anotaÇÕes de aula pavimentaÇÃo · - apostila (slides) de pavimentação – prof. mário h. f....

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

    Setor de Tecnologia

    Departamento de Transportes

    ANOTAES DE AULA

    PAVIMENTAO

    Curitiba, Agosto de 2015.

  • Pavimentao TT051

    Prof Daniane Franciesca Vicentini Departamento de Transportes (Bloco V)

    Email: [email protected]

    Apresentao da disciplina:

    O contedo programtico da disciplina apresentado na ementa, disponvel no site. uma disciplina densa (antigamente era ministrada em dois semestres e agora deve ser vista em somente um semestre) e exige muita dedicao por parte do aluno. Os principais objetivos desta disciplina so:

    Conhecer os tipos e usos dos pavimentos rodovirios. Conhecer os materiais que so utilizados em pavimentao, propriedades e aplicao. Noes sobre dosagem Apresentao de alguns mtodos de dimensionamento de pavimentos.

    Requisitos para aprovao na disciplina:

    1. Frequncia: OBRIGATRIA e dar acesso ao exame final (caso necessrio). O aluno poder ter no mximo 14 faltas (ou seja, 7 aulas), e de seu interesse acompanhar seu estado. Atestados aceitos (porm, no abonam faltas, somente no caso de coincidir com o dia da avaliao, dar ao aluno direito de fazer a segunda chamada): B.O., compromisso intransfervel representando a UFPR (representao discente, evento esportivo, congresso), outros conforme anlise. ESTGIO NO DESCULPA PARA FALTAR AULA!!! O atestado/documento dever ser apresentado em at trs dias aps a falta. A chamada ser feita regularmente e poder ser realizada a qualquer momento, durante a aula, a partir dos 15 min. de incio da aula e no ser repetida, portanto, prestar ateno!

    2. Avaliaes: - 1 TE: prova (mdulo terico/conceitual). Data: 05/10/2015. - 2 TE: prova (mdulo prtico/dimensionamento). Data: 27/11/2015. - 2 Chamada: Data: 30/11/2015. - Exame final: composta de uma parte terica e questes prticas. EVITAR!!! As melhores chances para aprovao sero dadas no decorrer da disciplina, se esforcem! Data a ser marcada pela coordenao (prevista entre 08/12/2015 e 11/12/2015).

  • 3. Caracterstica didtico/pedaggica da disciplina:

    Homogeneizao: homogeneizada em termos de contedo (cada professor ministra o mesmo contedo terico-conceitual em sua turma) e no segundo bloco da matria os professores realizaro a troca de turmas para homogeneizao plena.

    Aulas presenciais (quadro e giz, e no site do DTT tem alguns slides para complementar)

    Material audiovisual ficar no site (arquivos), questes de concursos, ENADE e outros para complementar a aula. Na prova podero aparecer questes sobre o material do site! Site: http://quemmandoufazerengenharia.wordpress.com/ , na aba Pavimentao. Contm as seguintes facilidades: fundo preto p/ melhor visualizao em meio digital, porm a impresso realizada automaticamente com fundo branco. Facebook e twiter, email para receber automaticamente as atualizaes, comentrios e crticas (construtivas, sero muito bem vindas!).

    Visitas e palestras tcnicas: LOCAL: ___________________ DATA: _____________ HORRIO: _________ LOCAL: ___________________ DATA: _____________ HORRIO: _________

    4. Bibliografia recomendada:

    - Apostila (slides) de Pavimentao Prof. Mrio H. F. Andrade.

    - Notas de aula.

    - Pavimentao Asfltica. Formao bsica para engenheiros L. Bernucci, L. Motta, J. Ceratti e J. Soares. Programa Asfalto na Universidade Proasfalto, Petrobrs e ABEDA

    - Pavimentao asfltica materiais, projeto e restaurao J. Balbo. Oficina de Textos. 2007.

    - Manual de Tcnicas de Pavimentao W. Seno. Volumes I e II. Editora Pini. 2. Edio. 2001.

    - Principles of Pavement Design E. J. Yoder, M. W. Witczac, 2nd. ed., Wiley. 1975.

    - Mecnica dos pavimentos J. Medina, L. Motta, 3 ed., Ed. Intercincia. 2015.

    - Pavement Analysis and Design Y. Huang, 2 Ed. 2004.

    - Manual de Pavimentao, 2006 DNIT

    - Especificaes de servios e materiais do DNIT

    - Especificaes de servios e materiais do DER-PR

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    1. Introduo:

    PAVIMENTO tem sua origem no latim pavimntum, cujo verbo pavire significa nivelar, aprisionar terra ou pedras para obter uma superfcie que permita a passagem.

    Segundo a NBR 7207/82, que define os termos tcnicos em pavimentao, PAVIMENTO a estrutura construda aps a terraplenagem e destinada, econmica e simultaneamente em seu conjunto a:

    Resistir e distribuir ao subleito os esforos verticais do trfego; Resistir aos esforos horizontais que nela atuam, tornando mais durvel a superfcie de

    rolamento; Melhorar as condies de rolamento quanto comodidade (conforto) e segurana.

    1.1. Histria da pavimentao:

    Ao observarmos a histria da pavimentao, inevitvel falar da histria e da evoluo da prpria humanidade.

    Os primeiros registros so da poca anterior a Cristo, com a inveno da roda. Os povos construam caminhos para conquistar territrios, intercmbio comercial, cultural, religioso, povoamento, urbanismo e desenvolvimento. Destacam-se os povos:

    Egpcios (2600 a 2400 a.C.): para a construo das pirmides, acredita-se que utilizavam uma espcie de tren com lajotas de pedra justapostas que tinham o atrito facilitado (com gua e musgos) para o transporte de cargas.

    (de: http://www.egipto.com.br/segredos-piramides-egito/, em 04/08/14)

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    Romanos ( 300 a.C.): tecnicamente falando, possuam um tipo de sistema avanado (sistema estrutural em camadas, dispositivos de drenagem). Suas estradas no s permanecem at os dias de hoje como os romanos tinham um controle, mapeamento e sinalizao de suas vias por praticamente toda atual Europa, entre outros continentes. Outras civilizaes (a partir de 0 a.C.): na Amrica Latina durante o perodo pr-colombiano, os caminhos Incas (para pedestres e lhamas) interligavam Colmbia, Peru, Chile e Argentina. Tambm se destacaram os franceses, que perceberam que as atividades comerciais estavam diretamente ligadas ao transporte (quanto maior a velocidade, mais benefcios econmicos). No Brasil, os primeiros registros surgem com os Portugueses. China, ndia e sia ( 600 a.C.): pode-se mencionar como exemplo destes povos a Estrada da Seda, prxima ao deserto de Taklimakan, para atividades de comrcio (de seda, ouro, marfim, etc.). Acredita-se que tambm foi utilizada para divulgar a religio budista.

    Era ps-renascentista:

    a) Tressaguet (1716-1796):

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    b) Mac Adam (1756-1836) e Telford (1757-1834): Dentre suas contribuies, destaca-se: - Utilizao do conceito de compactao e estabilizao granulomtrica; - Utilizao, na ltima camada, de materiais mais finos (pedriscos, cascalhos e paraleleppedos); - Este tipo de pavimento/conceito utilizado at hoje, porm, com o advento de veculos motorizados, ocorre a rpida deteriorao.

