ESTUDOS DE AGREGADOS / 1
ESTUDO DE
AGREGADOS PARA
PAVIMENTAÇÃO
TT 051 – PAVIMENTAÇÃOTT 051 – PAVIMENTAÇÃO
ESTUDOS DE AGREGADOS / 2
ESCOPOESCOPO
1.1. Definição / AplicaçãoDefinição / Aplicação
2.2. ClassificaçãoClassificação
3.3. Produção de agregadosProdução de agregados
4.4. AmostragemAmostragem
5.5. Caracterização TecnológicaCaracterização Tecnológica(Propriedades / Ensaios)(Propriedades / Ensaios)
ESTUDO DE AGREGADOSESTUDO DE AGREGADOS
TT
051
- P
AV
IME
NT
AÇ
ÃO
33
ESTUDOS DE AGREGADOS / 3
IMPORTÂNCIA E CONCEITUAÇÃO
A proporção de agregados em misturas asfálticas é de aproximadamente 93 a 97% em peso.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 2 3
Pe
rce
ntu
al
Infl
uê
nci
a (
%)
Agregado
Ligante
ATR Fadiga Trinc. Térmico
Influência do agregado e do ligante no desempenho de uma mistura asfáltica. Fonte: FHWA (2002).
ESTUDOS DE AGREGADOS / 4
Os materiais pétreos usados em pavimentação, conhecidos genericamente como agregados, podem ser naturais ou artificiais: encontrados diretamente na natureza ou passam por algum tipo de processo para sua adequação.
Exemplo: Areia, Seixo Rolado, Pedra Britada, Escória, etc.
AGREGADOSAGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 5
Revestimentos (CCP, CBUQ, Blocos de Concretos). Bases, sub-bases e reforço (Camadas Granulares).
AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO APLICAÇÕES
FUNÇÕES
Estabilidade mecânica dos revestimentos Resiste à abrasão superficial Suporta as tensões solicitantes do tráfego e as
transmite as camadas inferiores de forma atenuada.
TIPOS
Naturais Artificiais
ESTUDOS DE AGREGADOS / 6
SAIBROS
ALTERAÇÕES DE ROCHA
AREIAS
CASCALHOS
LATERITAS
AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO
AGREGADOS NATURAIS: Aplicados da maneira como são extraídos da natureza.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 7
AGREGADOS ARTIFICIAIS ( BRITA )
ORIGEM
Classe Tipo Família Calcário Calcário Dolomita Folhelo Arenito
Sílex Conglomerado
Sedimentar Silício
Brecha Granito
Sienito
Diorito
Gabro Peridoto Piroxênio
Intrusivo (textura grossa)
Hornblendito Obsidiana Púmice Tufo
Riolito Traquito Andesito
Ígneo
Extrusivo (textura fina)
Basalto Gnaisse Xisto
Anfibolito Foliáceo
Ardósia Quartzito Mármore
Metamórfico
Não Foliáceo Serpnetinita
Fonte: Manual do Asfalto - AI (2002)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 8
PEDRA BRITADA
– ROCHAS ÍGNEAS
• Formadas pelo resfriamento e cristalização da rocha fundida (magma)
• Granulação grossa esfriamento lento (GRANITO)• Granulação fina esfriamento mais rápido (BASALTO)• Muita variação de granulação, textura e densidade.• Rocha Ácida alto teor de sílica (má adesividade)
AGREGADOS ARTIFICIAIS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 9
AGREGADOS ARTIFICIAIS
• PEDRA BRITADA
– ROCHAS ÍGNEAS
GRANULAÇÃO ÁCIDAS INTERMEDIÁRIAS BÁSICAS
Grossa(Plutônica)
GRANITO Diorito Gabro + Friável
Média (Hipoabissal)
Granófilo Pórfiro DIABÁSIO
Fina (Vulcânica) Riolito Andesito BASALTO - Friável
Cor Clara Cor Escura
Densidade Baixa Densidade Alta
ESTUDOS DE AGREGADOS / 10
CLASSIFICAÇÃO
Natural (areia, seixo rolado etc)
NATUREZA Artificial (areia de brita, pedra britada etc)
Reciclado (agregado de resíduo sólido )
Graúdo (retido na peneira de 2,0 mm)
Miúdo (passante na peneira de 2,0mm)
TAMANHO De enchimento (65% a 100% passante na peneira 200
e 100% passante na peneira 40)
Graduação Bem-graduada ou Densa
DISTRIBUIÇÃO Graduação Aberta
DOS GRÃOS Graduação Uniforme
Graduação em Degrau (descontínua)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 11
Qualidade equipamentos
estocagem
maciço
PRODUÇÃO DE AGREGADOSPRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 12
PRODUÇÃO DE AGREGADOSPRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 13
PRODUÇÃO DE AGREGADOSPRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 14
Esquema Simplificado do Processo de Britagem
PRODUÇÃO DE AGREGADOSPRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 15
