aula 5c Misturas_com_Ligantes18-033.pdf

7/24/2019 aula 5c Misturas_com_Ligantes18-033.pdf

1/48

Misturas com Ligantes

eDosagem Marshall

TRP-1002 Materiais paraInfra-Estrutura de Transportes

Prof. Deividi Pereira


2/48

TRPTRP--1002 Materiais para Infra1002 Materiais para Infra--Estrutura de Transportes Prof. Deividi PereiraEstrutura de Transportes Prof. Deividi Pereira 2

Mistura com Ligantesn DefinioMistura de solos e/ou agregados e ligante

(hidrulico cal/cimento Portland oubetuminoso)

Objetivo da adio de ligantesn Resistncia compresso simplesn Resistncia ao Desgaste superficialn Resistncia Trao na Flexo

n Materiais Aglutinados com CimentoPortlandCCP; CCR, BGTC, SC, SMC


3/48


Misturas com Ligantes Asflticosn Ligantes Asflticos so largamente empregadas

em pavimentao rodoviria e urbanan Misturas Betuminosas

Associao de agregados minerais (grado e mido) +

Filler + Ligante Asfltico (CAP, EA, AD) Dosada de maneira apropriada Compactada conforme especificao

n Misturas Betuminosas Emprego

Camada de Rolamento / Revestimento Camada de Ligao (Binder) Camada de Nivelamento (Reperfilagem) Base


4/48


Classificao das Misturas Betuminosasn Temperatura de mistura, espalhamento e compactao

Mistura a Quenten Necessitam aquecimento de seus insumos para realizar as diferentes

etapas construtivasn PMQ Pr-Misturado a Quenten CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente ou CA (Concreto

Asfltico) Mistura a Frion Empregam, sobretudo, emulses asflticasn Solo-Betume (base)n PMF Pr-Misturado a Frio

n Estrutura Interna Com Esqueleto Mineral

n Agregados se tocam, deixando vazios no agregado mineraln Ex.: CPA; CBUQ; SMA

Sem Esqueleto Mineraln Mastiques disperses de filler em CAP; sem vazios. No h contato

entre os agregados

n Ex.: Areia-Asfalto


5/48


Classificao das Misturas Betuminosasn Dimetro Mximo

Misturas Gradasn Dmax = 4,8mmn Se Vv>12% misturas permeveisn Ex.: Pr-misturados em geral

Misturas Midasn Dmax < 4,8mmn Denominadas: argamassas asflticasn Ex.: Areia-asfalto

n Teor de Vazios

Vv>22%Vv>12%AbertaAberta

Vv:15-22%Vv:8-12%SemiSemi--DensasDensas

Vv


6/48


Classificao das Misturas Betuminosasn

Textura Lisan Ex.: Capa Selante

speran Ex.: CPA

n Exemplo de Curvas Granulomtricas de diferentes Misturas Betuminosas

Curvas Granulomtricas - Misturas Betuminosas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100Dimetros (mm)

%

Passante

Mdia - Fx. C Mdia - CPA - V Mdia - PMF - A


7/48


ComportamentoComportamento EstruturalEstrutural dasdas MisturasMisturasBetuminosasBetuminosasn Termo-sensvel e Visco-elsticon Cargas lentas em temperaturas Elevadas

Fluncia plstica ou ruptura por cisalhamento

Estabilidade -

( )tan+= c


8/48


ComportamentoComportamento EstruturalEstrutural dasdas MisturasMisturas BetuminosasBetuminosas

t

DeflexoDeflexo

ReforReforoo

Pav. ExistentePav. Existente

t

DeflexoDeflexo

ReforReforoo

Pav. ExistentePav. Existente

n Cargas Dinmicas Fadiga Deformaes Elsticas

Tenses de Trao na Flexo


9/48


Dosagem do CBUQn Dosagem

Determinao da proporo dos constituintes visandoum desempenho satisfatrio no campo

Desempenho em campo inferido subjetivamente a

partir de ensaios laboratoriais

Ensaios combinados de Fratura eEnsaios combinados de Fratura eFadigaFadiga

Reflexo de FissurasReflexo de Fissuras

Ensaio dinmico de fadigaEnsaio dinmico de fadigaFissuraFissurao por Fadigao por Fadiga

DeformaDeformao plo plstica, eststica, esttica outica oudinmicadinmica

DeformaDeformao plo plstica em trilhas destica em trilhas derodaroda

Estabilidade, FlunciaEstabilidade, FlunciaExsudaExsudao, escorregamento lateralo, escorregamento lateral