    Perodo moderno: neste perodo, importantes avanos cientfico/tecnolgicos ocorreram e que influenciaram (e ainda tm influenciado) as caractersticas dos pavimentos atuais. Ex.: - inveno do automvel e praticamente junto com ele, aparece o asfalto industrializado (produto do refinamento do petrleo) - mecnica dos solos - pavimentao - normas - pesquisas Tendncia: na atualidade, as exigncias so cada vez maiores: - maior trfego - maiores solicitaes - maior velocidade - e, como se pode observar, a busca por materiais com qualidade superior, para utilizao em espessuras de pavimento cada vez menores.

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    1.2. A realidade brasileira:

    Apesar de, na atualidade, as exigncias serem cada vez maiores, no Brasil a situao est bem aqum da ideal.

    Desde os anos 60, o governo vem investindo em pavimentos de rodovias. No entanto, preciso mais investimentos. Por exemplo, nos E.U.A. mais de 96% das vias esto pavimentadas, enquanto que no Brasil somente algo mais de 50% de nossas rodovias esto pavimentadas, das quais 73% apresentam sinais de algum tipo de deteriorao (desgaste, fissuras, remendo, afundamento, ondulaes, buracos) ou encontram-se totalmente destrudas.

    Estes dados so alarmantes, tendo em conta ainda que a matriz de transporte de carga brasileira majoritariamente rodoviria (aproximadamente 61%), sendo responsvel por boa parte da economia do pas.

    O Brasil est entre os pases com pior avaliao da infraestrutura de transportes (Pesquisa CNT, 2012), ocupando a 25 posio, dentre os piores em transporte.

    No cenrio internacional, a falta de investimentos em infraestrutura de transportes est tornando o Brasil um pas menos competitivo.

    (de: Pesquisa CNT, 2012 - modificado)

    O Paran o 5 colocado no ranking dos estados brasileiros, dentre os pavimentos considerados em timas condies (estando 54% do total nestas condies).

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    1.3. O pavimento como estrutura:

    O pavimento uma estrutura de alta COMPLEXIDADE, pois seu dimensionamento envolve um sistema de camadas, com um nmero elevado de variveis (diferentes materiais e aes a considerar).

    1.4. Camadas (seo tpica):

    FLEXVEIS RGIDOS

    Onde:

    Revestimento Asfltico (RA): resiste e distribui diretamente os esforos, proporciona rolamento suave e seguro, impermeabilizao. Formado por agregados e materiais betuminosos.

    Base (B): distribui e alivia os esforos, fornecendo suporte estrutural para o revestimento. Podem ser granulares (solo, solo-brita, brita graduada, solo melhorado com cimento e/ou cal) ou coesiva (solo-cimento, solo-cal, solo-asfalto, macadame asfltico, mistura asfltica, etc.).

    Sub-base (SB): correo do SL, complementa a finalidade estrutural da base e previne o bombeamento do material do SL para a base. Nos pavimentos rgidos, tem pouca contribuio estrutural, ajudando a controlar o bombeamento, expanso e a contrao.

    Reforo de SL (Ref.): camada complementar, de espessura constante e qualidade superior ao SL.

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    Sub-leito (SL): o terreno de fundao. Pode necessitar regularizao para corrigir falhas de terraplenagem e poder receber as demais camadas.

    Concreto de Cimento Portland (CCP): desempenha o papel de base e revestimento ao mesmo tempo.

    1.5. Tipos (aspectos estruturais):

    Existem, basicamente, dois tipos principais de pavimentos:

    Aspecto estrutural

    FLEXVEIS (ou pavimentos asflticos)

    RGIDOS (de CCP ou concreto-cimento)

    Conformao Vrias camadas, de diferentes materiais e comportamentos

    Principalmente uma placa de concreto (armado ou no, ou protendido),

    prever juntas

    Distribuio das tenses

    Os esforos se distribuem proporcionalmente rigidez das

    camadas

    A placa de concreto absorve praticamente todas, ou boa parte das

    tenses

    Deformao Todas as camadas se deformam

    de maneira significativa, em regime elstico (at certos limites)

    Pouco deformvel (pois mais rgido)

    Dimensionamento

    A qualidade do subleito importante: dimensionamento comandado pela resistncia do

    subleito

    A qualidade do subleito pouco interfere no comportamento estrutural: dimensionamento comandado pelo

    prprio pavimento

    Distribuio dos deslocamentos ()

    (sob o revestimento

    asfltico e placa de concreto)

    Existem ainda pavimentos que misturam ambos tipos (ou materiais de cada tipo), dando origem aos semi-rgidos (revestimento de camada asfltica e base estabilizada quimicamente com cal e/ou cimento) ou compostos (combinaes usando revestimento asfltico e CCP, entre outros materiais.

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    1.6. Outros aspectos:

    FLEXVEIS RGIDOS

    Aspecto tctil-visual

    Economia

    Poluio (aspecto ambiental)

    Conforto

    Segurana

    Drenagem

    Durabilidade

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    EXERCCIOS:

    1) Elabore grficos atualizados utilizando como fonte a revista digital Pesquisa CNT de Rodovias mais recente ou outras fontes (consideradas confiveis), comparando com os dados mais antigos. Comente a evoluo da situao dos pavimentos brasileiros no cenrio nacional e internacional.

    2) Questo TRT Analista Judicirio espec. Eng. Civil (2012): Considere a seo transversal do pavimento da figura abaixo:

    As camadas da seo transversal indicada so, respectivamente:

  • ANEXO Estruturas tpicas de pavimentos asflticos (Fonte: Pavimentao Asfltica: formao bsica

    para engenheiros - PROASFALTO):

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    2. Estudo dos Agregados:

    2.1. Introduo:

    O agregado mineral forma o esqueleto que suporta e transmite as cargas aplicadas, desempenhando ento, importante funo nas mistura asflticas. O asfalto o agente cimentante que une as partculas do agregado e as mantm em sua posio, a fim de poder transmitir a carga aplicada pelas rodas dos veculos s camadas inferiores.

    Agregados so partculas minerais no-plsticas, geralmente inertes que, combinadas com outros tipos de materiais cimentados (ligantes, aglomerantes) podem formar as camadas que compem o revestimento; ou ainda, de maneira isolada ou combinada, formar as camadas de B, SB ou Ref. Ex.:

    __________________________________________________________________

    Principais funes dos agregados em pavimentao:

    Proporcionar a estabilidade mecnica dos revestimentos; Resistir abraso superficial; Suportar as tenses solicitantes do trfego, transmitindo os esforos s camadas

    inferiores de forma atenuada.

    2.2. Classificao dos agregados:

    2.2.1. Quanto natureza:

    Natural: inclui todas as fontes de ocorrncia natural e so obtidos por processos convenvionais de desmonte, escavao, britagem e dragagem de depsitos continentais, marinhos, esturios e rios. Ex: _________________________________________ _________________________________________________________________

    Artificial: so resduos de processos industriais. Ex.: escria de alto forno, argila calcinada, argila expandida, etc.

    Reciclado: provenientes de reuso de materiais diversos. Em alguns pases j considerado como fonte principal de agregados. Ex.: borracha de pneu, pozolanas artificiais, resduos de construo civil, etc.

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    2.2.2. Quanto ao tamanho:

    Grado: dimenses (dos gros) maiores que 2 mm. Ex.: brita, cascalho, seixo, etc.

    Mido: dimenses (dos gros) maiores que 0,075 mm e menores que 2 mm. Ex.: areia, p de pedra, etc.

    Material de enchimento (fler): material em que pelo menos 65% das partculas menor que 0,075 mm. Ex.: cal hidratada, cimento Portland, etc. O material passante na peneira #200 vem sendo designado como p a fim de distingui-lo do fler.

