anotaÇÕes de aula tt051 - pavimentaÇÃo · - pavimentação asfáltica – materiais, projeto e...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Setor de Tecnologia Departamento de Transportes ANOTAÇÕES DE AULA TT051 - PAVIMENTAÇÃO Curitiba, Agosto de 2017.

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

    Setor de Tecnologia

    Departamento de Transportes

    ANOTAES DE AULA

    TT051 - PAVIMENTAO

    Curitiba, Agosto de 2017.

  • Pavimentao TT051

    Prof Daniane Franciesca Vicentini Departamento de Transportes (Bloco V)

    Email: [email protected]

    Apresentao da disciplina:

    O contedo programtico da disciplina baseia-se, em grande parte, na ementa, disponvel no site. uma disciplina densa (antigamente era ministrada em dois semestres e agora deve ser vista em somente um), exigindo muita dedicao por parte do aluno para seu efetivo aprendizado. Os principais objetivos desta disciplina so:

    Conhecer os tipos e usos dos materiais que so utilizados na pavimentao rodoviria brasileira, propriedades, ensaios, aplicao e execuo;

    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 ser aceito como motivo para faltas. 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 o perodo da aula, a partir dos 15 min. iniciais e no ser repetida. De qualquer forma, haja com respeito aos demais colegas, evitando chegar atrasado(a) ou provocando outros rudos desnecessrios e que perturbem a concentrao de todos os presentes.

    2. Avaliaes: - 1 TE: prova (Mdulo Materiais). Data: 25/09/2017. - 2 TE: prova (Mdulo Dimensionamento). Data: 24/11/2017. - 2 Chamada: Data: 01/12/2017. - Exame final: composta de uma parte terica e questes prticas. EVITAR!!! As melhores chances para aprovao sero dadas no decorrer da disciplina. Dediquem-se! Data a ser marcada pela coordenao (prevista entre 11/12/2017 e 15/12/2017).

  • 3. Caracterstica didtico/pedaggica da disciplina:

    Homogeneizao: nesta disciplina, importante que o contedo seja visto sequencialmente. Assim, a disciplina homogeneizada em termos de contedo (cada professor ministra o mesmo contedo terico-conceitual em sua turma) e no segundo bloco da matria h a possibilidade (a confirmar) de os professores realizarem a troca de turmas (o chamado rodzio de professores) para homogeneizao mais plena.

    Aulas presenciais expositivo-dialogadas (quadro e giz, apostila e o site do DTT contem alguns slides para complementar), com a participao ativa dos alunos. As avaliaes da disciplina sero elaboradas de modo a favorecer os alunos mais assduos e participativos. A participao em aula tambm poder ser cobrada de forma indireta atravs de pequenas avaliaes ou atividades surpresas (durante a aula ou como tarefa), sem prvio agendamento.

    Material audiovisual ser apresentado em sala de aula de forma a complementar o aprendizado do aluno e alguns contedos ficaro no site, tais como: 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!).

    Tcnicas de Problem/Project Based Learning PBL (aprendizado baseado em projetos ou problemas) sero utilizadas como recurso didtico auxiliar para melhor assimilao dos conceitos e interao com a prtica.

    Oportunidade de realizar atividade prtica (voluntria) no Laboratrio Prof. Armando Martins Pereira (LAMP) na forma de projeto de dosagem de mistura asfltica usual em pavimentos brasileiros com a superviso da professora.

    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, Prof Daniane.

    - 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.

    Grade para controle pessoal da frequncia

    Data da ausncia Contedo pendente (em funo da ausncia) 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

    Grade para controle pessoal em atividades de participao*

    Data da atividade Evento 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) *Obs.: pontuao mxima total de 05,00 pontos

  • Sumrio

    Pgina

    1. Introduo ...................................................................................................... (Histria, tendncias e a realidade brasileira, pavimento como estrutura, tipos, outros aspectos, exemplos)

    1

    2. Estudo dos agregados ..................................................................................... (Introduo, classificao, produo, caracterizao tecnolgica, exemplos)

    9

    3. Estudo dos solos ............................................................................................. (Introduo, ensaios de caracterizao mecnica, solos tropicais, classificao de solos, exemplos)