Tipo de Dosagem/EnsaiosTipo de Dosagem/EnsaiosApropriadaApropriada

Tipo de Patologia a seremTipo de Patologia a seremcombatidas em Pistacombatidas em Pista


10/48


Dosagem do CBUQn Objetivo da Dosagem de Misturas Asflticas

Mistura trabalhvel (lanamento e compactao)

Mistura estvel sob ao de cargas estticas e mveis

Durabilidade

Consumo adequado de ligante asfltico (TeorTeor timot imode Ligantede Ligante)

Baixa deformao permanente (ATR funo damatriz ptrea e do teor de asfalto)

Bom comportamento frente ao processo de fadiga Volume de vazios adequado


11/48


Dosagem do CBUQn Metodologias Existentes

Diversas

Funo do tipo de mistura, tradio local,disponibilidade de equipamentos

Todas almejam, por meio de testes laboratoriais,dosar misturas que sero capazes de apresentar umdesempenho satisfatrio

Exemplos de Metodologia

n SUPERPAVE EUAn Hveen

n Triaxial de Shmidt

n Hubard Field

nn MARSHALLMARSHALL


12/48


Dosagem do CBUQn Metodologias Existentes

Diferenas Bsicas entre Metodologiasn Tipos de Amostras

n Processo de Compactao das Amostras

n Determinao de Granulometria, Teor timo de Ligante, ...

Fonte:Fonte: BernucciBernucci etet al., 2007al., 2007



13/48


Dosagem Marshalln Desenvolvido por BruceMarshall anos 1930

(Mississippi State HighwayDepartament)

n DNER-ME 043/95n Afere-se algumas propriedades

da mistura a quente em face variao do teor de asfalto (3-7%, geralmente) adicionado auma matriz ptrea previamenteajustada

n Dmax = 25,4mm = 1n Destinado a misturas a quenten Temperatura de mistura ecompactao

Curva de Viscosidade Saybolt-Furoln Mistura 8510 sSFn Compactao 14010 sSF

Fonte: (CBUQ) DNIT 031/2006Fonte: (CBUQ) DNIT 031/2006 ESES


14/48


Dosagem Marshalln Preparao da

Amostra (Inclusiveenquadramento naFaixa Granulomtrica



15/48


Dosagem Marshalln Adio do Ligante (geralmente variando entre 3 a 7% CAP)(geralmente variando entre 3 a 7% CAP)

TCAP fo Viscosidade

Tagregado 10-15oC > CAP



16/48


Dosagem Marshalln Mistura e Homogeneizaon Colocao da Amostra dentro do Molde



17/48


Dosagem Marshalln Molde do Corpo de Prova

Cilndrico

Dimetro: 101,6 mm

Altura: 63,5 mm

Material: 1.265 g



18/48


Dosagem Marshalln Compactao das Amostras

Soquete 4,54 kgAltura de queda 457,2 mm Soquete de seo plena Nmero de Golpes

n 75 por face Trfego Pesadon 50 por face Trfego Leve



19/48


Dosagem Marshalln Compactao das AmostrasMecanizada ou Manual



20/48


Dosagem Marshalln Extrao do CPn Identificao das amostrasn Determinao de suas medidas (altura e

dimetro)Fonte:Fonte: BernucciBernucci etet al., 2007al., 2007


21/48


Dosagem Marshalln Pesagem Convencional



22/48


Dosagem Marshalln Pesagem Hidrosttica



23/48


Dosagem Marshalln Colocao das CPs em banho-maria (30-

40 min, 60oC) Fonte:Fonte: BernucciBernucci etet al., 2007al., 2007


24/48


Dosagem Marshalln Retirada das Amostras do banho-maria e

secagem com toalha absorvente



25/48


Dosagem Marshalln Carregamento: Dimetral (50,8 mm/min)



26/48


Dosagem Marshalln Ensaio Parmetros

Medidos Estabil id ade (Estabi l idade (kg fkgf):):

n Fora Vertical mxima

aplicada que leva aamostra ruptura

n Correo de seu valorem funo da altura doCP

Fluncia (mm):Fluncia (mm):n Deformao vertical

sofrida pela amostraimediatamente antes daruptura



27/48


Dosagem Marshalln Correo da Estabi l idadeEstabi l idadeem funo da altura

do CP

Fonte: DNERFonte: DNER--ME 043/1995ME 043/1995


28/48


Dosagem Marshalln Ensaio Parmetros Fsicos

Densidade TeDensidade Terica da m istu ra (DMT)rica da m istu ra (DMT) supondoque a mistura no possua vazios