• Fase 1 – Britagem Primária – Britadores de Mandíbula
• Fase 2 – Britagem Secundária – Rebritadores de mandíbula / girosféricos (rebritadores de cone)
• Fase 3 - Britagem Terciária – Girosféricos (rebritadores de cone)
• Fase 4 – Britagem Quaternária – Hidrocônicos, girosféricos rocha/rocha, ou moinhos de barra ou de bola
AGREGADOS ARTIFICIAIS
• PRODUÇÃO – ESQUEMAS DE BRITAGEM
ESTUDOS DE AGREGADOS / 16
Impacto
Impacto
+
Desgaste por atrito
Tipos de britagemTipos de britagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 17
Impacto
+
Cisalhamento
+
Compressão
Impacto
+
Compressão
Tipos de britagemTipos de britagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 18
Fracionamento
ESTUDOS DE AGREGADOS / 19
Estocagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 20
BRITAGEM – MÉDIO PORTE
ESTUDOS DE AGREGADOS / 21
BRITAGEM – GRANDE PORTE
ESTUDOS DE AGREGADOS / 22
DNER PRO 120/97 e NBR NM 26 (NBR 7616)
Coleta de Amostra de Agregados
DNER PRO 199/94 e NBR NM 27 (NBR 9941)
Redução de Amostra de Campo de Agregados para Ensaios de laboratório
Amostragem de AgregadosAmostragem de Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 23
Agregado Graúdo
Amostragem – deve ser feita diretamente na correia transportadora ou em diversos pontos do monte, e então misturada e quarteada.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 24
Redução de amostra
ESTUDOS DE AGREGADOS / 25
Quarteamento Manual
ESTUDOS DE AGREGADOS / 26
Redução de amostra
1 2
3 4
ESTUDOS DE AGREGADOS / 27
Caracterização Tecnológica
As características tecnológicas dos agregados servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a poder comprovar sua homogeneidade, bem como selecionar um material que resista, de maneira adequada, às cargas e à ação ambiental às quais o pavimento irá sofrer.
Graduação
Limpeza
Resistência a abrasão, ao choque e ao desgaste
Textura superficial
Forma das partículas
Absorção de água
Sanidade
Adesividade
Massa específica real, aparente e efetiva
ESTUDOS DE AGREGADOS / 28
Agregado Graúdo
Amostragem – amostra deve ser representativa;
Segregação é maior;
Granulometria (Peneiramento);
Densidade e Massa específica real e aparente;
Perda por abrasão;
Forma;
Sanidade.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 29
Agregado Miúdo
Amostragem – amostra deve ser representativa;
Segregação é menor;
Granulometria (igual ao graúdo);
Densidade e Massa específica real e aparente;
Angularidade (FAA);
Matéria Orgânica;
Equivalente de Areia.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 30
Material de Enchimento - Fíler
Material a granel ou ensacado
Sem problemas de segregação
Evitar grumos;
Densidade Real – Frasco Le Chatelier;
Superfície específica;
Exemplo: Cal, Cimento, Pó calcáreo, Pó de pedra .
ESTUDOS DE AGREGADOS / 31
Tamanho e Graduação
Pode ser com ou sem lavagem.
Manual ou em peneirador automático.
Análise Granulométrica
ESTUDOS DE AGREGADOS / 32
Exemplo de Frações Típicas de Agregados utilizados em Misturas ( BGS ou CBUQ)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 33
GRADUAÇÕES
ESTUDOS DE AGREGADOS / 34
GRANULOMETRIAS CONTÍNUAS
– Equação de Talbot
Tamanho e Graduação
ESTUDOS DE AGREGADOS / 35
CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
– Graduação aberta• Bem graduado / sem finos• Percentual de vazios > 30%• 0,55 < n < 0,75
– Graduação densa• Bem graduado / quantidade suficiente de finos• Baixo percentual de vazios • 0,35 < n < 0,55
Tamanho e Graduação
ESTUDOS DE AGREGADOS / 36
CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
– Graduação uniforme• Mau graduado / diâmetro máximo e mínimo muito
próximos• Elevado percentual de vazios • n > 0,75• “Permeabilidade”
Tamanho e Graduação
ESTUDOS DE AGREGADOS / 37
Equivalente de Areia (EA)
Limpeza
ESTUDOS DE AGREGADOS / 38
Equivalente de Areia (EA)
Tem por finalidade a identificação de finos plásticos no agregado miúdo.