    19

    4. Estabilizao de solos e agregados ................................................................ (Introduo, tipos de estabilizao, exemplos de materiais usuais na pavimentao brasileira, exemplos)

    29

    5. Materiais betuminosos ................................................................................... (Introduo, tipos, classificao, exemplos de materiais usuais na pavimentao brasileira, comportamento visco-elstico, propriedades fsicas do asfalto e principais ensaios, exemplos)

    32

    6. Bases e sub-bases ........................................................................................... (Introduo, especificaes nacionais, exemplos)

    41

    7. Revestimentos ................................................................................................ (Introduo, tipos, execuo, exemplos)

    45

    8. Dosagem de misturas asflticas ..................................................................... (Introduo, tipos, execuo, exemplos de aplicao)

    50

    ANEXOS .......................................................................................................

    55

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    1

    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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    3

    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, como pode ser observado na figura abaixo.

    (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).

  • UniveProf

    1.3. O

    Oenvolaes

    1.4. C

    Onde

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    Base Podemcoesi

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    6

    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.

    Veja no Anexo I exemplos de estruturas tpicas de sees de pavimentos flexveis.

    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 () ou deflexes (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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    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: 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).

    dosgros

    #200 # 10

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    11

    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, geralmente usada com asfalto-borracha).

    Um material bem graduado deve obedecer curva de Fuller e Thompson (1907): = 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.)

  • UniveProf

    2.3. P

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    14

    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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    16

    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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    17

    Determinao dos parmetros:

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    18

    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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    19

    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:

  • UniversiProf Da

    Ensaio d

    Onde:

    Normati

    3.3. Calif

    Tradiciodimensiosomente da maior

    Os mater

    Deste mcom o dque fixamproteg-

    Sendo *que ser

    Deslo (

    idade Federaaniane Franc

    de fadiga com

    va de ensaio

    ifornia Beari

    onalmente, oonamento de de solos coria dos mater

    riais so clas

    modo, a resisdesempenho m espessuralo da ruptura

    % = o material

    utilizada no

    ocamento (mm)

    al do Paranciesca Vicent

    m carga semi

    o: DNIT 134/

    ing Ratio (CB

    o ndice dee pavimentompactados (riais utilizado

    ssificados (em

    stncia mecdas estrutura

    as mnimas pa. O ensaio em questo,

    o projeto. As

    /Engenhariatini

    i-senoidal (co

    /2010-ME, er

    BR de Port

    e Suporte Cos flexveis.visando sua os na pavime

    m porcentage 100% 0%nica (ou capas, originand

    para as camad definido po , ,

    passante napresses do

    a Civil Dep

    om controle

    = errata com co

    rter, 1929):

    Califrnia ( muito uutilizao n

    entao (agre

    em) em term .pacidade de do os Mtoddas de modor:

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    partamento d E

    de carga):

    orreo de va

    (ISC, em putilizado par

    nas camadas egados ou m

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    os de Dimeno a limitar as

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    N

    de TransportEmail: vicen

    alores de d.

    ortugus) ra estimar ado paviment

    misturas).

    ncia obtida n

    i relacionadansionamentos tenses que

    . 100m massa espas para produ

    N (ciclos)

    tes [email protected]

    a base pa resistnciato), como tam

    no ensaio, se

    a (empiricamo CBR e o De chegam ao

    0,1" pecfica e umuzir penetra

    r

    20

    ara o a, no mbm

    endo:

    mente) DNER, o SL e

    midade o do

  • Universidade Federal do Paran/Engenharia Civil Departamento de Transportes Prof Daniane Franciesca Vicentini Email: [email protected]

    21

    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)

    = 70100 = 105100 Onde:

  • Universidade Federal do Paran/Engenharia Civil Departamento de Transportes Prof Daniane Franciesca Vicentini Email: [email protected]

    22

    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.

