aula 00

Terraplenagem e Estradas ANTT 2013 Teoria e Questes Comentadas Profs. Fbio Amorim e Marcus V. Campiteli Aula 0

Prof. Marcus V. Campiteli www.estrategiaconcursos.com.br Pgina 1 de 96

AULA 0: TERRAPLENAGEM E ESTRADAS

Ol, Pessoal

Saiu o edital para Especialista em Regulao de Servios de

Transportes Terrestres da ANTT, na rea de Engenharia Civil (cargo

13).

So 23 vagas iniciais e vo corrigir a prova discursiva de 58

candidatos. O prazo deste concurso de 1 ano aps a homologao

do resultado final, prorrogvel por mais 1 ano. Portanto, h a

possibilidade de chamarem bem mais candidatos do que os 23

iniciais, conforme os concursos anteriores.

A prova est marcada para o dia 11 de agosto de 2013.

Portanto, d tempo de se preparar, desde que de forma objetiva e

focada. E esse o objetivo deste curso, ao apresentar a vocs a

teoria das normas e livros de forma consolidada e amigvel,

juntamente com as questes do Cespe relativas aos assuntos

tratados.

Faz parte da prova especfica, matrias de Terraplenagem e

Estradas, previstas nos subitens 1.5 e 1.6 do edital. Alm disso,

iremos abordar, tambm, o item 7 (conservao rodoviria). O curso

que oferecemos abranger as matrias desses itens.

O desafio do estudo dessa especialidade conseguir

objetividade diante da sua vasta abrangncia. Essa a contribuio

que almejamos alcanar com este curso. Afinal, o edital j est na

praa. No temos tempo a perder.

Este curso est constitudo por 4 aulas alm desta,

demonstrativa. As aulas sero divididas da seguinte forma e com as

seguintes datas estimadas:



Aula 0: Especificao de materiais: caractersticas fsicas

(imediato)

Aula 1: Terraplenagem (17/6)

Aula 2: Pavimentao (24/6)

Aula 3: Drenagem (1/7)

Aula 4: Conservao Rodoviria (8/7)

Agora, deixem-nos apresentar. Somos engenheiros civis

formados pelo Instituto Militar de Engenharia IME e trabalhamos

como auditor de controle externo no Tribunal de Contas da Unio

TCU.

Fbio Amorim

Nesses nove anos de minha experincia profissional sempre

atuei com obras rodovirias. Durante cinco anos, trabalhei como

engenheiro militar, atuando na construo de rodovias.

Posteriormente, durante um ano, trabalhei como especialista em

regulao na Agncia Nacional de Transportes Terrestres, atuando

diretamente na fiscalizao das concesses rodovirias. Atualmente,

no TCU, realizo auditorias nas obras rodovirias executadas por meio

de recursos federais.

Na rea de concursos, esta a terceira parceira com o prof.

Marcus e com o Estratgia Concursos. Ano passado lanamos um

curso de obras rodovirias para o concurso pblico do DNIT, o qual

teve uma tima avaliao dos alunos.

Na minha vida de concurseiro, nos concursos voltados

engenharia civil, obtive xito nos concursos da ANTT (2008), MPOG

(2008) e TCU (2009), cujos assuntos cobrados guardam grande

consonncia com os assuntos exigidos no Edital da ANTT.



Marcus V. Campiteli

Trabalhei durante seis anos como engenheiro militar e estou a

sete no TCU, dos quais quatro na Secob (antiga secretaria de obras),

sempre participando de auditorias em obras pblicas.

Fiz mestrado em engenharia civil na UnB e conclu com a

dissertao: Medidas para Evitar o Superfaturamento em Obras

Pblicas decorrente dos Jogos de Planilha.

Na trajetria de concursos, aps a elaborao de resumos,

resoluo de muitas questes do Cespe e estudo focado, obtive

aprovao nos concursos de Perito da Polcia Federal em Engenharia

Civil, em 2004, e Auditor Federal de Controle Externo do TCU na rea

de obras pblicas, em 2005. Hoje trabalho neste ltimo.