    OBS.: quanto ao tamanho dos agregados, cabe destacar ainda a seguinte definio, comumente utilizada em pavimentao:

    a) Tamanho mximo do agregado: a menor abertura de malha de peneira pela qual passam 100% das partculas da amostra (terminologia adotada pela AASHTO, ASTM C125, Ceratti 2011, entre outros).

    dos gros

    # 200 # 10

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    2.2.3. Quanto distribuio dos gros:

    Geralmente determinada por peneiramento, em funo da quantidade de material que fica retida em cada peneira, que expressa em porcentagem da massa total da amostra.

    Os tamanhos so normatizados (DNER 035/95) mas, dependendo da especificao, somente alguns sero usados. A peneira de abertura 12,5 mm (no mencionada na norma) muito utilizada em projetos de misturas asflticas.

    A norma DNER-ME 083/98 descreve o procedimento de anlise por peneiramento.

    Na pavimentao, as mais importantes graduaes quanto distribuio dos gros so:

    Densa (dense, well-graded): ou bem graduada, apresenta distribuio granulomtrica contnua, prxima densidade mxima.

    Aberta (open graded): apresenta distribuio granulomtrica contnua, mas com poucos finos (< #0,075 mm), resultando em maior volume de vazios.

    Uniforme (uniformly graded): as partculas apresentam praticamente o mesmo tamanho.

    Descontnua (gap-graded): ou em degrau, apresenta descontinuidade, ou seja, falta de alguma proporo (geralmente na faixa central das graduaes).

    Um material bem graduado deve obedecer curva de Fuller e Thompson:

    = 100 , onde:

    D = dimetro mximo do agregado;

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    d = abertura da peneira;

    p = % passante na # d;

    n = de 0,4 a 0,6 para graduao densa.

    Ex.: Identifique as curvas abaixo quanto distribuio dos gros:

    (Fonte: Pavimentao asfltica formao bsica para engenheiros Bernucci et al.)

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    2.3. Produo dos agregados:

    Para os agregados naturais, as caractersticas mecnicas so determinadas pela rocha de origem. Parte do material extrado no aproveitvel. Para a parte aproveitvel da rocha, o processo de reduo dos tamanhos esquematizado a seguir:

    Os britadores, de um modo geral, envolvem quatro mecanismos: impacto, desgaste por atrito, cisalhamento e compresso. O tipo de rocha a ser processada afetar a escolha do tipo de equipamento de britagem a ser usado.

    FASE 1

    Britagem primria

    FASE 2

    Britagem secundria

    FASE 3

    Britagem terciria

    FASE 4

    Britagem quaternria

    __________________________________________________________________________________________

    __________________________________________________________________________________________

    __________________________________________________________________________________________

    __________________________________________________________________________________________

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    2.4. Caracterizao tecnolgica dos agregados:

    2.4.1. Graduao:

    Cada aplicao definir a distribuio granulomtrica a ser usada.

    2.4.2. Limpeza:

    Deve-se evitar utilizar agregados que contenham um nvel elevado de impurezas, tais como vegetao, argila, p, etc. O ensaio de equivalente de areia (DNER-ME 054/97) quantifica a proporo de argila ou p nas amostras de agregados midos.

    Agita-se energicamente uma amostra de solo numa proveta contendo uma soluo diluda. Aps alguns minutos em repouso, determina-se a relao entre o volume de areia e o de finos que se separam da areia:

    (%) =

    100

    (equivalente de areia)

    Ex.: ___________________________________________________________________

    2.4.3. Resistncia abraso:

    O objetivo do ensaio medir a resistncia do material quebras, degradao e desintegrao. Este ensaio realizado com agregados grados e, quanto mais prximos da superfcie do pavimento, maior deve ser sua resistncia abraso.

    Com esta finalidade, o ensaio conhecido como Abraso Los Angeles (DNER-ME 035/98 para ptreos e DNER-ME 222/94 para sintticos), no qual uma amostra do material colocada dentro de um cilindro com esferas de ao no seu interior, e o cilindro posto a girar. A perda de resistncia dada por:

    (%) = 100 ,

    onde a massa inicial (material retido na # 8) e a massa final (material retido na # 12).

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    2.4.4. Forma dos agregados (DNER-ME 086/94 ou NBR 5564/2014):

    Caracterstica importante para avaliar indiretamente o contato entre gros e a resistncia ao cisalhamento.

    A forma das partculas (agregados grados) determinada pelo ndice de forma (DNER-ME 086/94); usando uma placa de lamelaridade, onde:

    0,5 (condio aceitvel)

    = 0 (completamente lamelar)

    = 1 (completamente cbico)

    Alternativamente, pela NBR 5564/2014 (para lastro ferrovirio) so medidas as dimenses do agregado com um paqumetro.

    2.4.5. Absoro (DNER-ME 081/98):

    Avalia a porosidade do agregado grado. a relao entre a massa de gua absorvida (aps 24 h de imerso) e a massa inicial de material seco.

    (%) = 100 ,

    onde a massa do agregado mido e a massa do agregado seco em estufa.

    2.4.6. Adesividade ao ligante asfltico:

    Quimicamente, o agregado (grado ou mido) prefere a gua ao asfalto. A presena de gua em uma mistura tende a promover seu acmulo na interface agregado-ligante, resultando na separao entre o ligante e a superfcie do agregado. Assim, agregados:

    cidos ou eletronegativos so hidroflicos, mais suscetveis ao da gua. Ex.: granitos, gnaisses, quartzitos.

    Bsicos ou eletropositivos: so hidrofbicos, menos suscetveis ao da gua. Ex.: basaltos, calcrios.

    Diversos ensaios: DNER-ME 078/94, DNER-ME 079/94, Lottman Modificado, etc.

    Pode-se adicionar algum produto a fim de melhorar a adesividade, como por exemplo: ______________________________________________________________________ .

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    2.4.7. Sanidade:

    Este ensaio simula a degradao qumica dos agregados grados quando expostos s condies ambientais no pavimento (intemperismo). No ensaio (DNER-ME 089/94), a perda de massa resultante aps atacar quimicamente o agregado no dever superar 12%.

    2.4.8. Densidade ou massa especfica:

    a relao entre a massa e o volume do agregado. Dependendo da finalidade, pode-se ter:

    a) Massa especfica real:

    = ( )

    b) Massa especfica aparente seca:

    = ( )

    c) Massa especfica efetiva:

    = ( )

    Onde a massa seca do agregado, o volume da parte slida do agregado, o volume dos poros impermeveis, o volume de poros permeveis, volume de poros permeveis que no so preenchidos pelo asfalto.

    Ensaios: (DNER-ME 081/98 para grados e DNER-ME 084/95 para midos).

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    Determinao dos parmetros:

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    EXERCCIOS:

    1) Considere a seguinte graduao e defina qual o tamanho mximo do agregado:

    Malha n: % Passante: 3/4" 100 1/2" 92 3/8 81

    4 59 8 32

    = _____________________.

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    3. Estudo dos Solos:

    3.1. Introduo:

    Ao se considerar um determinado tipo de solo para compor parte da estrutura de um pavimento, uma srie de estudos (preliminares e mais tarde definitivos) e ensaios devero ser efetuados, a fim de se obter a caracterizao fsica e mecnica do material. Deste modo, dependendo de suas caractersticas, o material poder ser utilizado em Rev., B, SB, Ref. ou SL, necessitando ou no adequao ou ainda poder ser desprezado.

    A seguir so apresentados alguns dos ensaios de maior interesse em pavimentao.

    3.2. Resilincia:

    a deformao elstica, recupervel de solos e misturas (asflticas ou no) sob a ao de cargas dinmicas. O mdulo resiliente (MR) obtido no ensaio triaxial dinmico (que simula as condies de trabalho destes materiais).