    CBR das camadas:

    (Fonte: Porter 1942, pavementinteractive.org)

  • UniversiProf Da

    3.4. Solo

    Na dcadem pavim(argila lobteve u

    Geralme

    r

    c

    Foram redo DER,

    Em 1982como ba

    3.5. Clas

    3.5.1. Cl

    Algumas

    idade Federaaniane Franc

    os Tropicais:

    da de 50, permentao foiatertica com

    um desempen

    ente:

    Solos finos resistncia. Solos finos lcom gua e

    ealizados ma, um estudo s

    2 Nogami e ase de pavim

    ssificao de

    lassificao M

    s restries p

    al do Paranciesca Vicent

    rcebeu-se qui no estado dmpactada), pnho excelente

    = plasticida

    laterticos = resistnci

    ais estudos esobre pavime

    Villibor proentos. Este p

    e solos:

    MCT:

    para o uso de

    /Engenhariatini

    ue estes solosde So Pauloprotegida poe (durante ce

    ade, perme

    plasticidada.

    e em 1977 Uentos econm

    opuseram umprocedimento

    este tipo de s

    a Civil Dep

    Estes solosclima quenresultado alumnio, pou arenorelativamende gua.

    s apresentavao, como Ref. or todos os lerca de vinte

    eabilidade,

    de, permeab

    Utiyama e oumicos utiliza

    m critrio paro utilizado

    olo (segundo

    partamento d E

    s surgem da nte com chda lixiviaprincipalmenosos) que nte elevada

    am CBR elevde SL. Mais

    lados por umanos).

    deformabili

    bilidade d

    utros pesquisando este tipo

    ra seleo deat os dias d

    o Nogami e V

    de TransportEmail: vicen

    evoluo dehuvas modero de minente. So solo

    apresentae expansivid

    vado, e sua ps tarde foi utma pintura b

    idade, exp

    deformabilida

    sadores publo de solo.

    estes solos a de hoje, como

    Villibor, 199

    tes [email protected]

    e outros soloradas a interais de feos finos (argam plasticdade em pre

    primeira aplitilizado comobetuminosa

    panso com

    ade, exp

    licaram, na r

    a fim de utilio se ver a se

    95):

    r

    23

    os em tensas, erro e gilosos cidade esena

    icao o base e que

    gua e

    panso

    revista

    z-los eguir.

  • UniversiProf Da

    N P M P h o A

    (

    Instruo

    idade Federaaniane Franc

    N 5.106 soPassar integrMini-CBR sPerda de suphB 15 cm; observar umAplicar imp(inclusive no

    Alg

    o normativa:

    al do Paranciesca Vicent

    olicitaes deralmente na pem imerso

    porte (resistn

    midade, compprimadura/caos cortes late

    gumas recom

    : DNER-CLA

    /Engenhariatini

    e eixo padropeneira de 2 40% ncia) por ime

    actao so mamada impeerais)

    endaes con

    A 259/96

    a Civil Dep

    o; mm de aber

    erso < 50%

    muito imporermeabilizan

    nstrutivas (s

    partamento d E

    rtura (DNIT 0

    %;

    rtantes! te sobre o

    egundo Nog

    de TransportEmail: vicen

    098/2007-ES

    revestimen

    ami e Villibo

    tes [email protected]

    S);

    nto para pro

    or, 1995):

    r

    24

    oteger

  • UniversiProf Da

    3.5.2. Cl

    Considercorretam

    Classific3) e Silto

    Plasticidpermane

    LL e IP:

    ndice depavimen=Onde:

    idade Federaaniane Franc

    lassificao s

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    so os limit

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    ====

    al do Paranciesca Vicent

    segundo a TR

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    los finos ou ptura ou fissu

    es de Atterbe

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    /Engenhariatini

    RB (antiga H

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    , dividindo-o-4 aA-7).

    coesivos, uramento) so

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    o que define cao (TRB)#200 , send

    = 0,2#200 3#200 150 200 20

    a Civil Dep

    HRB/AASHT

    es de consist

    os em dois g

    a propriedaob certas con

    a capacidade).

    do: = 0= 20,0055% 05% 00% 0%

    partamento d E

    TO):

    ncia e ndic

    grandes grup

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    e de suporte

    20 0,01 0 40% 0 40%

    de TransportEmail: vicen

    ce de grupo)

    os: Granular

    er ser moldaumidade.