Na rea de aulas, ministrei cursos de engenharia civil,

presenciais e distncia, para o concurso do TCU de 2009 e 2011

(Cathedra e Grancursos, chegando a 70% de aprovao), TCM/RJ de

2011, TC/DF de 2012, TC/ES 2012, Cmara dos Deputados de 2012,

CGU de 2012, Perito da Polcia Federal 2012, INPI 2013, CNJ 2013,

DNIT 2013 e CEF 2013.

Agora que vocs nos conheceram um pouco melhor,

retornemos ao nosso curso.

Para a elaborao da teoria e resoluo das questes de obras

rodovirias, buscam-se as definies existentes nos manuais e

normas de servio do DNIT. Eventualmente, podero ser utilizadas

outras fontes oficiais, tais como normas do DER-SP. Isso

importante porque, como vocs vero nas questes, parte relevante

delas tirada dessas fontes oficiais. Adota-se subsidiariamente livros

de autores renomados, a exemplo do Milton Vargas, Homero Pinto

Caputo, apostilas do IME e outros.



A ideia de tirar as resolues das fontes oficiais direcionar o

estudo de vocs, mostrar a fonte das questes. Com o curto espao

de tempo disponvel e com a quantidade de matrias cobradas no h

como estender muito o estudo.

Essa metodologia visa objetividade buscada neste curso, cuja

finalidade o acerto mximo das questes da prova. Prope-se a

leitura adicional das fontes oficiais citadas, todas acessveis

livremente no sitio do DNIT.

Vale lembrar ainda que as aulas no tm como objetivo ensinar

os assuntos nos moldes como feito durante os cursos de graduao.

O objetivo principal dessas aulas expor os tpicos mais importantes

de cada matria, de uma forma clara e objetiva, possibilitando,

assim, o acerto das questes do concurso vindouro.

As questes estaro dispostas de forma didtica por assunto e

no por banca ou prova.

Ao longo das aulas, compartilharemos com vocs dicas de

tcnicas de estudo que j deram certo com muitos candidatos,

inclusive conosco.

Ao final da parte das questes comentadas, listaremos as

questes apresentadas novamente, sem os comentrios, para que

vocs possam treinar. Logo aps, encontrar-se- o gabarito.

Crticas e sugestes podero ser encaminhadas ao seguinte

endereo de e-mail: [email protected].

Ento, vamos aula demonstrativa para que vocs possam

conhecer melhor o que encontraro ao longo do curso, no que tange

s questes comentadas!

Bons estudos e boa sorte!



AULA 0: MATERIAIS CARACTERISTICAS FSICAS

SUMRIO PGINA

APRESENTAO DO CURSO 1

1. LIGANTES ASFLTICOS 5

2. AGREGADOS 35

3. SOLOS 49

4. QUESTES COMENTADAS 70

5. LISTA DE QUESTES APRESENTADAS NA AULA 80

6. GABARITO 95

7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 96

Ol, Pessoal

Sero objetos de estudo desta aula os ligantes asflticos e

agregados da pavimentao asfltica, alm dos solos utilizados nas

obras de terraplenagem e pavimentao. Ento, mos obra!

1. OS LIGANTES ASFLTICOS

O asfalto um material amplamente utilizado nas rodovias

brasileiras. Estima-se que 95% das estradas sejam pavimentadas por

um revestimento asfltico.

Sendo assim, diversas propriedades do asfalto justificam a

sua ampla utilizao. Podemos citar as seguintes:

Ligante proporciona uma grande adesividade com os agregados

que compe uma mistura asfltica;

Impermeabilizante proporciona uma proteo da rodovia quanto

penetrao de gua na sua estrutura;



Pouco Reativo proporciona um comportamento inerte em relao

aos demais elementos que convivem no mesmo ambiente que o

asfalto, garantindo, assim, uma boa durabilidade ao pavimento.

importante destacar a definio dos principais termos que

envolvem o asfalto:

Betume: comumente definido como uma mistura de

hidrocarbonetos solvel no bissulfeto de carbono;

Asfalto: mistura de hidrocarbonetos derivados do petrleo de forma

natural ou por destilao, cujo principal componente o betume,

podendo conter ainda outros materiais, como oxignio, nitrognio e

enxofre, em pequena proporo;

Alcatro: uma designao genrica de um produto que contm

hidrocarbonetos, que se obtm da queima ou destilao do carvo,

madeira, etc. um produto que no mais usado em pavimentao

haja vista seu poder cancergeno e sua baixa qualidade como ligante.