    = , onde:

    MR o mdulo resiliente (mdulo elstico do ensaio triaxial de carga repetida);

    a tenso desvio, aplicada repetidamente;

    a deformao resiliente (correspondente a um nmero particular de repetio da tenso desvio).

    Princpio do ensaio (por superposio de efeitos):

    Confinamento: Trfego: Soma:

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    Ensaio de fadiga com carga semi-senoidal (com controle de carga):

    Onde:

    =

    Normativa de ensaio: DNIT 134/2010-ME, errata com correo de valores de d.

    3.3. California Bearing Ratio (CBR de Porter, 1929):

    Tradicionalmente, o ndice de Suporte Califrnia (ISC, em portugus) a base para o dimensionamento de pavimentos flexveis. muito utilizado para estimar a resistncia, no somente de solos compactados (visando sua utilizao nas camadas do pavimento), como tambm da maioria dos materiais utilizados na pavimentao (agregados ou misturas).

    Os materiais so classificados (em porcentagem) em termos da resistncia obtida no ensaio, sendo:

    100% ( . )

    0% ( . )

    Deste modo, a resistncia mecnica (ou capacidade de suporte) foi relacionada (empiricamente) com o desempenho das estruturas, originando os Mtodos de Dimensionamento CBR e o DNER, que fixam espessuras mnimas para as camadas de modo a limitar as tenses que chegam ao SL e proteg-lo da ruptura. O ensaio definido por:

    (%) = ,

    , . 100 ( 0,1")

    Deslocamento (mm)

    N (ciclos)

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    Sendo * o material em questo, passante na #3/4, compactado com massa especfica e umidade que ser utilizada no projeto. As presses do ensaio so as necessrias para produzir penetrao do pisto nos valores de 2,54 mm e 5,08 mm, com os corpos-de-prova imersos, previamente, durante 4 dias.

    Curva presso-penetrao:

    Sendo o CBR adotado, o maior dentre os dois valores (CBR1 ou CBR2).

    A expanso (e, em %) nos corpos de prova determinada juntamente com o ensaio do CBR, aps 4 dias submerso. o aumento (em %) sofrido pelo corpo de prova, com relao s dimenses iniciais. Aps seu valor ser determinado, pode-se realizar efetivamente o ensaio CBR (penetrao).

    Algumas consideraes:

    O ensaio CBR pode ser realizado tanto em campo quanto em laboratrio e o MR pode ser obtido somente em laboratrio (a fadiga). Para este ltimo, h somente uns poucos laboratrios habilitados, dando margem utilizao de frmulas de correlao.

    De um mesmo ensaio saem dois parmetros importantes: CBR(%) e e(%).

    A fim de se evitar deformao excessiva, estipulam-se valores admissveis de expanso axial para as camadas: B: e 0,5% SB, Ref.: e 1% SL: e 2%

    Cabe o bom senso e critrio do engenheiro ao ensaiar amostras: procurar entender o fenmeno que o ensaio tenta reproduzir. Considerar o caso de alterar algumas condies do ensaio, por ex.: solo no serto nordestino com probabilidade remota de chuva por 4 dias seguidos, ou subida do nvel fretico (talvez deveria se considerar realizar o ensaio sem imerso). Cabe ao engenheiro a deciso final, e seus atos devero estar justificados (ainda mais quando no seguir as normas!).

    presso (Kgf/cm2)

    Penetrao (mm)

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    Mais tarde veremos como obter o MR em campo (Viga Benkelman, FWD), na parte de restaurao de pavimentos. O ensaio de cargas repetidas se aplica tanto a solos quanto a materiais de pavimentao. Normativa de ensaio: DNER-ME 049/94.

    ANEXO

    CBR das camadas:

    (de: Porter 1942, pavementinteractive.org)

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    3.4. Solos Tropicais:

    Estes solos surgem da evoluo de outros solos em clima quente com chuvas moderadas a intensas, resultado da lixiviao de minerais de ferro e alumnio, principalmente. So solos finos (argilosos ou arenosos) que apresentam plasticidade relativamente elevada e expansividade em presena de gua.

    Na dcada de 50, percebeu-se que estes solos apresentavam CBR elevado, e sua primeira aplicao em pavimentao foi no estado de So Paulo, como Ref. de SL. Mais tarde foi utilizado como base (argila latertica compactada), protegida por todos os lados por uma pintura betuminosa e que obteve um desempenho excelente (durante cerca de vinte anos).

    Geralmente:

    Solos finos = plasticidade, permeabilidade, deformabilidade, expanso com gua e resistncia.

    Solos finos laterticos = plasticidade, permeabilidade deformabilidade, expanso com gua e resistncia.

    Foram realizados mais estudos e em 1977 Utiyama e outros pesquisadores publicaram, na revista do DER, um estudo sobre pavimentos econmicos utilizando este tipo de solo.

    Em 1982 Nogami e Villibor propuseram um critrio para seleo destes solos a fim de utiliz-los como base de pavimentos. Este procedimento utilizado at os dias de hoje, como se ver a seguir.

    3.5. Classificao de solos:

    3.5.1. Classificao MCT:

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    Algumas restries para o uso deste tipo de solo (segundo Nogami e Villibor, 1995):

    N 5.106 solicitaes de eixo padro; Passar integralmente na peneira de 2 mm de abertura (DNIT 098/2007-ES); Mini-CBR sem imerso 40% Perda de suporte (resistncia) por imerso < 50%; hB 15 cm; observar umidade, compactao so muito importantes! Aplicar imprimadura/camada impermeabilizante sobre o revestimento para proteger

    (inclusive nos cortes laterais)

    Algumas recomendaes construtivas (segundo Nogami e Villibor, 1995):

    Instruo normativa: DNER-CLA 259/96

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    3.5.2. Classificao segundo a TRB (antiga HRB/AASHTO):

    Considera parmetros (granulometria, limites de consistncia e ndice de grupo) que no avaliam corretamente os solos brasileiros.

    Classifica os solos de A-1 a A-7, dividindo-os em dois grandes grupos: Granulares (A-1, A-2 e A-3) e Silto-Argilosos (finos, de A-4 aA-7).

    Plasticidade: em solos finos ou coesivos, a propriedade de poder ser moldados (deformaes permanentes sem ruptura ou fissuramento) sob certas condies de humidade.

    LL e IP: so os limites de Atterberg.

    ndice de Grupo (IG): parmetro que define a capacidade de suporte do terreno de fundao de um pavimento em funo da classificao (TRB).

    = ( , , % #200), sendo: = 0 = 20

    = 0,2 + 0,005 + 0,01

    Onde: = % #200 35% ( 0 40%)

    = % #200 15% ( 0 40%)

    = 40% ( 0 20%)

    = 10% ( 0 20%)

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    (Fonte: Manual de Pavimentao DNIT IPR 719)

    3.5.3. Classificao segundo o Sistema Unificado de Classificao (SUCS):

    Baseia-se na identificao dos solos de acordo com sua textura, granulometria e plasticidade.

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    3.5.4. Classificao segundo a Resilincia:

    A partir de estudos com base na mecnica dos pavimentos, realizados por Pinto e Preussler (1976), esta classificao permite relacionar os solos e materiais quanto ao seu comportamento mecnico e deformabilidade.

    Para materiais granulares:

    Onde as retas que definem o modelo para os grupos A, B e C, so dadas por:

    = .

    Os parmetros e so os parmetros de resilincia determinados a partir do ensaio triaxial de carregamento repetido sob a tenso de confinamento .