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    tes [email protected]

    ) que no av

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    r

    25

    valiam

    2 e A-

    maes

    de um

  • UniversiProf Da

    3.5.3. Cl

    Baseia-s

    idade Federaaniane Franc

    lassificao s

    se na identific

    al do Paranciesca Vicent

    Clas

    segundo o Si

    cao dos so

    /Engenhariatini

    ssificao TR

    istema Unific

    olos de acord

    a Civil Dep

    RB (Fonte: M

    cado de Clas

    do com sua te

    partamento d E

    Manual de Pa

    ssificao (SU

    extura, granu

    de TransportEmail: vicen

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    UCS):

    ulometria e p

    tes [email protected]

    o DNIT IPR

    plasticidade.

    r

    26

    R 719)

  • UniversiProf Da

    3.5.4. Cl

    A partir esta clasdeformab

    P

    Existem disciplin

    idade Federaaniane Franc

    lassificao s

    de estudos cssificao perabilidade.

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    ainda outrna.

    al do Paranciesca Vicent

    segundo a Re

    com base na rmite relacio

    ais granulares

    ros sistemas

    /Engenhariatini

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    =de classifi

    a Civil Dep

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    partamento d E

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    de TransportEmail: vicen

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    tes [email protected]

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    de , , os parmetr

    resilierminados a ensaio triax

    carregametido sob a tvio e as

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    de estudo

    r

    27

    1976), nico e

    modelo s por:

    o os inados l de so de

    solos :

    e ros de incia, partir

    ial de mento tenso retas

    m o os

    C, so

    nesta

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    28

    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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    29

    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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    30

    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.

  • UniveProf

    EXER

    1) Pa

    a)

    b) Tip

    c) Pro

    ersidade Fed Daniane Fr

    RCCIOS:

    ara as curvas

    do agregpo de materi

    opor uma est

    deral do Parranciesca Vic

    granulomtr

    gado;

    ial quanto ao

    tabilizao g

    an/Engenhacentini

    ricas dos mat

    tamanho e d

    granulomtric

    aria Civil D

    teriais das cu

    distribuio d

    ca usando os

    Departamen

    urvas A e B a

    dos gros;

    s materiais A

    to de Transp Email: vic

    abaixo, ident

    A e B para um

    portes [email protected]

    tificar:

    ma curva con

    r.br

    31

    ntnua.

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    32

    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.

  • UniveProf

    5.2. T

    a

    b

    c

    ersidade Fed Daniane Fr

    Tipos/classifi

    a) Alcatro:etc. Seu upoder cahomogen

    b) Asfalto nsol e venetc.

    c) Asfalto dviscoelsflexibilidenvelhecia partir dseguida, outra cmincremenas partcumodo h Para obtede algumpode ser e

    Mat.Betum

    deral do Parranciesca Vic

    ficao:

    produto da uso j prat

    ancergeno, neidade. natural: leo nto destilad

    de petrleo: ticas. Alm

    dade. Esto imento, em cda extrao aquecido a

    mara (torre dntos de tempeulas se condum fracionam

    er outros submas destas et

    esquematiza

    minosos

    an/Engenhacentini

    queima ou dticamente exalm de ba

    de petrleo do naturalme

    um produde ser imper

    sujeitos contato com do petrleo

    a aprox. 600de fracionameratura gradadensam, ficamento seletiv

    bprodutos detapas, mas ddo da seguin

    AsfaltoNatura

    AsfaltodPetrle

    Alcatr

    aria Civil D

    destilao (rextinto na pavaixa qualidad

    que aflora nente. Ex.: lag

    uto da destilarmevel e po oxidao o ar e a gua

    o bruto da ja0C. Uma pamento ou coativos. Ao alando retidasvo, dependen

    e asfalto, o pde um modo nte forma:

    oal

    deeo

    o

    Departamen

    efinamento) vimentao dde para uso

    na superfciegos de asfalt

    ao do petrouco reativo,

    lenta, levaa. O principaazida e tran

    arte do produoluna de deslcanar as bas em um condo da aplica

    processo liggeral, o pro

    to de Transp Email: vic

    destrutiva dodesde que se o em pavim

    e terrestre e to (Trinidad)

    rleo, de pro une os agreando-o a ual processo dsporte para

    uto evaporastilao), ondandejas supermpartimentoao final do

    geiramente docesso de ob

    portes [email protected]

    o carvo, madeterminou

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    que, pela ad), rochas e a

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    r.br

    33

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  • UniveProf

    ersidade Fed Daniane Fr

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    deral do Parranciesca Vic

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    e 30%)

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    - aliftico

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    aria Civil D

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    Departamen

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    to de Transp Email: vic

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    r.br

    34

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    mente empo.