Produo

A obteno do asfalto feita a partir do refino do petrleo,

ocasio em que so separadas fraes leves (gasolina, diesel,

querosene, etc.) e fraes pesadas, como o cimento asfltico de

petrleo (CAP).

Este ltimo, o CAP o principal ligante asfltico utilizado na

pavimentao. J os demais ligantes so obtidos a partir do CAP.

Os tipos de ligantes asflticos

Podemos classificar da seguinte forma os principais ligantes

asflticos disponveis para a pavimentao no Brasil:

a) Cimentos asflticos de petrleo;



b) Asfaltos modificados por polmero;

c) Asfaltos modificados por borracha de pneus;

d) Asfaltos diludos;

e) Emulses asflticas.

Pessoal, depois dessa breve introduo, vamos falar especificamente

sobre cada um dos tipos de ligantes asflticos e suas propriedades

fsicas!

CIMENTOS ASFLTICOS DE PETRLEO (CAP)

No Brasil, utiliza-se a denominao CAP para os asfaltos

obtidos a partir da destilao do petrleo. Desse modo, o CAP

constitudo por uma mistura de hidrocarbonetos (cerca de 95%) e

outros elementos em pequenas propores como oxignio, enxofre,

nitrognio e alguns metais.

Em temperatura ambiente, o CAP apresenta um

comportamento extremamente viscoso. Em razo disso, o CAP deve

ser aquecido em altas temperaturas durante a sua estocagem,

manuseio e aplicao.

No entanto, as temperaturas de estocagem manuseio e

aplicao devem ser limitadas em 177C, caso contrrio, se aquecido

demais, o CAP pode perder grande parte de suas propriedades fsicas,

prejudicando sua qualidade e desempenho, e, consequentemente,

afetando negativamente o revestimento asfltico executado. A essa

deficincia, d-se o nome de envelhecimento do asfalto.

Na realidade, ao aquecer excessivamente o CAP, h uma

perda de suas fraes mais volteis, ocorrendo uma oxidao da

composio, deixando o asfalto quebradio, mais viscoso e menos

flexvel.

A imagem abaixo ilustra o tanque de estocagem do asfalto.



Tanque de estocagem do asfalto

Portanto, o CAP deve ser mantido a menor temperatura

possvel, de modo manter suas propriedades, sem impossibilitar seu

manuseio e aplicao.

Utilizao

Em obras rodovirias, o cimento asfltico atua como um

ligante dos demais elementos de uma mistura asfltica, normalmente

constituda de agregados minerais e outros materiais de enchimento.

Revestimento asfltico

Cimento Asfltico de

Petrleo

Agregados minerais

(brita e areia)

Materiais de enchimento

(filler)



Propriedades Fsicas

As propriedades fsicas dos cimentos asflticos esto

intrinsecamente associadas sua temperatura. Em baixas

temperaturas, o CAP se comporta quase como um slido. J para

temperaturas mais altas, o CAP se apresenta mais fluido.

Assim, para cada faixa de temperatura, so esperados

determinados desempenhos do asfalto, os quais so avaliados por

meio de diversas medies padronizadas, como veremos a seguir.

Dureza

A dureza uma medida da consistncia dos asfaltos. Para a

determinao da dureza realizado o ensaio de penetrao,

normatizado pela ABNT NBR 6576/98 e Norma DNIT 155/2010-ME1.

Resumidamente, esse ensaio consiste na penetrao de

uma agulha padro de 100g numa amostra de CAP, por 5 segundos,

temperatura de 25C. A dureza representada pela profundidade

da penetrao, em dcimos de milmetro.

Os resultados dos ensaios de penetrao so utilizados para

classificar os cimentos asflticos no Brasil.

A partir de julho de 2005, segundo Resoluo da ANP2 n 19

de 20053, somente so produzidos quatro tipos de cimentos asflticos

de petrleo no Brasil: CAP 30-45, CAP 50-70, CAP 85-100 e CAP 150-

200.