    Para solos finos (coesivos):

    Onde as retas que definem o modelo para os grupos A, B e C, so dadas por:

    = +( )

    Os parmetros , , e so os parmetros de resilincia determinados a partir do ensaio triaxial de carregamento repetido sob a tenso desvio .

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    Quadro comparativo entre as classificaes:

    Existem ainda outros sistemas de classificao, mas que no sero objeto de estudo nesta disciplina.

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    EXERCCIOS:

    1) Calcular o ndice de grupo (IG) e classificar os materiais quanto classificao TRB, sendo dados:

    a) LL = 67% %passante #200 = 85% LP = 31%

    b) LL = 62% %passante #200 = 52% LP = 44%

    c) LL = 34% %passante #200 = 28% LP = 26%

    d) LL = NL IP = NP %passante #10 = 43% %passante #40 = 26% %passante #200 = 17%

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    4. Estabilizao de solos e agregados:

    4.1. Introduo:

    Quando um material no atende aos requisitos tcnicos (fsico, qumico ou mecnico) para sua utilizao como camada de pavimento, pode-se tentar melhorar suas caractersticas deficientes antes de desprez-lo. Este processo conhecido como estabilizao, e pode ser:

    4.2. Tipos de estabilizao:

    4.2.1. Estabilizao granulomtrica:

    Consiste no emprego de um ou mais materiais a fim de corrigir a curva granulomtrica requerida. O processo para esta correo envolve muitas variveis (resistncia mecnica dos agregados, composio mineral, a prpria distribuio granulomtrica, propriedades do material e compactao).

    Alguns procedimentos (para dosagem da estabilizao):

    a) Tentativa e erro: A partir da curva granulomtrica disponvel e da faixa granulomtrica especificada, feita uma primeira estimativa das porcentagens a serem usadas de cada material, baseando-se na experincia ou visualizao grfica da granulometria dos materiais disponveis. O ponto de partida identificar peneiras crticas.

    b) Mtodo algbrico: O projeto de misturas deve considerar o nmero de materiais a serem misturados e as tolerncias das especificaes a serem atendidas. Como as especificaes so feitas para vrios intervalos de dimetro de gros, e como esses intervalos so quase sempre em nmero superior ao nmero de materiais disponveis para a mistura, o projeto de misturas recai na resoluo de sistemas com mais equaes do que incgnitas. Entretanto, trabalha-se com uma faixa de valores, de modo que o problema resolvido algebricamente, por partes.

    c) Mtodo grfico de Rothfucks: Consiste em calcular uma curva granulomtrica mdia da especificao que se pretende utilizar e represent-la graficamente como uma diagonal de um retngulo. Realizam-se sucessivos ajustes de forma que a interseo das linhas utilizadas no ajuste forneam as quantidades (em %) equivalente de cada material.

    4.2.2. Estabilizao qumica:

    Consiste na melhoria das propriedades do solo, baseando-se em suas caractersticas fsico-qumicas. Exige um controle tecnolgico maior. Materiais frequentemente utilizados:

    a) Cimento: Principal funo aumentar a coeso e rigidez em relao ao material de origem, aumentando a resistncia compresso e trao.

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    b) Cal: Utiliza-se a cal com as mesmas finalidades que o cimento, porm apresenta um perodo muito maior de cura.

    c) Asfalto: Confere um aumento da resistncia compresso e trao, com relao ao material de origem.

    4.3. Exemplos de materiais estabilizados:

    Estabilizao Granulomtrica

    - SEG - BGS - BC - Solo-brita - SAFL

    Estabilizao com asfalto:

    - S. Bet. - M. Bet.

    Estabilizao com cimento: - BGTC - CCR - S. Cim.

    Estabilizao com cal: - S. Cal

    Macadames:

    - M. H. - M. S.

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    EXERCCIOS:

    1) Para as curvas granulomtricas dos materiais das curvas A e B abaixo, identificar:

    a) do agregado;

    b) Tipo de material quanto ao tamanho e distribuio dos gros;

    c) Propor uma estabilizao granulomtrica usando os materiais A e B para uma curva contnua.

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    5. Materiais betuminosos:

    5.1. Introduo:

    Materiais betuminosos so substncias (hidrocarbonetos, H C) lquidas, inflamveis, com alta viscosidade e colorao escura, com propriedades ligantes. Popularmente so conhecidas como piche.

    H registros histricos de que foram utilizados na Mesopotmia, Roma, Grcia, entre outros; como impermeabilizante, combustvel (_______________, ____________), etc.

    J o petrleo um composto de natureza orgnica (hidrocarbonetos complexos), que formado pela ao de bactrias anaerbicas sobre os organismos do plncton marinho e da ao combinada de presso e temperatura.

    A grande revoluo do petrleo ocorreu com a inveno dos motores de combusto interna e a produo de automveis em grande escala, que deram gasolina uma utilidade mais nobre.

    Atualmente a demanda por petrleo muito grande, e as possibilidades de crises internacionais pela busca deste produto tambm.

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    5.2. Tipos/classificao:

    a) Alcatro: produto da queima ou destilao (refinamento) destrutiva do carvo, madeira, etc. Seu uso j praticamente extinto na pavimentao desde que se determinou o seu poder cancergeno, alm de baixa qualidade para uso em pavimentao e pouca homogeneidade.

    b) Asfalto natural: leo de petrleo que aflora na superfcie terrestre e que, pela ao do sol e vento destilado naturalmente. Ex.: lagos de asfalto (Trinidad), rochas e areias, etc.

    c) Asfalto de petrleo: um produto da destilao do petrleo, de propriedades termo-viscoelsticas. Alm de ser impermevel e pouco reativo, une os agregados e permite a flexibilidade. Esto sujeitos oxidao lenta, levando-o a um processo de envelhecimento, em contato com o ar e a gua. O principal processo de obteno feito a partir da extrao do petrleo bruto da jazida e transporte para uma cmara. Em seguida, aquecido a aprox. 600C. Uma parte do produto evapora e conduzida outra cmara (torre de fracionamento ou coluna de destilao), onde submetido a incrementos de temperatura gradativos. Ao alcanar as bandejas superiores (mais frias), as partculas se condensam, ficando retidas em um compartimento separado. Deste modo h um fracionamento seletivo, dependendo da aplicao final do produto. Para obter outros subprodutos de asfalto, o processo ligeiramente diferente ao longo de algumas destas etapas, mas de um modo geral, o processo de obteno do asfalto pode ser esquematizado da seguinte forma:

    Mat. Betuminosos

    Asfalto Natural

    Asfalto de Petrleo

    Alcatro

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    c.1) Cimento Asfltico de Petrleo (CAP): o produto formado a partir do resduo do refinamento do petrleo cru (ou bruto). Este material praticamente a base para todos os outros subprodutos derivados de petrleo que so utilizados em pavimentao. Possui grande quantidade de betume (hidrocarbonetos no volteis pesados), colorao negra ou marrom escuro, sendo muito viscoso, de propriedades ligantes e de consistncia slida a semi-slida em temperatura ambiente. Material termoplstico, de comportamento reolgico complexo, dependente da temperatura, que com o intemperismo se altera, perdendo suas propriedades iniciais, tornando-se mais viscoso e frgil. Alguns elementos esto presentes em sua composio, como:

    - enxofre

    - nitrognio

    - oxignio

    - hidrocarbonetos

    - asfaltenos (entre 20 e 30%)

    - maltenos

    Este material bastante suscetvel oxidao (envelhecimento), devido principalmente ao intemperismo que afeta as propriedades dos _____________, com o passar do tempo.

