Aula 4 - Ligantes Asfálticos e Dosagem - 2023 2

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AULA 4a – Ligantes 
asfálticos, agregados e 
misturas asfálticas
PTR 3322 - Pavimentação Rodoviária
Profa. Kamilla Vasconcelos
Profa. Dra. Liedi Bernucci
Esta Foto de Autor Desconhecido está licenciado em CC BY
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE 
TRANSPORTES
https://mococa24horas.blogspot.com/2013/11/sp-340-entre-as-melhores-estradas-do.html
https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/
Prof. Kamilla Vasconcelos 2
Introdução
LOCAL MATERIAIS
PROJETO 
PAVIMENTO
CONSTRUÇÃO MANUTENÇÃO
Prof. Kamilla Vasconcelos 3
Introdução
Pavimento asfáltico
Prof. Kamilla Vasconcelos 4
Introdução
MATERIAIS CONDIÇÕES CLIMÁTICAS
• REVESTIMENTO
• BASE
• SUBBASE
• REFORÇO DO SUBLEITO
• SUBLEITO
• TEMPERATURA
• CHUVA / UMIDADE
Prof. Kamilla Vasconcelos 5
Introdução
Ligantes Asfálticos
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TRANSPORTES
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Introdução
7
Brasil: cerca de 95% das estradas 
pavimentadas são de revestimento 
asfáltico
CAP: Cimento asfáltico de petróleo
Asfaltos naturais x provenientes de 
destilação
Prof. Kamilla Vasconcelos
Introdução
9Prof. Kamilla Vasconcelos
Introdução
10Prof. Kamilla Vasconcelos
Introdução
11
Introdução
12
Introdução
13
Introdução
Prof. Kamilla Vasconcelos 14
EFEITO DA
 TEMPERATURA
EFEITO DO 
TEMPO/FREQUÊNCIA
Introdução
Prof. Kamilla Vasconcelos 15
MATERIAL VISCOELÁSTICO
EFEITO DO TEMPO E DA TEMPERATURA
Material viscoelástico
Prof. Kamilla Vasconcelos 16
Introdução
ELÁSTICO
Antes Durante Depois
Carga
Pneu
Deformação
Recuperável
+
VISCOSO
Antes Durante Depois
Carga
Pneu
Deformação
Não-Recuperável
Tipos de ligantes asfálticos
Checar no livro Pavimentação Asfáltica as 
principais características de cada tipo de 
ligante asfáltico
18
Ligante Asfáltico
Os tipos de ligantes asfálticos existentes no mercado brasileiro são denominados:
(a) cimentos asfálticos de petróleo – CAP; 
(b) asfaltos diluídos – ADP; 
(c) emulsões asfálticas – EAP; 
(d) asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial; 
(e) asfaltos modificados por polímero (AMP) ou por borracha de pneus (AMB);
(f) agentes rejuvenescedores (AR e ARE).
Ligantes alternativos
Prof. Kamilla Vasconcelos 19
P
ro
ce
ss
o
s
te
rm
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q
u
ím
ic
o
s
Métodos Up-
grading
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Especificação brasileira
Características Unidade
Limites Métodos
CAP 30-45 CAP 50-70 CAP 85-100 CAP 150-200 ABNT ASTM
Penetração (100g, 5s, 25, oC) 0,1mm 30 a 45 50 a 70 85 a 100 150 a 200 NBR 6576 D 5
Ponto de Amolecimento oC 52 46 43 37 NBR 6560 D 36
Viscosidade Saybolt-Furol
ssf NBR 14950 E 102
a 135oC 192 141 110 80
a 150oC 90 50 43 36
a 177oC 40 a 150 30 a 150 15 a 60 15 a 60
Viscosidade Brookfield
cP NBR 15184 D 4402
a 135oC, SP 21, 20rpm mín 374 274 214 155
a 150oC, SP 21, mín 203 112 97 81
a 177oC, SP 21 mín 76 a 285 57 a 285 28 a 114 28 a 114
Índice de Susceptibilidade Térmica
(-1,5) a 
(+0,7)
(-1,5) a 
(+0,7)
(-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) - -
Ponto de Fulgor mín. oC 235 235 235 235 NBR 11341 D 92
Solubilidade em tricloroetileno, mín % massa 99,5 99,5 99,5 99,5 NBR 14855 D 2042
Ductilidade a 25 oC, mín. cm 60 60 100 100 NBR 6293 D 113
22
Especificação brasileira
Especificação brasileira
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Ensaio de penetração
Exemplo de equipamento 
manual de medida de 
penetração e esquema de 
ensaio
Especificação brasileira
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Ensaio de viscosidade
Equipamento Saybolt-Furol de ensaio de viscosidade e esquema do seu interior