Esses nmeros associados representam a faixa de

penetrao a qual o CAP deve possuir. Assim, o CAP 50-70, por

1 Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT155_2010_ME.pdf

2 Agncia Nacional do Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis

3 Disponvel em http://nxt.anp.gov.br/nxt/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2005/julho/ranp%2019%20-

%202005.xml



exemplo, deve possuir uma penetrao entre 50 e 70 dcimos de

milmetro.

Penetrmetro Universal: equipamento utilizado no ensaio de

penetrao.

Analogamente, no caso do CAP 30-45, sua penetrao varia

de 30 a 45 dcimos de milmetro. Sendo assim, com uma penetrao

menor, o CAP 30-45 possui uma maior dureza, ou seja, mais

consistente e mais viscoso em comparao ao CAP 50-70.

Viscosidade

A viscosidade uma propriedade fsica que caracteriza a

resistncia de um fluido ao escoamento.

Conceitualmente, a viscosidade pode ser representada pela

seguinte frmula:

=

/

Onde:

T = tenso aplicada;

/ = velocidade de deformao



Desse modo, os materiais mais viscosos se deformam numa

velocidade menor, se comparados aos menos viscosos, quando

submetidos determinada tenso.

A viscosidade normalmente associada consistncia do

material. Assim:

Materiais mais viscosos so mais consistentes, ou menos fluidos;

Materiais menos viscosos so menos consistentes, ou mais fluidos.

A viscosidade do asfalto convencional medida no Brasil por

meio do ensaio de viscosidade Saybolt-Furol4, normatizado pela

ABNT-NBR 14950/2003.

Resumidamente, o ensaio consiste em inserir o asfalto

dentro de um recipiente, e aquec-lo em determinadas temperaturas.

No caso do CAP, a viscosidade medida a 135C, 150C e 177C.

Aps o aquecimento, o asfalto escoa por um orifcio at atingir o

volume de 60ml. Assim, a medida de viscosidade representada pelo

tempo pelo qual o asfalto escoa no aparelho at completar esse

volume, sendo a unidade da medida em segundos Saybolt-Furol

(SSF).

As normas brasileiras exigem do CAP 50-70, por exemplo,

uma viscosidade mnima de 141 SSF a 135C.

4 Vdeos disponveis em

http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico_04.htm#ViscosidadeSayboltFurol



Viscosmetro Saybolt-Furol

A importncia da medida da viscosidade dos asfaltos no se

limita ao seu enquadramento nas especificaes vigentes. O estudo

da viscosidade tambm se faz importante para se determinar a faixa

ideal de temperatura que o asfalto deve possuir durante a sua

mistura com os agregados, proporcionando, assim, uma perfeita

cobertura dos mesmos. Essa faixa deve ser estabelecida pelas

temperaturas cujas viscosidades variam de 75 SSF e 95 SSF, como

demonstra o grfico abaixo.

O estudo de viscosidade tambm se faz necessrio para

determinar a faixa de temperatura ideal de compactao do

pavimento asfltico quando o mesmo aplicado na pista. Essa faixa

deve corresponder s temperaturas cujas viscosidades estejam no

intervalo de 125 SSF e 155 SSF, como indica o grfico a seguir.



Outra caracterstica importante que se demonstra pelo

grfico acima, que a viscosidade varia de forma inversa em relao

temperatura. Assim, temperaturas inferiores ensejam num

comportamento mais viscoso (ou mais consistente) do asfalto.

Outras medidas fsicas

Alm da dureza e da viscosidade, diversas outras avaliaes

foram incorporadas s normas de asfaltos com o objetivo de analisar

o desempenho do ligante nas obras de pavimentao asfltica.

Iremos tratar adiante dessas avaliaes!

Ponto de amolecimento

O ponto de amolecimento tambm uma medida emprica,

e se refere temperatura na qual o asfalto adquire determinada

condio de escoamento, de fluidez. Essa condio justamente o

amolecimento do asfalto.

Como exemplo, as normas brasileiras exigem do CAP 50-70

um ponto de amolecimento mnimo de 46C.