Densidade Ap arente da m istur a (Da)Densidade Ap arente da m istur a (Da)

Volume de Vazios (Vv)Volume de Vazios (Vv)(relao entre o volumede vazios e o volume total da amostra

compactada) Vazios Cheios com B etume (VCB)Vazios Cheios com Betum e (VCB) que diz

respeito tanto ao asfalto que forma uma pelculaque envolve o agregado quanto queleabsorvido pelo mesmo

Volume de Vazios nos Ag regados MineraisVolume de Vazios nos Ag regados Minerais(VAM)(VAM) representa o que no agregado numamistura, ou seja, vazios com ar e asfalto

RelaRelaoo BetumeBetume--VaziosVazios(RBV)(RBV)relao entre ovolume de vazios do agregado, preenchidos porbetume, e o volume de vazios no agregado

Mistura no-compactada

Mistura compactada


VAM

VCBRBV=


29/48



Densidade TeDensidade Terica da m istu ra (DMT)rica da m istu ra (DMT) supondo que amistura no possua vazios



30/48



Densidade TeDensidade Terica da m istu ra (DMT)rica da m istu ra (DMT) supondo que amistura no possua vazios



31/48


Dosagem Marshalln Relaes de Peso e Volume para Concretos

Asflticos


PESOS

AR

Vazios do Agregado cheios c/ Asfalto

ASFALTO

AGREGADO

PAR

PASF

PT

VAR VARVAM

VL VASFVL-EF

VL-ASF

VAGR-EFVAGR-ASF

VMM

VT = 1

VT

Vv

VAM

VCB

RBV=

VCB/VAM


32/48


Dosagem Marshalln Relaes de Peso e Volume para Concretos

AsflticosFonte:Fonte: BernucciBernucci etet al., 2007al., 2007

ASFALTO ABSORVIDO

VOLUME DE VAZIOSPREENCHIDOCOM ASFALTO

VAZIOS PERMEVEIS A GUA

VAZIOS DE AR VOLUME DE AGREGADO

VOLUME DE VAZIOSNO PREENCHIDOCOM ASFALTO

ASFALTO EFETIVO

VAZIOS IMPERMEVEIS

ASFALTO ABSORVIDO

VOLUME DE VAZIOSPREENCHIDOCOM ASFALTO

VAZIOS PERMEVEIS A GUA

VAZIOS DE AR VOLUME DE AGREGADO

VOLUME DE VAZIOSNO PREENCHIDOCOM ASFALTO

ASFALTO EFETIVO

VAZIOS IMPERMEVEIS


33/48


Considere um CAP 50/70 com densidade 1,02. Trs corpos de prova (CP1, CP2

e CP3) de um CBUQ so moldados com este CAP com teores 5,5%, 6,0% e6,5%, respectivamente (um corpo de prova com cada teor). Os resultados dadensidade terica mxima de cada mistura, juntamente com os pesos dos corposde prova seco e imerso, so apresentados na Tabela abaixo. Determine ovolume e a densidade aparente dos corpos de prova, bem como os demaisparmetros usados na determinao do teor timo (Vv, VCB, VAM, RBV).

Corpos de Prova CP1 CP2 CP3

Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5

Densidade terica da mistura asfltica 2,438 2,421 2,403

Peso no ar do corpo de prova (g) 1182,2 1178,7 1185,9

Peso imerso do corpo de prova (g) 674,7 673,6 681

DADO:

Volume (cm3)

Densidade aparente

Volume de Vazios (%)

V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

Exerccio 01 Planilha de LaboratrioExerccio 01 Planilha de Laboratrio

ExercExerccio Retirado de:cio Retirado de: BernucciBernucci etet al., 2007al., 2007


34/48


Volume dos corpos de prova:

Massa Especfica Aparente da mistura:

SsubS M-MV=

V

MGmb

S=

Relaobetume-vazios

Vazios do agregadomineral VCBVvVAM +=

VAM

VCBRBV=

Volumede vazios

Vazios com

betume

DMT

mbG-MTDVv=

a

a

G

%GmbVCB

=

Exerccio 01 Planilha de LaboratrioExerccio 01 Planilha de Laboratrio


35/48



Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

Pimerso-ParV=

Volume (cm3)

Densidade aparenteVolume de Vazios (%)

V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

Exerccio 01 - ResoluoExerccio 01 - Resoluo


36/48



Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

V

ParG

mb=

Volume (cm3)

Densidade aparente


V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,212 2,334 2,349



37/48




Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

Volume (cm3)Densidade aparente

Volume de Vazios (%)V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,212 2,334 2,349