  • Universidade Federal do Paran/Engenharia Civil Departamento de Transportes Prof Daniane Franciesca Vicentini Email: [email protected]

    35

    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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    36

    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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    37

    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 (viscosmetro rotacional):

    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 15184/2004.

  • UniveProf

    5.4.2

    Forneem casfalt135C

    Onde

    Norm

    5.4.3

    Permatingibola.

    Norm

    ersidade Fed Daniane Fr

    .2. Viscosida

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    deral do Parranciesca Vic

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    saio: ABNT N

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    an/Engenhacentini

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    de aquecimen

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    NBR 6560/2

    aria Civil D

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    nto da mistur

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    /2003.

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    2000.

    Departamen

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    =gados.

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    portes [email protected]

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    r.br

    38

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    39

    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), ductilidade, recuperao elstica, etc.

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    40

    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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    41

    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. 10660% 5. 106 - 0,5%

    SB - = 0 - 20% - 1%

    Ref - > - 1%

    SL - 2% - 2%

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    42

    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/).

  • UniveProf

    EXER

    1) Da

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    Avali

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    ersidade Fed Daniane Fr

    RCCIOS:

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    deral do Parranciesca Vic

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    an/Engenhacentini

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    aria Civil D

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    to de Transp Email: vic

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    m a curva prdas de pavim:

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    10,35

    portes [email protected]

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    resso-penetmentos e, cas

    r.br

    43

    mentos

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    44

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    45

    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.

  • UniveProf

    b

    ersidade Fed Daniane Fr

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    In - TSS - TSD - TST

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    deral do Parranciesca Vic

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    an/Engenhacentini

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    aria Civil D

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    r.br

    46

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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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    48

    - 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

    - por mistura (PMQ, CBUQ)

  • UniveProf

    coletdistr

    EXER

    1

    ersidade Fed Daniane Fr

    ta de p, aribuio e pe

    RCCIOS:

    ) Completeapresenta

    deral do Parranciesca Vic

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    e o quadroados em aula

    an/Engenhacentini

    e mistura dmisturas.

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    aria Civil D

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    49

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  • UniveProf

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    ersidade Fed Daniane Fr

    ojeto de dosa

    Introduo:

    sagem de mieor timo detem vrios mos, dependend

    Tipos:

    . Mtodo Ma

    cebido durantlizado para mais o processo

    as:

    eterminao

    eterminao

    scolha da faix

    eterminao o).

    deral do Parranciesca Vic

    agem de mist

    isturas asflte ligante, a p

    mtodos: Hubdo do tipo de

    arshall (DNE

    te a 2 Guerrmisturas asfo similar, c

    da granulom

    das massas e

    xa granulom

    da mistura

    an/Engenhacentini

    turas asfltic

    icas consistepartir de umabbard-Field, Te ligante emp

    ER-ME 043/9

    ra Mundial plticas a quenconsiderando

    metria dos agr

    especficas re

    trica a ser u

    de agregado

    aria Civil D

    cas:

    e na busca, aa determinadTriaxial de Spregado.

    95):

    para projetar nte (CAP +

    o obviamente

    regados;

    eais dos agre

    utilizada, com

    os + fler que

    Departamen

    travs de proda faixa granSchmidt, Hve

    pistas de aeragregados),

    e as respectiv

    egados;

    mpatvel com

    e satisfaa a

    to de Transp Email: vic

    ocedimentos nulomtrica peen, Marshal

    ronaves militpara mistura

    vas particular

    m o objetivo d

    a faixa deseja

    portes [email protected]

    experimentapara os agregll, Superpave

    tares. Este mas densas (pridades).

    da mistura:

    ada (exercc

    r.br

    50

    ais, de gados. e entre

    mtodo ara as

    cio em

  • UniveProf

    5) Codeterm

    6) Adde pr

    7) Ape so

    8) ReUsanteric

    9) ApMars(em m

    10) C(ondeproje

    ersidade Fed Daniane Fr

    om o liganteminao das

    dotam-se 5 terova (3 para c

    ps resfriamedeterminada

    ealiza-se umndo os parmca da mistura

    ps a obtenhall ( compmm) para os

    Com todos oe os teores dto.