T1 T2 T3 T4

75

95

125

155

Temperatura C

Log Viscosidade

(SSF)

Faixa de

Compactao

Faixa de

Mistura



O ensaio por meio do qual se obtm o ponto de

amolecimento normatizado pela ABNT NBR 6560/2000 (Ensaio de

anel e bola5). O DNIT normatiza esse ensaio por meio da Norma

131/2010-ME.6

Em suma, o ensaio consiste em inserir uma pequena

amostra de asfalto em meio a um anel metlico padronizado e sob

uma bola de ao tambm padronizada. Essa amostra imersa em um

recipiente com gua e aquecida a uma taxa de 5C/minuto. O ponto

de amolecimento obtido quando a bola de ao atinge a placa de ao

que faz parte do conjunto padronizado.

Conjunto padronizado utilizado no ensaio de ponto de amolecimento

(anel e bola)

Ductilidade

A ductilidade a capacidade do asfalto de se alongar na

forma de um filamento. Por meio dessa caracterstica, possvel

avaliar a coeso dos asfaltos.

5 Vdeos do ensaio disponveis em

http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico_03.htm#PontodeAmolecimento 6 Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT131_2010_ME.pdf



O ensaio que normatiza essa avaliao a ABNT NBR

6293/2001. O DNIT tambm normatiza esse ensaio por meio da

norma DNIT 163/98-ME7.

Basicamente, o ensaio consiste em inserir uma amostra de

asfalto em um molde padronizado, o qual imerso na gua, a uma

temperatura de 25 C, e esticado em um aparelho, chamado de

ductilmetro8.

A medida de ductilidade obtida pelo alongamento da

amostra, em centmetros, antes da ruptura da amostra de asfalto.

Para o CAP 50/70, por exemplo, a ductilidade deve ser de,

no mnimo, 60 cm.

Ensaio de ductilidade em execuo

Solubilidade

A solubilidade uma medida que tem por objetivo

verificar a pureza do asfalto, sendo utilizado para medir a quantidade

de betume presente na amostra de asfalto. As especificaes tcnicas

7 Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME163-98.pdf


http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico_02.htm#Dutilidade



exigem um grau de pureza de, no mnimo 99,5% para os cimentos

asflticos.

Para a solubilidade ser avaliada, realizado um ensaio9,

normatizado pela ABNT NBR 14855/2002. Basicamente, o ensaio

consiste em misturar o asfalto a um solvente (tricloroetileno,

normalmente), e, aps isso, filtrar essa mistura atravs de um

cadinho perfurado.

A quantidade de material retido no cadinho representa as

impurezas do asfalto.

Ponto de Fulgor

O ponto de fulgor representa a menor temperatura na qual

os vapores emanados pelo asfalto se inflamam em contato com uma

chama padronizada.

Vimos nesta aula que o asfalto pode ser aquecido a

temperaturas de at 177C. Deve-se assegurar, porm, que, nessa

temperatura, no exista riscos de exploses ou incndios.

Assim, a norma estabelece que o ponto de fulgor deva ser

de, no mnimo, 235C para os cimentos asflticos, o que d certa

segurana para o manuseio na temperatura limite de 177C.

A norma brasileira10 que regra esse ensaio a ABNT NBR

11341/2004, sendo que o equipamento utilizado nesse ensaio

representado pela figura a seguir (Vaso Cleveland).


http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico_02.htm#SolubilidadeTeordeBetume 10

Vdeos do ensaio disponveis em http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico_02.htm#PontodeFulgor



Equipamento utilizado no ensaio de Ponto de Fulgor

Espuma

Os cimentos asflticos de petrleo no devem conter gua.

O asfalto aquecido misturado com gua pode gerar espumas em

razo da formao de bolhas de gua aquecidas.

Desse modo, a liberao dessas bolhas aps o aquecimento

pode causar exploses, implicando em acidentes tanto no

armazenamento quanto no transporte dos asfaltos.

Apesar de no haver ensaios normatizados para verificar a

presena de gua no CAP, o normativo vigente estabelece que o CAP

no pode apresentar espuma quando aquecido a 175C11.

Assim, juntamente com o ensaio de ponto de fulgor, um

ensaio que atesta a segurana do asfalto utilizado.

11

Vdeos disponveis em http://transportes.ime.eb.br/MATERIAL%20DE%20PESQUISA/LABOTATORIO/LAB%20LIGANTES/03_ensaios_cimento_asfaltico.htm#Espumagua



Suscetibilidade Trmica

O pavimento asfltico est sujeito variao que ocorre na

temperatura ambiente ao longo de sua vida til.