Viscosidade Saybolt-Furol
• Muito utilizado no Brasil
• Medida empírica
• Sem especificação fora do país
• 135°C
• Segundo Saybolt Furol (SSF)
Especificação brasileira
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Ensaio de viscosidade
Equipamento Brookfield para medida de viscosidade de ligantes asfálticos
Viscosímetro Brookfield
Especificação brasileira
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Ensaio de ponto de amolecimento
Equipamento automático 
e manual para medida do 
ponto de amolecimento 
do ligante asfáltico
Estimativa de 
suscetibilidade 
térmica
Especificação brasileira
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Ensaio de durabilidade
Envelhecimento do 
ligante durante a 
mistura com o 
agregado em usina, 
estocagem,
transporte, aplicação 
em campo e durante 
vida de serviço 
(Whiteoak, 1980 
apud Shell, 2003)
Especificação brasileira
29
Ensaio de durabilidade
Razões para o uso do asfalto modificado
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Ligante asfáltico modificado
• Rodovias com alto volume de tráfego (ex.: corredores de ônibus)
• Melhoria da resistência à formação de trilhas de roda e ao trincamento por fadiga
• Aumento da coesividade e adesividade
• Criação de membranas de proteção das camadas superficiais de reflexão de trincas
• Revestimento de pontes para diminuir suscetibilidade térmica e aumenta resistência à flexão
31
Especificação brasileira – Asfalto modificado
Especificação brasileira
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ASTM D 6084
ABNT NBR 14756/2004
4°C ou 25°C
5 cm/min
200 mm de estiramento e secciona-se o fio de ligante
Retorno após 60 min
Recuperação elástica ou retorno elástico
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Asfalto-borracha
BORRACHA MOíDA
PROCESSO ÚMIDO
PROCESSO SECO
Asfalto-borracha
Exemplo de maior consistência do asfalto-borracha no momento da usinagem
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Estocável (terminal blending) e não-
estocável (continuous blending)
No processo úmido, o pó de pneu 
representa de 15 a 20% da massa de 
ligante, ou menos que 1,5% da massa 
total da mistura
Asfalto-borracha
Especificações dos Cimentos Asfálticos de Petróleo Modificados por Borracha Moída 
de Pneus – Asfalto-borracha – ANP, 2008
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Emulsões asfálticas
Prof. Kamilla Vasconcelos 37
• Dispersão do CAP em água 
com o uso de emulsificante e 
energia mecânica
• Existem vários tipos, 
identificadas pelo tempo de 
ruptura, pela carga da 
partícula e pela finalidade
• Devem ser usadas 
preferencialmente as 
catiônicas
Agregados
Prof. Kamilla Vasconcelos 38
Qualidade equipamentos
estocagem
maciço
Agregados - Fracionamento
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Agregados - Estocagem
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Agregados - Estocagem
Prof. Kamilla Vasconcelos 41
Agregados - Estocagem
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Agregados – Porcentagem de faces fraturadas
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0% fraturado 100% com 2 ou mais 
faces fraturadas
Misturas asfálticas
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Misturas asfálticas
Prof. Kamilla Vasconcelos 45
Ligante Agregado
Desempenho
Qual 
proporção?
Misturas asfálticas
Prof. Kamilla Vasconcelos 47
Subleito
DEFORMAÇÃO
PERMANENTE
Misturas asfálticas
Prof. Kamilla Vasconcelos 48
TRINCAMENTO
POR FADIGA
Subleito
Misturas asfálticas - Dosagem
Prof. Kamilla Vasconcelos 49
Misturas asfálticas - Dosagem
Prof. Kamilla Vasconcelos 50
É necessário entender a volumetria para definir o “teor ótimo” de asfalto – ver no livro!