DMT

G-DVv

mbMT=

9,3 3,6 2,3


38/48




Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

Volume (cm3)

Densidade aparente


V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,212 2,334 2,349

9,3 3,6 2,3

CAP

CAPmb

G

%GVCB

=

1,02 g/cm3

11,9 13,7 15,0


39/48




Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

Volume (cm3)

Densidade aparente


V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,2212 2,334 2,349

9,3 3,6 2,311,9 13,7 15,0

VCBVvVAM +=

21,2 17,3 17,3


40/48




Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

VAM

VCBRBV=Volume (cm3)

Densidade aparente


V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,212 2,334 2,349

9,3 3,6 2,311,9 13,7 15,0

21,2 17,3 17,3

56,1 79,2 86,7


41/48



Teor de CAP (%) 5,5 6 6,5




DADO:

Volume (cm3)

Densidade aparente

Volume de Vazios (%)V.C.B. (%)

V.A.M. (%)

R.B.V. (%)

PEDE-SE:

534,5 505,1 504,9

2,212 2,334 2,349

9,3 3,6 2,3

11,9 13,7 15,0

21,2 17,3 17,3

56,1 79,2 86,7



42/48


Exerccio 02 Teor de LiganteExerccio 02 Teor de Ligante

Resultados mdios de ensaios com 3 CPs(mnimo) para cada teor de asfalto

Com os dados tabelados abaixo, determine o Teor de Projeto de CAP.

Teor de

CAP (%)

Densidade

Aparente

(g/cm3)

Densidade

Terica da

Mistura

(g/cm3)

Volume de

Vazios (%)V.A.M. (%) R.B.V. (%)

Estabilidade

(kgf)

Fluncia

(mm)

4,60 2,509 2,722 7,84% 19,16% 59,07% 847 4,06

5,10 2,519 2,698 6,64% 19,24% 65,48% 974 4,575,60 2,560 2,675 4,30% 18,35% 76,57% 1.094 4,57

6,10 2,544 2,651 4,03% 19,24% 79,06% 912 4,32

6,60 2,540 2,629 3,37% 19,81% 82,98% 875 4,57


43/48


600

650

700

750

800

850

900

950

1.000

1.0501.100

1.150

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Estabilidade(kgf)

0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%

6,0%

7,0%

8,0%

9,0%

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

VolumedeVazios(%)

18,0%

18,2%

18,4%

18,6%

18,8%

19,0%

19,2%19,4%

19,6%

19,8%

20,0%

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

V.A.M.(%)

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

R.B.V.(%)

2,500

2,510

2,520

2,530

2,540

2,550

2,560

2,570

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

DensidadeAparente(g/cm

3)

2,620

2,640

2,660

2,680

2,700

2,720

2,740

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

DensidadeTerica(g/cm

3)


3,80

3,90

4,00

4,10

4,20

4,30

4,40

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Fluncia(mm)


44/48


n Escolha do Teor de AsfaltoVrias alternativas fo do rgo

n DERSA Vv=4%

n Comumente Estabilidade; Massa EspecficaAparente e Vv

Mdia dos Teores correspondentes a:

Mxima Estabilidade 5,60%

Mxima Massa Especfica Aparente 5,70%

Vv=4% 5,60% Teor Mdio de Asfalto (%) 5,60%

Com o teor determinado, verifica-se demais condiesespecificadas



45/48



0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%

6,0%

7,0%

8,0%

9,0%

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

VolumedeVaz

ios(%)

5,6%

600

650

700

750

800

850

900

950

1.0001.050

1.100

1.150

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

Estabilidade(kgf)

5,6%

2,500

2,510

2,520

2,530

2,540

2,550

2,560

2,570

4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

Teor de Asfalto (%)

DensidadeAparente(g/cm

3)

5,7%


46/48


n Escolha do Teor de AsfaltoFonte: (CBUQ) DNIT 031/2006Fonte: (CBUQ) DNIT 031/2006 ESES



47/48


n Escolha do Teor de AsfaltoResistncia Compresso

Diametral


d

t

d

t



48/48

TRPTRP 1002 Materiais para Infra1002 Materiais para Infra Estrutura de Transportes Prof Deividi PereiraEstrutura de Transportes Prof Deividi Pereira 48

n Escolha do Teor de Asfalto

Fluncian CBUQ Capa de Rolamento ou Binder

2 4,5 mm

Fonte: (CBUQ) DNIT 031/2006Fonte: (CBUQ) DNIT 031/2006 ESES


aula 5c Misturas_com_Ligantes18-033.pdf

Documents

Transcript of aula 5c Misturas_com_Ligantes18-033.pdf