Apesar dessa variao, para ser utilizado em servios de

pavimentao, desejvel que no haja alteraes significativas das

propriedades mecnicas dos asfaltos.

Para avaliarmos a sensibilidade do asfalto variao de

temperatura, podemos utilizar uma medida chamada de

suscetibilidade trmica, criada a partir da aplicao do procedimento

formulado por Pfeiffer e Van Doormaal, por meio do qual obtido o

ndice de suscetibilidade trmica, ou ndice de penetrao (IP):

=20500(tan )

1+50(tan ) ,

Onde:

tan =log 800log P

PA25;

PA = temperatura do ponto de amolecimento do CAP (em C);

P = Penetrao do CAP (em dcimos de milmetro)

As normas brasileiras exigem que os cimentos asflticos

tenham um ndice de suscetibilidade entre -1,5 e +0,7.

Valores superiores a +1 indicam asfaltos oxidados, pouco

sensveis a elevadas temperaturas e quebradios em temperaturas

mais baixas. J os valores de IP inferiores a -2 indicam asfaltos muito

sensveis a elevadas temperaturas.



ASFALTOS MODIFICADOS POR POLMERO

Os asfaltos modificados por polmero so uma classe

especial de cimentos asflticos, cujas composies so obtidas a

partir da adio de polmeros elastmeros ao cimento asfltico

convencional.

Por definio, esses polmeros so macromolculas

sintticas, com propriedades elsticas, e, quando aquecidos, se

decompe antes do amolecimento.

Por meio dessas modificaes, os cimentos asflticos tm

suas propriedades melhoradas em relao ao asfalto convencional,

entre as quais podemos citar:

Aumento da resistncia formao de trilhas de roda;

Aumento da resistncia ao envelhecimento e oxidao;

Aumento da vida de fadiga;

Aumento da flexibilidade e elasticidade (elastmeros);

Reduo dos custos de manuteno dos pavimentos.

A melhoria de desempenho proporcionada pelos asfaltos

modificados resulta em um custo mais elevado das obras.

Normalmente, o custo desses asfaltos cerca de 50% superior ao

dos asfaltos convencionais.

Sendo assim, os asfaltos modificados so indicados para

rodovias com trfego pesado, e com condies adversas de clima,

onde o benefcio necessrio de desempenho compense o custo de

construo a maior.



Propriedades Fsicas

A Resoluo n 32/201012 da ANP estabelece os padres de

qualidade esperados dos cimentos asflticos modificados por

polmeros elastomricos.

Muitas das exigncias se referem s propriedades fsicas

que j vimos nesta aula, como a penetrao, o ponto de

amolecimento, entre outros.

A referida norma classifica os asfaltos modificados nos

seguintes tipos: CAP 55/75-E, CAP 60/85-E e CAP 65/90-E.

IMPORTANTE!

Dissemos anteriormente que a classificao dos cimentos

asflticos convencionais se d por meio do ensaio de penetrao.

Como exemplo, citamos o caso do CAP 50/70, que possui uma

penetrao que varia de 50 a 70 dcimos de milmetro.

No caso dos asfaltos modificados, porm, o critrio de

classificao dado por meio de duas propriedades fsicas: o ponto

de amolecimento e a recuperao elstica. De tal forma, por

exemplo, o CAP 60/85-E possui um ponto de amolecimento mnimo

de 60C. Trataremos, agora, da recuperao elstica.

Recuperao elstica ou retorno elstico

O comportamento elstico caracterstico dos asfaltos

modificados. Sendo assim, por meio do ensaio normatizado pela

ABNT, NBR 14.756/2004, pode-se avaliar o percentual de

12

Disponvel em http://nxt.anp.gov.br/nxt/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2010/setembro/ranp%2032%20-%202010.xml



recuperao elstica do asfalto. Tal ensaio tambm normatizado

pelo DNIT, por meio da Norma 130/2010-ME13.

Para o ensaio de recuperao elstica tambm utilizado o

ductilmetro (equipamento do ensaio de ductilidade), com a

utilizao de um molde diferenciado.

Basicamente, o ensaio consiste em esticar o molde em 20

0,5cm (L1) a uma velocidade de 5cm/min. Aps isso, o ligante

seccionado com o auxlio de uma tesoura, e, em seguida, o material

deixado em repouso no equipamento durante 60 minutos, a 25C.