    deral do Parranciesca Vic

    e, realiza-se es temperatura

    eores de asfacada teor) e e

    ento e desmoas, para cada

    m ajuste commetros do itea (DMT).

    o dos parpresso), onddistintos teo

    os parmetrode asfalto s

    an/Engenhacentini

    ensaio de visas de mistura

    alto (T, T0,ensaio.

    oldagem dosa um as mass

    m cada teor dem anterior e

    metros volumde se obtm

    ores de mistu

    os volumtrico representa

    aria Civil D

    scosidade (aba e compacta

    ,5% e T1%

    s corpos de psas especifica

    de asfalto e e os teores d

    mtricos, osos parmetr

    ura.

    cos e mecnados no eixo

    Departamen

    bsoluta Brooao. Ex.:

    %) para molda

    prova, obtma real, aparen

    os percentuade asfalto, o

    corpos de pros estabilida

    nicos determo das absciss

    to de Transp Email: vic

    okfield ou Sa

    agem de pelo

    m-se as dimennte, seca, sub

    ais dos agreobtm-se a d

    prova so enade (em Kgf

    minados, so sas) para def

    portes [email protected]

    aybolt-Furol

    o menos15 c

    nses dos mebmersa.

    egados, ou sedensidade m

    nsaiados na pf ou N) e flu

    traadas 6 cfinio do te

    r.br

    51

    l) para

    corpos

    esmos

    eja: . xima

    prensa uncia

    curvas eor de

  • Universidade Federal do Paran/Engenharia Civil Departamento de Transportes Prof Daniane Franciesca Vicentini Email: [email protected]

    52

    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).

  • UniveProf

    EXER

    1) AdretidodosarCAP

    P

    Pen

    Pol.

    3/4

    1/2

    3/8

    # 4

    # 10

    # 40

    # 80

    #

    ersidade Fed Daniane Fr

    RCCIOS:

    dequar os ao), cuja comr a composi50-70:

    Porcentagens

    Brita Brita 3/8 Pedrisco Areia = Fler (cal

    neiras Br

    (mm) __

    19,1 1

    12,7 5

    9,5 2

    4,8 1

    2,0 0

    0,42 0

    0,18 0

    0,075 0

    deral do Parranciesca Vic

    agregados dimposio finao com um

    s retidas indiv

    = = + P =

    hidratada) =

    rita Brita

    __% ___%

    100 100

    9,3 100

    9,8 100

    1,1 14,2

    0,8 0,5

    0,8 0,5

    0,7 0,3

    0,7 0,3

    an/Engenhacentini

    sponveis (inal dever ateconcreto asf

    viduais:

    26% 20% 40%

    13% = 1%

    (% passa

    a Pedrisco

    % ___%

    100

    100

    100

    97,5

    64,4

    34,8

    26,2

    17,9

    aria Civil D

    ndicados na ender faixfltico, consi

    ante em cada

    o + p Are

    % ___%

    0 100

    0 100

    0 100

    5 99

    4 91,

    8 26,

    2 16,

    9 0,8

    Departamen

    listagem abxa C do DNIiderando os t

    a peneira)

    eia Fler

    % ___%

    0 100

    0 100

    0 100

    9 100

    9 100

    2 100

    0 97,0

    8 89,0

    to de Transp Email: vic

    baixo, em teIT 031/2006teores de 4,5

    Mistura

    ___%

    portes [email protected]

    ermos de ma6-ES. Em seg5%, 5% e 5,5

    Faixa C

    Lim. L

    100

    80

    70

    44

    22

    8

    4

    2

    r.br

    53

    aterial guida, 5% de

    C

    Lim.

    100

    100

    90

    72

    50

    26

    16

    10

  • Universidade Federal do Paran/Engenharia Civil Departamento de Transportes Prof Daniane Franciesca Vicentini Email: [email protected]

    54

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

    para engenheiros - PROASFALTO):

  • ANEXO II Comparativo entre mtodos de classificao em obras virias (Fonte: Pavimentao Asfltica:

    formao bsica para engenheiros - PROASFALTO):

  • ANEXO III Ex. de tabelas da ANP contendo especificaes de ligantes asflticos (Fonte: Pavimentao

    Asfltica: formao bsica para engenheiros - PROASFALTO):

  • MDULO 2 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS

    ANEXOS

  • 31/07/2017

    1

    2. Mdulo de Dimensionamento2.1. Solicitaes (em Pav. Flex.)

    Clculo do nmero N

    Prof Daniane Vicentini

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    - Carga das rodas dos veculos (dinmicas, estticas)- Qualidade dos materiais empregados nas camadas- Condies climticas- Outros (drenagem, produtos em contato, temperatura, velocidade dos veculos, etc.)

