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Engenharia Rodoviária Prof. Márcio Muniz de Farias, PhD TEMA: Tipos de Misturas Asfálticas TIPOS DE MISTURAS BETUMINOSAS Nas misturas betuminosas o agregado suporta e transmite as cargas aplicadas, bem como resiste ao desgaste imposto pelas solicitações de tráfego. O betume é o elemento aglutinante. Composição: ligante betuminoso, agregados, material de enchimento. MISTURAS A QUENTE vs. MISTURAS A FRIO ◦ maior desgaste ◦ envelhecimento mais rápido ◦ exige cura da mistura ◦ exige o aquecimento do agregado ◦ não permite estocagem ◦ alto custo de fabricação ◦ equipamento especial para construção Desvantagens ◦ não há a necessidade de aquecer o agregado ◦ permite a estocagem ◦ baixo custo de fabricação ◦ mais duráveis ◦ menos sensíveis à presença de água ◦ envelhecimento mais lento Vantagens Misturas a frioMisturas a quente BANHOS DE LIGANTE Antes da aplicação de uma camada asfáltica é necessário a aplicação de um “banho de ligante”, que pode ser para imprimação ou pintura de ligação. Imprimação Pintura de ligação IMPRIMAÇÃO É uma pintura betuminosa aplicada sobre a superfície de uma camada de base para aumentar a sua coesão, permitir uma ligação mais resistente com a camada de revestimento e proteger a base da ação das águas superficiais. Os materiais betuminosos recomendados são os asfaltos diluídos de cura média, as emulsões asfálticas de ruptura média e lenta. IMPRIMAÇÃO PINTURA DE LIGAÇÃO Consiste na aplicação de um produto betuminoso sobre a superfície em que se vai executar um revestimento betuminoso. Destina-se a promover a aderência entre a camada a ser revestida e o revestimento. Empregam-se, comumente, emulsões asfálticas de rupturas rápida, média e lenta, ou raramente asfalto diluído de cura rápida. Concluída a camada que se destina a receber a pintura de ligação, procede- se à varredura de sua superfície, aplica-se o ligante e não se permite o tráfego. PINTURA DE LIGAÇÃO TRATAMENTO SUPERFICIAL Revestimento flexível de pequena espessura, executado por espalhamento sucessivo de ligante betuminoso e agregado, em operação simples ou múltipla. CAP 7 <25 mmTST Emulsão com Polímero<15 mmTSD RR 2C<10 mmTSS Ligante Espessura acabada TIPOESQUEMA MISTURAS POR PENETRAÇÃO TRATAMENTO SUPERFICIAL FASE 1: LIMPEZA DA BASE FASE 2: APLICAÇÃO DO LIGANTE FASE 3: APLICAÇÃO DO AGREGADO FASE 4: COMPACTAÇÃO COM ROLO PNEUMÁTICO 4/64/6 6/106/10 10/1410/14 GRANULOMETRIAS DE AGREGADOS PARA TRATAMENTOS SUPERFICIAIS A espessura do tratamento Simples é, aproximadamente, igual ao diâmetro do agregado usado. Os tratamentos Duplo e Triplo possibilitam a obtenção de superfícies mais lisas e resistentes. Primeiro Banho de Ligante Primeira Camada de Agregado CAMINHÃO DE APLICAÇÃO SIMULTÂNEA DE AGREGADOS E EMULSÃO A compressão de cada camada processa-se com o emprego de rolos lisos do tipo tandem de duas rodas, com massa de 5 a 8 toneladas ou, preferencialmente, com rolos pneumáticos autopropulsores que permitam calibragens de 35 a 120 libras por polegada quadrada. TRATAMENTO SUPERFICIAL MACADAME BETUMINOSO É um tipo de base ou revestimento em que o ligante penetra diretamente sobre o agregado devidamente espalhado, nivelado e comprimido. Constrói-se, inicialmente, uma camada de agregado graúdo e sobre esta aplica-se o material betuminoso, lança-se nova camada de agregado de modo a preencher os vazios superficiais da camada anterior, procedendo-se à sua compressão e a novo banho com ligante, e assim sucessivamente até obter-se a espessura ou o acabamento superficial desejado. MISTURAS POR PENETRAÇÃO PRÉ-MISTURADOS Consiste na mistura íntima, previamente dosada, de material betuminoso e agregado mineral em usina e na compressão do produto final, por equipamento apropriado. MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTEEM USINA A FRIO Máquinas NA ESTRADA (Rod Mix) Equipamento próprio Fonte: PETROBRÁS (1996) USINA GRAVIMÉTRICA DE MISTURAS A QUENTE Fonte: PETROBRÁS (1996) USINA HORIZONTAL DE MISTURAS A QUENTE USINA DE MISTURAS A QUENTE CONCRETO BETUMINOSO MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE DEFINIÇÃO: MISTURA EXECUTADA QUENTE EM USINA APROPRIADA, COM CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS COMPOSTA DE AGREGADO MINERAL GRADUADO, MATERIAL DE ENCHIMENTO (FILLER) E LIGANTE BETUMINOSO, ESPALHADA E COMPRIMIDA A QUENTE. • PODE SER EMPREGADO COMO REVESTIMENTO, BASE, REGULARIZAÇÃO OU REFORÇO DO PAVIMENTO. CONCRETO BETUMINOSO MATERIAIS EMPREGADOS: LIGANTE BETUMINOSO: CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO; LIGANTES BETUMINOSOS