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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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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)
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Penetração a 25 °c (p e n 2 5 ):
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)
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
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Penetração a 25 °c (p e n 2 5 ):
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
BetumeBetumeasfálticoasfáltico --es pe c i f i c ações es pe c i f ic ações
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Determinação do ponto de amolecimentodum betume pelo método do anel e bola
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
Consiste em colocar uma esfera de aço, de
peso especificado, sobre uma amostra de
betume contida num anel de latão
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Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Determinação do ponto de amolecimentodum betume pelo método do anel e bola
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Viscosidade
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Viscosidade
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
( )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):
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Betume asfálticoBetume asfáltico - caracterização
Viscosimetro capilar
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k ))
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k ))
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Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k )) --especificaçõesespecificações
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Betume fluidificado (Betume fluidificado (c u t c u t - - ba c k ba c k ))
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Emulsão
Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas
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Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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)
Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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)
Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas
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Emulsões BetuminosasEmulsões Betuminosas --aplicaçãoaplicação
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
EmulsõesEmulsõesBetuminosasBetuminosas --exemploexemplo
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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.
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Em Portugal a sua utilização foi mais
efectiva a partir dos anos 90
Os betumes modificados são
essencialmente uma mistura de betume
com aditivos
Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado
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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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Exemplo: camada porosa
Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Principais grupos de aditivos:
enxofre
borrachas
compostos orgânicos de manganês
plastómeros
elastómeros
resinas e endurecedores
Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado
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Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
Betume asfáltico modificadoBetume asfáltico modificado -- exemploexemplo
Materiais de PavimentaçãoMateriais de Pavimentação
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
Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
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Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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.
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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)
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
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Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
Características gerais das Misturas BetuminosasCaracterísticas gerais das Misturas Betuminosas
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
Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas
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
PavementPavement MaintainanceMaintainance, FHWA 1997, FHWA 1997
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