Procedimento Marshall
51
Misturas asfálticas - Dosagem
T% T + 0,5%c T + 1,0%T - 0,5%T - 1,0%
Essa compactação (por impacto) simula a compactação da mistura em campo?
Determinação do teor de projeto
Prof. Kamilla Vasconcelos 53
Misturas asfálticas - Dosagem
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0
VV
RBV
Fluência
DAP
Estabilidade
Teor de Ligante
Exercício 4
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Especificação brasileira – Misturas asfálticas
i) O percentual de cada agregado e a granulometria final da combinação de agregados
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 55
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
i) O percentual de cada agregado e a granulometria final da combinação de agregados
BRITA 1 
PEDRIS
CO 
PÓ DE 
PEDRA 
Cal CH 
"I"
Projeto de 
dosagemCBUQ 19
ASTM mm 30 29 40 1 100 Lim. Inf. SPV 19 Lim. Sup SPV 19
1" 25,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100 100
3/4" 19,0 99,4 100,0 100,0 100,0 99,8 90 100
1/2" 12,5 41,7 100,0 100,0 100,0 82,5 68 88
3/8" 9,5 6,0 94,8 100,0 100,0 70,3 57 77
Nº 4 4,8 1,3 18,3 78,6 100,0 38,1 36 51
Nº 10 2,0 1,1 1,6 57,8 100,0 24,9 21 30
Nº 40 0,4 1,1 1,2 29,3 94,0 13,3 8 15
Nº 80 0,2 1,0 1,2 17,3 88,0 8,4 4 11
Nº 200 0,1 0,8 1,0 9,3 84,0 5,1 2 8
Peneiras Faixa Especificada
Não há somente 1 solução!!!!!!
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 56
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
ii) O cálculo dos parâmetros volumétricos para todos os teores de 
CAP testados e o gráfico resumo do VV, VAM e RBV
Densidade relativa aparente do 
agregado (𝑮𝒔𝒃) 
Razão entre a massa específica 
aparente do agregado e a massa 
específica da água destilada a uma 
dada temperatura. É adimensional e 
obtida conforme as normas DNIT 413 
– ME, para agregados graúdos, e 
DNIT 411 – ME, para agregados 
miúdos.
Massa específica aparente da 
combinação de agregados: 
Gsb = 2,715
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 57
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
ii) O cálculo dos parâmetros volumétricos para todos os teores de 
CAP testados e o gráfico resumo do VV, VAM e RBV
Densidade relativa aparente da 
mistura asfáltica compactada (𝑮𝒎𝒃) 
Razão entre a massa de um corpo de 
prova e a massa de igual volume de 
água por ele ocupado, ambas à 
temperatura de ensaio 
(adimensional). É obtida conforme a 
norma DNIT 428 – ME.
Densidade relativa máxima medida 
da mistura asfáltica solta (𝑮𝒎𝒎) 
Razão entre a massa da mistura 
asfáltica não compactada (solta) e a 
massa da água ocupando o mesmo 
volume, ambas à temperatura 
padronizada do ensaio. É 
adimensional e obtida conforme a 
norma DNIT 427 – ME
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 58
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
ii) O cálculo dos parâmetros volumétricos para todos os teores de 
CAP testados e o gráfico resumo do VV, VAM e RBV
Volume de vazios da mistura asfáltica 
compactada (𝑽𝒗)
Volume total de espaços não 
preenchidos entre as partículas de 
agregado recobertas com ligante 
asfáltico em uma mistura asfáltica 
compactada (volume de ar). Expresso 
em porcentagem e obtido através de 
cálculo específico. 
Volume de vazios (com ar)
Vv =(𝐺𝑚𝑚−𝐺𝑚𝑏)/𝐺𝑚𝑚
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 59
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
ii) O cálculo dos parâmetros volumétricos para todos os teores de 
CAP testados e o gráfico resumo do VV, VAM e RBV
Vazios no agregado mineral da mistura 
asfáltica compactada (𝑽𝑨𝑴) 
Espaços vazios entre as partículas de 
agregado da mistura compactada, 
incluindo o volume de vazios com ar e o 
volume de ligante asfáltico efetivo. 
