuer and Ruck testSchulze-Breuer and Ruck test

• Agregados – 100% passante na peneira #10 (2,00 mm)• Teor de emulsão – 12,5%• Cura ao ar – mínimo 1 h• Cura em estufa a 60ºC – 18 h• Corpo de prova – 40 g de massa curada a 60ºC em

molde• pré-aquecido a 60ºC e compactada a pressão de

1000kg

Schulze-Breuer and Ruck testSchulze-Breuer and Ruck test

• Absorção de água – imersão em água a 25ºC por 6 dias;

• Abrasão – equipamento Schulze-Breuer & Ruck – 3 horas;

• a 20 rpm (3600 ciclos);

• Fervura – 30 minutos;

• Adesividade – verificação visual após a fervura;

Comparação com Lama Asfáltica - Desempenho

Característica Lama LARC Microrrevestimento

Coesão:

30 min. - 12kgf/cm2 12kgf/cm2

60 min. - 20kgf/cm2 20kgf/cm2

LWT (adesão de areia) 538g/m2 (máx) 538g/m2 (máx)

WTAT (desgaste)

1hora de imersão 807g/m2 (máx) 538g/m2 (máx)

6 dias de imersão - 807g/m2 (máx)

LARC/lama: ISSA A 105 Micro: ISSA A 143

Peneira Faixa II Faixa III Tolerância% passante % passante

3/8 (9mm) 100 100

#4 (4,75mm) 90-100 70-90 ±5%

#8 (2,36mm) 65-90 45-70 ±5%

#16 (1,18mm) 45-70 28-50 ±5%

#30 (600m) 30-50 19-34 ±5%

#50 (330m) 18-30 12-25 ±4%

#100 (150m) 10-21 7-18 ±3%

#200 (75m) 5-15 5-15 ±2%

BR-040 (Rio-Juiz de Fora)BR-040 (Rio-Juiz de Fora)

Antes Após a aplicação do Micro

ExecuçãoMicrorrevestimentoExecuçãoMicrorrevestimento

Aspecto da superfícieApós 2 horas de execução

Camada acabada

Exemplo de Dosagem de MRAFExemplo de Dosagem de MRAF

Curva GranulométricaCurva Granulométrica

Teor Ótimo de LiganteTeor Ótimo de Ligante

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