MODIFICADOS. AGREGADOS AGREGADOS GRAÚDOS AGREGADOS MIÚDOS; MATERIAL DE ENCHIMENTO FILLER. MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE Abertura mm 3/4" 19,1 100 100 100 1/2" 12,7 85 92,5 100 3/8" 9,5 75 87,5 100 N° 4 4,8 50 67,5 85 N° 10 2 30 52,5 75 N° 40 0,42 15 27,5 40 N° 80 0,18 8 19 30 N° 200 0,074 5 7,5 10 % passando, em peso da faixa CPeneira de Malha quadrada CBUQ DNER-ES 313/97 Discriminação INFERIOR INTERM. SUPERIOR Curva Granulométrica dos Agregados - CBUQ FAIXA C (DNER-ES 313/97) 0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100 Diâmetro (mm) % P as sa nd o Faixa Agregados Faixa CONCRETO BETUMINOSO MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE CONCRETO BETUMINOSO EQUIPAMENTOS E INSTALAÇÕES NECESSÁRIAS: • DEPÓSITO PARA LIGANTE BETUMINOSO; • DEPÓSITO PARA AGREGADOS; • USINA PARA MISTURAS BETUMINOSAS; • CAMINHÕES PARA TRANSPORTE DA MISTURA; • EQUIPAMENTO PARA ESPALHAMENTO; • EQUIPAMENTO PARA COMPACTAÇÃO. MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE ESPALHAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DA MISTURA NA PISTA MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE – CBUQ COMPACTAÇÃO DA MISTURA EM CAMPO MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE – CBUQ CPA (CAMADA POROSA DE ATRITO) Curva Granulométrica dos agregados CPA FAIXA V (DNER-ES 386/99) 0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100 Diâmetro (mm) % P as sa nd o FAIXA Agregados FAIXA Abertura mm 3/4" 19,1 100 100 100 1/2" 12,7 100 100 100 3/8" 9,5 100 100 100 N° 4 4,8 85 92,5 100 N° 10 2 25 62,5 100 N° 40 0,42 0 31 62 N° 80 0,18 0 6 12 N° 200 0,074 5 7 9 AAUQ DNER-ES 387/99 Peneira de Malha quadrada % passando, em peso da faixa C Discriminação INFERIOR INTERM. SUPERIOR DEFINIÇÃO: MISTURA EXECUTADA A QUENTE EM USINA APROPRIADA, COM CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS COMPOSTA DE AGREGADO MINERAL DESCONTÍNUO (ALTO VOLUME DE VAZIOS), MATERIAL DE ENCHIMENTO (FILLER) E LIGANTE BETUMINOSO (GERALMENTE MODIFICADO), ESPALHADA E COMPRIMIDA A QUENTE, SOBRE UMA CAMADA DE BINDER IMPERMEÁVEL (DENSO). MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE – CBUQ CPA com Polímero SEM CPA COM CPA AREIA-ASFALTO A QUENTE Resulta da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado miúdo e cimento asfáltico de petróleo, com a presença ou não de material de enchimento, espalhado e comprimido a quente. É uma modalidade comumente empregada como revestimento, embora seja usada ainda em serviços de regularização ou nivelamento. MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE Curva Granulométrica do Agregado AAUQ FAIXA C (DNER-ES 387/99) 0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100 Diâmetro (mm) % P as sa nd o FAIXA Agregado FAIXA Abertura mm 3/4" 19,1 100 100 100 1/2" 12,7 100 100 100 3/8" 9,5 100 100 100 N° 4 4,8 85 92,5 100 N° 10 2 25 62,5 100 N° 40 0,42 0 31 62 N° 80 0,18 0 6 12 N° 200 0,074 5 7 9 AAUQ DNER-ES 387/99 Peneira de Malha quadrada % passando, em peso da faixa C Discriminação INFERIOR INTERM. SUPERIOR AREIA-ASFALTO A QUENTE Fonte: Freitas (2002) MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A QUENTE PRÉ-MISTURADO A FRIO É o produto obtido da mistura de agregado mineral e emulsão asfáltica ou asfalto diluído em equipamento apropriado, sendo a mistura espalhada e comprimida a frio. - PMFA (Pré-misturado a frio aberto) Camada de regularização base- binder Para Tráfego Elevado Pode ser usado com BinderPara Tráfego Médio Pode ser usado em operações tapa buraco MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A FRIO PRÉ-MISTURADO A FRIO - PMFsD (Pré-misturado a frio semi-denso) -PMFD (Pré-misturado a frio denso) Mesmas aplicações e restrições do PMFA. Maior trabalhabilidade devido a maior quantidade de finos. Usado com polímeros em camadas porosas de atrito (SAM). Adequado para a utilização como revestimento em rodovias de tráfego médio. Igualmente adequado para trabalhos de remendos superficiais. MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A FRIO As usinas para pré-misturado a frio apresentam uma simplificação muito cômoda que é a inexistência de secadores, pois não há necessidade do aquecimento do agregado. USINA DE PRÉ-MISTURADO A FRIO AREIA-ASFALTO USINADA A FRIO Resulta da mistura de asfaltos diluídos e (de curas rápida e média) ou emulsões asfálticas (de ruptura média e lenta) e agregado miúdo, na presença ou não de material de enchimento, em equipamento apropriado. O produto é espalhado e comprimido a frio. MISTURAS BETUMINOSAS USINADAS A FRIO AREIA-ASFALTO A FRIO Aplicações de AAUF no Ceará (SILVEIRA, 1999)