Colocar o material na proveta com solução padronizada; deixar em repouso; agitar; ler a altura da suspensão (h1) e da sedimentação
(h2). Para misturas asfálticas,
EA>55%.
Agregado
Sedimentad
Argila em
suspensão
Solução
Floculad
Proveta graduada
Leitura da suspensão h1
Leitura da sedimentação h2
ESTUDOS DE AGREGADOS / 39
Matéria Orgânica
Comparação de coloração de uma amostra com branco após 24 horas de imersão em ácido tânico.
Em misturas a quente, a matéria orgânica é queimada no secador da usina.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 40
A perda por abrasão Los Angeles consiste em submeter cerca de 5.000g de agregado a 500 até 1.000 revoluções no interior do cilindro de uma máquina Los Angeles (v = 33 rpm).
10 esferas padronizadas de aço são adicionadas ao agregado, causando um efeito danoso.
Perda por Abrasão
Parâmetro fundamental em Tratamentos Superficiais e Britas Graduadas.
LA = Perda por abrasão Los Angeles (%)
mi = massa inicial (mat.retido na # n˚ 8)
mf = massa final (mat. Retido na # n˚ 12)
Bases – LA 50% Revestimentos - LA 40%
ESTUDOS DE AGREGADOS / 41
Utilização da Máquina Los Angeles
ESTUDOS DE AGREGADOS / 42
Exemplos da Máquina Los Angeles
ESTUDOS DE AGREGADOS / 43
– Ensaio de Tenacidade Treton– Simula a resistência ao impacto (choque) quando
submetido a golpes de soquete em um cilindro– Importante para aeroportos
- Esmagamento– Simula a resistência a ação de cargas estáticas
quando submetido a pressão de um êmbolo em um cilindro
– Importante para áreas de estacionamento
Resistência ao choque e ao esmagamento
- Choque
ESTUDOS DE AGREGADOS / 44
O ensaio de impacto ou choque
consiste em dar uma série de golpes
com um soquete padrão no agregado
colocado dentro do cilindro do aparelho
Treton. Calcula-se a perda de massa
após o impacto.
Resistência ao Choque - DNER ME 399/99
ESTUDOS DE AGREGADOS / 45
TretonTreton
ESTUDOS DE AGREGADOS / 46
O ensaio de esmagamento mede a resistência do
agregado submetido à compressão de uma carga
variável de até 40tf, aplicada uniformemente sobre
os agregados colocados dentro de um cilindro. A
razão de carga é de 4tf/min. Determina-se a carga
que conduz a uma quebra de 10% do material.
Esmagamento - DNER ME 197/97
ESTUDOS DE AGREGADOS / 47
10% finos
ESTUDOS DE AGREGADOS / 48
A resistência ao cisalhamento depende da textura superficial.
Superfície específica alta – maior consumo de ligante asfáltico.
Textura ou Microtextura
macrotextura
microtextura
ESTUDOS DE AGREGADOS / 49
– Máquina Dorry (CPA) ou Pêndulo Britânico (VRD)
– Simula a resistência do agregado ao polimento pela ação do tráfego (revestimentos)
– Avaliam a textura superficial do agregado – Microtextura
– Importante para a resistência à derrapagem em pista seca e baixas velocidades
- Resistência ao Polimento e Coeficiente de atrito procedimentos de avaliação indireta
Textura ou Microtextura
ESTUDOS DE AGREGADOS / 50
Importante para avaliar indiretamente o contato entre grãos e a resistência ao cisalhamento
Formas– Agregados Cúbicos – preferíveis– Agregados Lamelares – indesejáveis ( Relação a/b > 6)
Ensaio de Cubicidade – determinação do Índice de Forma (f)
– f = 1,0 – Agregado cúbico (calcáreo)– f = 0,0 – Agregado lamelar (basalto)
Recomendação – f > 0,5
Forma de Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 51
Placa de Lamelaridade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 52
Agregados porosos absorvem água e asfalto e necessita uma quantidade adicional de ligante para preencher os vazios e promover coesão.