    Aplicaes:

    - alifticos

    - aromticos

    Misturas quente

    Tratamento Superficial

    Macadame Betuminoso

    PMQ

    AA (areia-asfalto)

    CBUQ

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    c.2) Asfalto Diludo (ADP): obtido a partir do CAP e da adio e mistura de solventes. A vantagem em se utilizar este produto, que, ao ser exposto s condies ambientais, os solventes se evaporam, restando somente o CAP. Por apresentarem menor viscosidade, podem ser aplicados em condies de baixas temperaturas (e, portanto, reduzindo a necessidade de aquecimento demorado). Podem ser de trs tipos:

    Cura rpida (CR): cujo solvente a nafta Cura mdia (CM): cujo solvente a querosene Cura lenta (CL): cujo solvente leo combustvel (este tipo no utilizado no

    Brasil)

    Aplicaes:

    - Imprimao

    - Utilizado como pintura de ligao e tratamentos superficiais

    c.3) Emulso Asfltica (EMA): produzida a partir do CAP ou ADP com a adio de gua e agente emulsificante, separando a composio em duas fases:

    Dispersa (com aproximadamente 55% de asfalto) Dispersante (contendo gua)

    A ruptura caracterizada pela mudana de cor:

    As EMAs podem ser:

    De Ruptura Rpida (RR) De Ruptura Mdia (RM) De Ruptura Lenta (RL) Lama Asfltica (LA)

    Aplicaes:

    - Utilizao a frio e com agregados midos

    - Estocagem

    - Velocidade de ruptura depende do tipo e teor de emulsificante

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    c.4) Asfalto Modificado com Polmero (AMP): nestes materiais, so adicionados polmeros a fim de melhorar as propriedades em fadiga, bem como diminuir a deformao permanente, fissuras trmicas e ainda reciclar materiais da indstria. Ex.: SBS, SBR, EVA, borracha moda de pneus, etc.

    5.3. Lei de comportamento visco-elstica:

    Os asfaltos exibem deformao dependente do tempo. Seu modelo reolgico representado por um conjunto de molas e mbolos dispostos em srie (modelo de Maxwell), paralelo (modelo de Kelvin) ou vrios destes modelos acionados simultaneamente (modelo generalizado/Maxwell generalizado):

    Modelo de Maxwell Modelo de Kelvin Modelo generalizado/Maxwell generalizado

    Sugestes de uso para os ligantes betuminosos em pavimentao:

    Servio: Ligante Imprimao CM-30, CM-70

    Pintura de Ligao

    RR-1C, RR-2C, RM-1C, RM-2C, RL-1C

    Tratamento Superficial CAP-7, CAP-150/200, RR-2C, RR-1C, RR-2, RR-1

    Macadame Betuminoso CAP-7, CAP-85/100, RR-2C, RR-1C, RR-2, RR-1

    Pr-misturado a Frio

    RM-2C, RM-1C, RM-2, RM-1, RL-1C, RL-1

    Concreto Betuminoso Usinado a Quente, Pr-misturado a Quente e Areia Asfalto a Quente

    CAP-30/45, CAP-50/70, CAP-85/100, CAP-20, CAP-40

    Lama Asfltica LA-1C, LA-2C, LA-1, LA-2, LA-E

    Solo Betume RL-1C, LA-1C, LA-2C

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    5.4. Propriedades fsicas do asfalto (principais ensaios):

    As propriedades do asfalto variam muito conforme a temperatura e o tempo de aplicao de carga (comportamento viscoelstico), portanto os ensaios devem definir estas condies a fim de se obter parmetros comparveis. Alguns dos principais ensaios que devem ser realizados em asfaltos so apresentados a seguir:

    5.4.1. Penetrao:

    Este ensaio avalia a consistncia do asfalto em temperatura ambiente, que definida pela profundidade (em mm/10) em que uma agulha-padro penetra, verticalmente, uma amostra de CAP, durante 5 s.

    Ex.: CAP 30/45

    CAP 50/70

    CAP 85/100

    CAP 150/200

    Normativa de ensaio: ABNT NBR 6576/98.

    5.4.2. Viscosidade:

    Este ensaio avalia a consistncia do asfalto sob vrias temperaturas (curva).

    5.4.2.1. Viscosidade Absoluta:

    Permite obter a curva de viscosidade de uma mesma amostra. O ensaio avalia o tempo necessrio para uma amostra fluir pela ao do vcuo. Unidade: 1 = 1 = 0,1 . Ex.: CAP-7, CAP-20, CAP-40

    Normativa de ensaio: ABNT NBR 15184.

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    5.4.2.2. Viscosidade Saybolt-FUROL:

    Fornece uma medida emprica da viscosidade, que pode ser reproduzida em campo. definida pelo tempo (em segundos, denomidado SSF) necessrio para que o asfalto flua de um orifcio at encher um recipiente de 60 ml, na temperatura fixada (177C, 135C e 60C geralmente).

    Onde: TE a temperatura de espalhamento da mistura asfltica =

    TCAP a temperatura de aquecimento do CAP =

    TAG a temperatura de aquecimento dos agregados.

    Normativa de ensaio: ABNT NBR 14950/2003.

    5.4.3. Ponto de amolecimento:

    Permite obter (empiricamente) a temperatura na qual o asfalto amolece quando aquecido, atingindo uma determinada condio de escoamento. Conhecido como o ensaio do anel e da bola.

    Normativa de ensaio: ABNT NBR 6560/2000.

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    5.4.4. Ponto de fulgor:

    Este ensaio visa a segurana durante o manuseio, transporte, estocagem e usinagem do asfalto. a temperatura na qual os vapores do material se inflamam (geralmente a partir de 230C), por contato com uma chama padronizada, provocando um lampejo durante o ensaio.

    Normativa de ensaio: ABNT NBR 11341/2004.

    5.4.5. Outros ensaios:

    Exemplos de outros ensaios: solubilidade (grau de pureza, teor de asfalto), durabilidade (efeito do calor e do ar), ndice de suscetibilidade trmica (sensibilidade da consistncia dos ligantes asflticos variao trmica), viscosidade Brookfield (viscosmetro rotacional), ductilidade, recuperao elstica, etc.

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    EXERCCIOS:

    1) Em um laboratrio de tecnologia em pavimentao foram realizados vrios ensaios para caracterizao deste material e avaliar seu potencial para compor uma mistura asfltica. No ensaio de penetrao de uma amostra de 100 g de ligante asfltico foi ensaiada a temperatura constante de 25C. Foram obtidos os seguintes valores:

    1 Medio (0,1 mm) 2 Medio (0,1 mm) 3 Medio (0,1 mm) 48 49,5 52

    Para esta amostra, calcule a penetrao e, em funo deste parmetro, defina o tipo de material ensaiado:

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    ANEXOS:

    Ex. de tabelas da ANP contendo especificaes de ligantes asflticos (Fonte: Pavimentao Asfltica: formao bsica para engenheiros - PROASFALTO):

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    6. Bases e Sub-bases:

    6.1. Introduo:

    Os materiais empregados em B e/ou SB frequentemente necessitam estabilizao para sua utilizao como camada em pavimentos. Sua principal funo resistir e distribuir os esforos verticais oriundos do trfego. As camadas podem ser ento classificadas em:

    a) Flexveis: quando ocorre a estabilizao granulomtrica, com asfalto ou tipo macadame. b) Rgidas: quando ocorre a estabilizao com cimento ou cal.