    No dimensionamento(ou reforo) depavimentos flexveis,as diferentes aes socondensadas em umnico parmetrorepresentativo, chamado nmero N.

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    2

    Principais aes a serem consideradas no dimensionamento:

  • 31/07/2017

    2

    N = nmero de solicitaes equivalentes s de um eixo rodovirio padro (ESRD) de 8,2tf (80kN), para o perodo considerado de projeto.

    , onde:

    TDMA = Trfego Dirio Mdio Anual (p/ o horizonte de projeto FV = Fator de veculosFR = Fator climtico regional (adotado =1,0)FD = Fator direcional (Ex.: p/ pista simples, FD=50%)

    N nos diz quantas repeties de carga-padro o pavimento ir receber ao longo de sua vida til.

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    N

    N =365.TDMA.FV.FR.FD

    3

    - Na metodologia (DNER), somente veculos pesados (caminhes e nibus) so considerados, de forma que a equao poderia ser reescrita como:

    - Os dados do trfego so obtidos atravs de contagens volumtricas classificatrias. O DNIT apresenta uma classificao para os veculos, de acordo com o nmero de eixos:

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    N =365.(TDMAON.FVON+TDMACM.FVCM).FR.FD

    4

    N X MN eixos (unidades rebocadas)

    N eixos (unidade tratora)

    Tipo de veculo

    FROTA CIRCULANTE:

    Tipos:

    C Simples (caminhes ou nibus) S V. trator (cavalo mecnico) + semi-reboque

  • 31/07/2017

    3

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    5

    Ex.:

    (Fonte: Manual de Estudos de Trfego, DNIT)

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    6

    Ex.:

    (Fonte: Manual de Estudos de Trfego, DNIT)

  • 31/07/2017

    4

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    7

    Ex.:

    (Fonte: Manual de Estudos de Trfego, DNIT)

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    8

    Ex.:

    (Fonte: Manual de Estudos de Trfego, DNIT)

  • 31/07/2017

    5

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    9

    Ex.:

    (Fonte: Manual de Estudos de Trfego, DNIT)

    Ex. de eixos:

    ESRS = ED (no em tandem) =

    ESRD = ED (especial) =

    TANDEM DUPLO =

    TANDEM TRIPLO =

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    10

    (Fonte: apostila Prof M. Pereira,UFPR)

    A legislao brasileira permite uma tolerncia na sobrecarga dos veculos de 7,5% em mdia.

  • 31/07/2017

    6

    Fator de Veculo (FV): calculado a partir da pesagem de eixo simples e tandem, por categoria de veculo e sua freqncia. Para o clculo do FV, os valores dos pesos de cada eixo devem ser convertidos em valores de eixo equivalente (FEO), conforme mtodo da USACE ou AASHTO. Fator de Eixos (FE): n de eixos (ou conjuntos) obtidos da contagem (composio do trfego). Fator de Carga (FC): n que, ao ser multiplicado pelo n de eixos que operam, nos fornece o N.

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    11

    FV = FE.FCOnde:

    N =365.TDMA.FV.FR.FD

    FEO (USACE):

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    12

    ou:

    (Fonte: apostila Prof J. Greco,UFMG)

  • 31/07/2017

    7

    FEO(AASHTO):

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    13

    (Fonte: apostila Prof J. Greco,UFMG)

    FatorDirecional(FD):

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    14

    (Fonte: apostila Prof M. Pereira,UFPR)

  • 31/07/2017

    8

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    15

    (Fonte: apostila Prof M. Pereira,UFPR)

    FatorDirecional(FD):

    Fator Climtico Regional (FR):

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    16

    (Fonte: apostila Prof J. Greco,UFMG)

  • 31/07/2017

    9

    Exerccio:#01. Dada a contagem bidirecional anual de veculos comerciais abaixo, calcular o N previsto, considerando o fator de veculos representativo segundo o critrio da metodologia AASHTO. Considerar que todos os veculos trafegam com a carga mxima legal, fator climtico regional igual a 1 e pista simples, para um perodo de projeto de 10 anos e taxa de crescimento (linear) de veculos de 2% ao ano.