Absorção = massa após imersão 24 h / massa inicial seca
Cuidados quando absorção for superior a 2 %.
Absorção
ESTUDOS DE AGREGADOS / 53
– Ensaio de Adesividade
– Simula a resistência do agregado em manter a película betuminosa e a capacidade de adsorção pela imersão em água aquecida.
– Materiais ácidos (granito) HIDROFÍLICOS – não têm boa adesividade com água
– Materiais básicos (basalto) HIDROFÓBICOS - têm boa adesividade com água
Adesividade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 54
Capacidade de uma mistura de se manter coesa durante toda sua vida de serviço.
Adesividade
Ensaios visuais – DNER ME 078/94 e ME 079/94.
Ensaios mecânicos – Lottman Modificado, AASHTO T-283, entre outros.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 55
• Sólidos– Cal hidratada
– Pós calcáreos
– Cimento Portland
• Líquidos– Alcatrões (10%)
– Dopes a base de amina (0,5 a 2,5%)
Corretivos de adesividade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 56
Visa determinar a resistência do agregado à desintegração química – intemperismo;
O basalto, por exemplo, se deteriora formando argila que não é desejável em uma mistura asfáltica;
O ensaio consiste em atacar o agregado com uma solução saturada de MgSO4 (Sulfato de Magnésio) ou Na2SO4 (Sulfato de
Sódio) por cinco ciclos de 16 a 18 horas a 21ºC. O resultado é expresso como a perda de peso que deve ser inferior a 12%.
Sanidade -DNER ME 089/94
ESTUDOS DE AGREGADOS / 57
Sanidade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 58
Sanidade
ApósAntes
ESTUDOS DE AGREGADOS / 59
Massa Específica Real, Aparente e Efetiva do Grão
ESTUDOS DE AGREGADOS / 60
Massa específica Real do Grão e Aparente do Grão
Massa específica real do grão
)( 3cmg
VVV
MGsb
pppis
Massa específica aparente do grão
)( 3cm
gVV
MGsa
pis
)( 3cmg
VVV
MGsb
pppis
)( 3cmg
VVV
MGse
ppnpis
Massa específica efetiva do grão
Vppn= volume de poros permeáveis não preenchidos com asfalto
ESTUDOS DE AGREGADOS / 61
AGREGADO GRAÚDO
DNER-ME 081/98 e
ASTM C 127-88
Ensaios para Determinação da Densidade de AgregadosEnsaios para Determinação da Densidade de Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 62
Cesto metálico e balança com dispositivo para pesagem hidrostática
No Laboratório
Dr = massa específica real
Da = massa específica aparente
a = absorção (%)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 63
Agregados Graúdos: ASTM C127 - AASHTO T85
DNER ME 081/94 - NBR 9937
Gsa = A Densidade Real
A - C
Gsb = A Densidade Aparente
B - C
a = (B - A) x 100 Absorção
A
A – Peso do agregado seco em estufa
B – Peso do agregado na condição Saturada
Superfície Seca
C – Peso do agregado imerso em água
Ensaios para Determinação da Densidade de AgregadosEnsaios para Determinação da Densidade de Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 64
No Laboratório - Enxugamento da superfície dos Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 65
Densidade Real dos Grãos (Dr)
Utilização do Picnômetro
Onde: A: Picnômetro vazio
B: Picnômetro + Material
C: Picnômetro + Material + Água (ºC)
D: Picnômetro + Água (ºC)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 66
AGREGADO MIÚDO
DNER-ME 084/95 (Picnômetro de 500 ml)
Densidade Real dos Grãos (Dr)Densidade Real dos Grãos (Dr)
A
B
C
ESTUDOS DE AGREGADOS / 67
Massa Aparente
É a relação entre a massa e o volume do material, sem levar em conta os vazios de ar;
Utilizado para transformar unidades volumétricas em gravimétricas e vice-versa;
Utilizar caixa de madeira com 12cm de lado.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 68
É a relação entre a massa e o volume do
material sem levar em conta os vazios de ar.
Utilizado para transformar unidades
volumétricas em gravimétricas e vice-versa.
Massa Específica Aparente – DNER ME 195/97
ESTUDOS DE AGREGADOS / 69
Densidade Efetiva – (dosagem de mistura asfáltica) – NBR 12891
quando absorção <1%
quando absorção >1%
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