    A estabilizao de uma camada necessria sempre que se deseja torna-la mais estvel. De acordo sua natureza e comportamento, os materiais podem ser:

    Granulares e solos: cuja principal funo resistir aos esforos de compresso (C). Materiais com adio de asfaltos: cuja principal funo aumentar a resistncia C e

    trao (T), com relao ao material de origem. Materiais com cal ou cimento: cuja principal funo aumentar a coeso e rigidez,

    resistncia T e C, com relao ao material de origem.

    6.2. Especificaes dos materiais:

    6.2.1. Camadas flexveis:

    Para sua utilizao como B e SB, bem como nas demais camadas de pavimentos, os materiais devero atender s especificaes vigentes. Abaixo so apresentadas as principais exigncias gerais, para pavimentos flexveis (Fonte: DNIT IPR-719, 2006):

    B - Composio granulomtrica em faixas

    especficas (de A a F), em funo do trfego;

    - (%) Passante na #200 < 2/3 da (%) Passante

    na #40;

    - Perda LA do material retido na #10 50%

    - 25% (ou > 30%)

    - 6% (ou > 30%)

    - 80% > 5. 106

    60% 5. 106

    - 0,5%

    SB - = 0

    - 20%

    - 1%

    Ref - >

    - 1%

    SL - 2%

    - 2%

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    6.2.2. Camadas rgidas:

    Neste caso, cada material tem sua especificao particularizada. Ex.:

    a) Brita graduada tratada com cimento (BGTC): Nesta mistura, utiliza-se o mesmo material da BGS, porm com 3 a 5 % (em peso) de cimento e gua. dosada em usina e aplicada de preferncia por vibroacabadora. Aps compactao, deve-se executar uma pintura de ligao (com EMA) a fim de permitir a cura adequada da camada (7 dias, pelo menos). Ex. de normativa: DER/PR ES-P 16/05.

    b) Solo-cimento e solo tratado com cimento: Nesta mistura, o solo deve atender a granulometria especfica e o material dosado de preferncia em usina. Ex. de normativa: DER/PR ES-P 11/05. Segundo esta especificao em particular, no ensaio compresso simples aos sete dias, a mistura dever ter:

    Solo tratado (ou melhorado) com cimento: mistura onde utiliza-se at 3% (em massa) de cimento. Para SB dever ter 1,2 2,1 e para B 1,5

    2,1 . Solo-cimento: mistura na qual emprega-se 5% ou mais de cimento. Para SB ou

    B dever ter > 2,1 .

    O processo de cura similar ao da BGTC (pelo menos 7 dias, com a aplicao de emulso).

    c) Solo-cal: So utilizados com os mesmos objetivos do solo-cimento (enrijecimento, reduo da plasticidade, reduo da expanso), mas com um perodo maior de cura. O teor deve variar aproximadamente entre 4 a 10% em massa.

    6.3. Execuo:

    Os procedimentos variam de acordo com os materiais que sero empregados, e para cada um destes, deve-se buscar as especificaes que detalham os servios relacionados. Nestas especificaes, os equipamentos para execuo e transporte so indicados, por ex.: caminho, rolo-compressor, motoniveladora, grade de discos, caminho-tanque, etc.

    Os materiais podero ser misturados no local ou previamente, em usina, j vindos prontos para a aplicao.

    Aps a compactao, pode ser necessria a regularizao com a motoniveladora (em operao de corte somente).

    Finalmente, caso seja necessrio, pode-se aplicar a _________________________ .

    Para maiores detalhes, tanto quanto s questes de especificaes sobre os materiais e execuo para os diversos tipos de camadas, consultar tambm as normas e especificaes de servio (por exemplo, as disponveis em: http://www1.dnit.gov.br/normas/).

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    EXERCCIOS:

    1) Dadas as propriedades de um solo:

    Passante na #200 = 85% LL = 67% LP = 31% e = 1,2% CBR = 5% mx = 0,6 mm

    Avalie a possibilidade de se utilizar diretamente este material como camada(s) de pavimentos

    flexveis. Em quais camadas sua aplicao direta seria possvel? Caso no seja possvel seu uso

    direto, proponha uma alternativa.

    2) Conhecidas as propriedades de um material, juntamente com a curva presso-penetrao, determine se o mesmo poder ser utilizado diretamente em camadas de pavimentos e, caso no seja possvel, proponha as medidas necessrias para sua aplicao:

    Passante na #200 = 28% LL = 34% LP = 26% e = 0,8% mx = 2 mm (#10)

    Dados do material padronizado:

    Penetrao (mm)

    Presso padro (Mpa)

    2,54 5,08

    6,90 10,35

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    7. Revestimentos:

    7.1. Introduo:

    Dentre as vrias camadas que formam a estrutura de um pavimento, o revestimento a que se destina a receber a carga dos veculos e a ao direta do clima. Portanto, de acordo com o trfego previsto e o clima, dever atender a vrios requisitos tcnicos como: ________________________________, ___________________________________________, ________________________________, __________________________________________, ________________________________, ________________________________________ e ________________________________.

    7.2. Tipos:

    7.2.1. Rgidos:

    So placas de concreto, o que em realidade constitui o pavimento rgido, desempenhando o papel de Rev e B ao mesmo tempo. Ex.: concreto compactado com rolo (CCR), concreto vibrado (concreto simples, com barras de transferncia, com armadura contnua ou descontnua, etc.).

    7.2.2. Flexveis:

    Podem ser agrupados em duas outras categorias:

    7.2.2.1. Para calamento:

    Conhecidos como pavimentos drenantes, pois assentados sobre uma base de solo ou areia (colcho drenante), permitem que a gua da chuva escoe (com o projeto de drenagem adequado) para bueiros e galerias, evitando alagamentos. Ex.: alvenaria polidrica, paraleleppedos, blockrets, blocos intertravados (pavers).

    7.2.2.2. Flexveis betuminosos:

    So formados pela associao entre agregados e ligantes betuminosos. Os materiais mais adequados variam em funo do trfego.

    Basicamente, podero ser aplicados por meio de dois procedimentos distintos:

    a) Por penetrao: quando os ligantes asflticos e agregados so aplicados diretamente na pista, sem mistura prvia.

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    Direta:

    Invertida ou Tratamentos Superficiais (TS): - TSS: - TSD: - TST:

    b) Misturas: quando os materiais so misturados previamente compactao. Devero possuir as seguintes propriedades:

    Resistncia a esforos verticais e de cisalhamento

    Resistncia flexo, fadiga e acomodao a pequenos recalques

    Resistncia ao envelhecimento (oxidao do ligante), intemprie e abraso dos agregados

    Textura que proporcione a aderncia, mesmo na incidncia de chuvas

    Evitar, tanto quanto seja possvel, a infiltrao de gua e humidade

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    A quente: so misturadas em usinas (fixas ou mveis) e aplicadas na pista, com temperatura variando entre 120C e 170C. Ex.: CA ou CBUQ (_______________________), CPA (________________________), SMA (____________________) e PMQ (__________________________________).

    - CA ou CBUQ: mistura bem distribuda (com a adio de CAP), formando um material de elevada capacidade de suporte. o mais utilizado em todo o mundo, e a mais resistente dentre as demais.

    - CPA: camada porosa de atrito, tambm conhecida como mistura asfltica (ou concreto asfltico) drenante. Aplicaes: aeroportos (ex.: Santos Dumont), rodovias, etc. Principais vantagens: maior segurana, maior aderncia pneu/pavimento, reduo do efeito spray, rudo e aquaplanagem.

    - SMA: stone matrix asphalt, com agregados de gros de maiores dimenses preponderando sobre os de dimenses intermedirias. Aplicaes: uso em ptio de portos, aeroportos, autdromos, etc. Vantagens: boa resistncia derrapagem, reduo do spray e rudo, maior durabilidade, entre outros. Para trfego pesado em geral.