Expresso em porcentagem e obtido 
através de cálculo específico.. 
VAM=(𝑉𝑣+𝑉𝐶𝐵)=100−((𝐺𝑚𝑏/𝐺𝑠𝑏)𝑥𝑃s) 
Ps =100 −%𝐶𝐴𝑃= "porcentagem total de 
agregados na mistura asfáltica"
VCB = vazios cheios de betume
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 60
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
ii) O cálculo dos parâmetros volumétricos para todos os teores de 
CAP testados e o gráfico resumo do VV, VAM e RBV
Relação betume vazios da mistura 
asfáltica compactada (𝑹𝑩𝑽) 
Razão entre o volume de ligante 
asfáltico efetivo e os vazios no 
agregado mineral. Expresso em 
porcentagem e obtido através de 
cálculo específico.
Relação Betume Vazio
RBV =100 (𝑉𝐴𝑀−𝑉𝑣)/ 𝑉𝐴𝑀)
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 61
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 62
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
% CAP 
Porcentagem 
de Vazios 
(%VV) 
Vazios do 
Agreg. 
Mineral 
(%VAM) 
Relação 
Betume Vazios 
(%RBV) 
Mínimo 3,0% 13,0% 65,0% 
Máximo 5,0% 15,0% 75,0% 
 
Exercício 4
Prof. Kamilla Vasconcelos 63
Especificação brasileira – Misturas asfálticas
iii) A explicação de como foi encontrado o teor de projeto de asfalto
Teor de projeto de CAP ~ 4,4%
Para Vv = 4% (e 65% ≤ RBV ≤ 75%)
Misturas asfálticas - Dosagem
64
Obrigada
PTR 3322 - Pavimentação Rodoviária
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	Slide 1: AULA 4a – Ligantes asfálticos, agregados e misturas asfálticas
	Slide 2: Introdução
	Slide 3: Introdução
	Slide 4: Introdução
	Slide 5: Introdução
	Slide 6: Ligantes Asfálticos
	Slide 7: Introdução
	Slide 9: Introdução
	Slide 10: Introdução
	Slide 11: Introdução
	Slide 12: Introdução
	Slide 13: Introdução
	Slide 14: Introdução
	Slide 15: Introdução
	Slide 16: Introdução
	Slide 18: Tipos de ligantes asfálticos
	Slide 19: Ligantes alternativos
	Slide 21: Especificação brasileira
	Slide 22: Especificação brasileira
	Slide 23: Especificação brasileira
	Slide 25: Especificação brasileira
	Slide 26: Especificação brasileira
	Slide 27: Especificação brasileira
	Slide 28: Especificação brasileira
	Slide 29: Especificação brasileira
	Slide 30: Ligante asfáltico modificado
	Slide 31: Especificação brasileira – Asfalto modificado
	Slide 32: Especificação brasileira
	Slide 34: Asfalto-borracha
	Slide 35: Asfalto-borracha
	Slide 36: Asfalto-borracha
	Slide 37: Emulsões asfálticas
	Slide 38: Agregados
	Slide 39: Agregados - Fracionamento
	Slide 40: Agregados - Estocagem
	Slide 41: Agregados - Estocagem
	Slide 42: Agregados - Estocagem
	Slide 43: Agregados – Porcentagem de faces fraturadas
	Slide 44: Misturas asfálticas
	Slide 45: Misturas asfálticas
	Slide 47: Misturas asfálticas
	Slide 48: Misturas asfálticas
	Slide 49: Misturas asfálticas - Dosagem
	Slide 50: Misturas asfálticas - Dosagem
	Slide 51: Misturas asfálticas - Dosagem
	Slide 53: Misturas asfálticas - Dosagem
	Slide 54: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 55: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 56: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 57: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 58: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 59: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 60: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 61: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 62: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 63: Especificação brasileira – Misturas asfálticas
	Slide 64: Misturas asfálticas - Dosagem
	Slide 65: Obrigada