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    17

    (Fonte: Notas de Tpicos Avanados de Pavimentao, Prof. D. Pereira)

    Veculo Quantidade2C 88.0003C 112.0002S2 36.0002S3 104.0003S3 24.0002C2 4.0003C3 32.000Total 400.000

    Resp.: Np = 7,65E+06

    Tarefa:

    #02. Recalcular o N utilizando os bacos do mtodo USACE para obter o fator de equivalncia por eixo. Compare ambos os procedimentos.

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    18

    Resp.: Np = 2,35E+07

  • 31/07/2017

    10

    Bibliografia:

    - Notas de aula de Engenharia de Trfego, Prof Mrcia Pereira, UFPR

    - Notas de aula de Pavimentao, Prof. Djalma Pereira, UFPR

    - Mtodos de Projetos de Pavimentos Flexveis, IPR 667 DNIT (1981)

    - Manual de Estudos de Trfego, IPR 723, DNIT (2006)

    - Notas de aula de Construo de Estradas e Vias Urganas, Prof. Jisela Greco,

    UFMG

    Universidade Federal do ParanSetor de TecnologiaDepartamento de Transportes

    19

  • Exerccio: Dada a contagem bidirecional anual de veculos comerciais abaixo, calcular o N previsto, considerando o fator de veculos representativo segundo o critrio da metodologia AASHTO. Considerar que todos os veculos trafegam com a carga mxima legal, fator climtico regional igual a 1 e pista simples, para um perodo de projeto de 10 anos e taxa de crescimento (linear) de veculos de 2% ao ano.

    Veculo Quantidade

    2C 88.000

    3C 112.000

    2S2 36.000

    2S3 104.000

    3S3 24.000

    2C2 4.000

    3C3 32.000

    Total

    Veculos Quantidade de eixos por veculo

    RS RD TD TT

    2C

    3C

    2S2

    2S3

    3S3

    2C2

    3C3

    Eixo Limite Mximo Equao FEO

    SRS (PSRS

    / 7,77)4,32

    =

    SRD (PSRD

    / 8,17)4,32

    =

    TD (PTD

    / 15,08)4,14

    =

    TT (PTT

    / 22,95)4,22

    =

    Veculos

    Fatores de Veculo Individuais (FVi)

    RS RD TD TT FVi

    2C

    3C

    2S2

    2S3

    3S3

    2C2

    3C3

  • Veculo Qde. (%) FVi.(%)/100

    2C

    3C

    2S2

    2S3

    3S3

    2C2

    3C3

    Total

    Ano TDMA Nano Nacumulado

    Base (0) 1096

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

  • Tabelas e bacos para o dimensionamento pelo Mtodo do DNER:

    Espessura mnima de revestimento:

    Coeficiente de equivalncia estrutural:

    Variveis utilizadas no dimensionamento:

    Espessura necessria para proteger a camada:

    = 77,67 0,04820,598 (ou baco)

  • PROJETO DE PAVIMENTOS

    Ex. de sees de pavimentos em projetos rodovirios:

    Duplicao da BR-408/PE (segmento 1, entrada PE-005 Acesso a So Loureno):

    (Fonte:Ministrio dos Transportes e DNIT )

    Seo transversal tpica:

    (Fonte: notas de aula Prof Gisela Greco)

  • Tabelas e frmulas para o dimensionamento pelo Mtodo da Resilincia:

    Roteiro (etapas):

    1) De posse do CBRSL e porcentagem de silte na frao fina, determinar a classificao resiliente do SL (Tipo I, II ou III) ou camada correspondente de solo.

    Classificao dos solos finos (em funo da % de silte passante na #200) quanto resilincia:

    2) Determinar a espessura total equivalente, necessria para proteger esta camada: = = 77,67 , ,

    3) Estimar a deflexo de projeto, prevista na superfcie do R e a deflexo admissvel:

    = ,( ,