    - PMQ: pr-misturado a quente, que consiste em mistura de CAP e agregados, podendo ser empregado para regularizao, camada de ligao, ou com adio de polmeros. Possui funes similares s da CPA, com alta porcentagem de vazios.

    A frio: misturadas em usina (fixa ou mvel), porm usando EMA como ligante. - PMF: pr-misturado a frio, com granulometria de agregados que pode ser densa, semidensa ou aberta. A principal vantagem que no necessrio aquecer agregados e ligantes. Seu uso geralmente restrito a vias de baixo volume de trfego.

    De um modo geral, a escolha do tipo de Rev. Betuminoso flexvel depender das caractersticas do trfego. Recomendaes gerais:

    - Para trfego leve:

    < 5 Caractersticas: no aumentam de forma significativa a resistncia da estrutura, e sua principal funo proteger as outras camadas do desgaste e impermeabilizar sem grandes custos (aspecto econmico).

    - por penetrao (TS)

    - por mistura (PMF, CBUQ)

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    - Para trfego pesado:

    5 < 15 Caractersticas: contribuio significativa para a resistncia mecnica e suporte.

    7.3. Execuo:

    Logicamente, a execuo do revestimento depender do tipo de material e aplicao. Por exemplo, na famlia dos Tratamentos Superficiais por penetrao, temos:

    Macadame betuminoso: aps a B e imprimao, aplicar os agregados, material betuminoso e compactar. Equipamentos necessrios: caminho com agregados grados, motoniveladora, caminho distribuidor de agregados e asfalto (ou com lana), rolo compactador (de pneus desejvel, para o revestimento).

    Tratamentos Superficiais: se aplicam principalmente a pavimentos novos com trfego leve a mdio, acostamentos e conservao. Aplicar o ligante e em seguida os agregados (a superfcie prvia dever estar limpa, seno deve-se varrer para prepar-la). Equipamentos: caminho distribuidor de asfalto, caminho distribuidor de agregados e compactao com rolo. Repetir, no caso de tratamentos mltiplos. Aplicar em dias secos, com temperatura superior a 10C. Ligantes, conforme o caso, devero ser aquecidos.

    Capa selante por penetrao: espalhamento de ligante betuminoso (com ou sem cobertura de agregado mido) para a selagem de um revestimento betuminoso. Espessura 5 mm.

    Antip: tratamento superficial primrio por penetrao, de baixo custo, para o controle de poeira de estradas de terra ou revestimento primrio, por espalhamento do ligante betuminoso de baixa viscolidade (com ou sem cobertura de agregado mido).

    7.4. Produo das misturas a quente:

    A mistura entre agregados e o ligante realizada em usinas e depois transportada (por caminho) ao local da obra, onde lanada por equipamento apropriado (vibroacabadora). Em seguida compactada conforme especificao.

    As usinas onde so produzidas podem ser:

    - Descontnuas: chamadas tambm gravimtricas, produzem quantidades unitrias de misturas;

    - Contnuas: produzem mistura de forma contnua. Ex.: drum-mixer.

    Na etapa de produo esto envolvidas as operaes de: estocagem, alimentao a frio e secagem dos agregados, aquecimento dos agregados para preparao da mistura, controle e coleta de p, alimentao e mistura do ligante com os agregados aquecidos, estocagem, distribuio e pesagem das misturas.

    - por mistura (PMQ, CBUQ)

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    EXERCCIOS:

    1) Complete o quadro-resumo abaixo, com os tipos de revestimentos e misturas apresentados em aula.

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    8. Projeto de dosagem de misturas asflticas:

    8.1. Introduo:

    A dosagem de misturas asflticas consiste na busca, atravs de procedimentos experimentais, de um teor timo de ligante, a partir de uma determinada faixa granulomtrica para os agregados. Existem vrios mtodos: Hubbard-Field, Triaxial de Schmidt, Hveen, Marshall, Superpave entre outros, dependendo do tipo de ligante empregado.

    8.2. Tipos:

    8.2.1. Mtodo Marshall (DNER-ME 043/95):

    Concebido durante a 2 Guerra Mundial para projetar pistas de aeronaves militares. Este mtodo utilizado para misturas asflticas a quente (CAP + agregados), para misturas densas (para as demais o processo similar, considerando obviamente as respectivas particularidades).

    Etapas:

    1) Determinao da granulometria dos agregados;

    2) Determinao das massas especficas reais dos agregados;

    3) Escolha da faixa granulomtrica a ser utilizada, compatvel com o objetivo da mistura:

    4) Determinao da mistura de agregados + fler que satisfaa a faixa desejada (exerccio em anexo).

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    5) Com o ligante, realiza-se ensaio de viscosidade (absoluta Brookfield ou Saybolt-Furol) para determinao das temperaturas de mistura e compactao. Ex.:

    6) Adotam-se 5 teores de asfalto (T, T0,5% e T1%) para moldagem de 15 corpos de prova (3 para cada teor) e ensaio.

    7) Aps resfriamento e desmoldagem dos corpos de prova, obtm-se as dimenses dos mesmos e so determinadas, para cada um as massas especifica real, aparente, seca, submersa.

    8) Realiza-se um ajuste com cada teor de asfalto e os percentuais dos agregados, ou seja: . Usando os parmetros do item anterior e os teores de asfalto, obtm-se a densidade mxima terica da mistura (DMT).

    9) Aps a obteno dos parmetros volumtricos, os corpos de prova so ensaiados na prensa Marshall ( compresso), onde se obtm os parmetros estabilidade (em Kgf ou N) e fluncia (em mm) para os distintos teores de mistura.

    10) Com todos os parmetros volumtricos e mecnicos determinados, so traadas 6 curvas (onde os teores de asfalto so representados no eixo das abscissas) para definio do teor de projeto.

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    11) Os grficos devem ser comparados com os valores limites dados pelas especificaes (ex. DNIT-ES 031/2004). Mediante anlise, o procedimento para escolha do teor timo varivel, de acordo com o projetista (Pavimentao Asfltica Formao bsica para Engenheiros PROASFALTO diversos autores). Um procedimento poderia ser, por exemplo, analisar somente dois parmetros (Vv e RBV).

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    EXERCCIOS:

    1) Adequar os agregados disponveis (indicados na tabela abaixo, em termos de material retido), cuja composio final dever atender faixa C do DNIT 031/2006-ES. Em seguida, dosar a composio com um concreto asfltico, considerando os teores de 4,5%, 5% e 5,5% de CAP 50-70:

    Brita = 26% Brita 3/8 = 20% Pedrisco + P = 40% Areia = 13% Fler (cal hidratada) = 1%

    (% passante em cada peneira)

    Peneiras Brita

    3/4

    Brita

    3/8

    Pedrisco + p Areia Fler Mistura Faixa C

    Pol. (mm) ___% ___% ___% ___% ___% ___% Lim.

    Inf.

    Lim.

    Sup. 3/4 19,1 100 100 100 100 100 100 100

    1/2 12,7 59,3 100 100 100 100 80 100

    3/8 9,5 29,8 100 100 100 100 70 90

    # 4 4,8 1,1 14,2 97,5 99 100 44 72

    # 10 2,0 0,8 0,5 64,4 91,9 100 22 50

    # 40 0,42 0,8 0,5 34,8 26,2 100 8 26

    # 80 0,18 0,7 0,3 26,2 16,0 97,0 4 16

    #

    200

    0,075 0,7 0,3 17,9 0,8 89,0 2 10