Com isso, a parte esticada do asfalto tende a retornar ao

tamanho original.

Depois, o ductilmetro manuseado at que as duas

extremidades do corpo de prova encostem uma na outra, quando

feita outra medida (L2) no equipamento.

Assim, o percentual de recuperao elstica calculado pela

expresso:

% =1 2

1 100

Como dissemos anteriormente, a recuperao elstica um

dos critrios de classificao dos asfaltos modificados. Assim, o CAP

60/85-E deve possuir uma recuperao elstica, mnima, de 85%.

A imagem abaixo evidencia como esse ensaio consegue

diferenciar um asfalto convencional e um asfalto modificado.

13

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT130_2010_ME.pdf



A amostra inferior, de asfalto modificado, mostra uma elasticidade

maior que a amostra superior, de asfalto convencional.

A imagem a seguir demonstra o comportamento das

mesmas amostras aps o corte.

Pode-se perceber que o retorno elstico da amostra inferior, de asfalto modificado, maior que o da amostra superior.

Viscosidade

Pessoal, quando falamos sobre a viscosidade dos cimentos

asflticos convencionais, explicamos que sua medida era estabelecida

empiricamente por meio do viscosmetro Saybolt-Furol, esto

lembrados?

Todavia, para os asfaltos modificados por polmeros, a

viscosidade medida por outro equipamento, chamado de

viscosmetro Brookfield, amplamente utilizado na Europa e nos

Estados Unidos.



Viscosmetro Brookfield

Apesar de ser um equipamento mais caro que o Saybolt-

Furol, a vantagem da utilizao desse equipamento a possibilidade

de obter a curva viscosidade x temperatura de forma mais rpida, e

com apenas uma amostra.

ASFALTOS MODIFICADOS POR BORRACHA DE PNEUS

Alm do polmero, outra forma de incorporar benefcios ao

asfalto, melhorando seu desempenho, por meio da adio de

borracha de pneus.

Existe tambm um ganho ambiental com essa adio, pois

so utilizados pneus inservveis para a fabricao do asfalto-borracha,

ou asfalto modificado por borracha moda de pneus.

Esse produto pode ser obtido de duas formas:

a) Terminal Blending a borracha moda adicionada ao asfalto

convencional, e misturado em equipamentos especiais pelas

empresas distribuidoras de asfaltos, sendo assim um produto

estocvel;

b) Continuous Blending a borracha moda adicionada ao asfalto

convencional, e misturado no prprio local da obra, anteriormente



usinagem do concreto asfltico, sendo assim um produto no

estocvel.

A Resoluo n 39/200814 da ANP que estabelece os

padres de qualidade do asfalto-borracha do tipo Terminal Blending.

Nessa norma, so definidos os desempenhos esperados quanto ao

ensaio de penetrao, ponto de amolecimento, ponto de fulgor,

recuperao elstica, entre outros.

Alm disso, so definidos os dois tipos de asfalto-borracha

fabricados no Brasil: o AB-8 e o AB-22.

Caractersticas Fsicas Viscosidade

Pessoal, quanto ao asfalto-borracha, a viscosidade uma

caracterstica importante, pois, por meio dessa medida que so

classificados os asfaltos-borracha.

Da mesma forma como o asfalto modificado por polmero, a

viscosidade do asfalto-borracha obtida por meio do viscosmetro

Brookfield.

Assim, por exemplo, o AB-8 deve possuir uma viscosidade,

a 175 C que varia entre 800 e 2000 cP [centiPoise]. O AB-22, entre

2200 e 4000 cP.

14

Disponvel em http://nxt.anp.gov.br/nxt/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2008/dezembro/ranp%2039%20-%202008.xml?fn=document-frameset.htm$f=templates$3.0



Utilizao

O asfalto-borracha pode ser empregado na fabricao de

concreto asfltico, servio esse normatizado pelo DNIT por meio da

norma ES-112/200915.

Em linhas gerais, com o asfalto-borracha h uma sensvel

melhoria no desempenho do concreto asfltico, com aumento da sua

resistncia e desempenho, o que garante uma vida til mais

prolongada ao revestimento.

Pessoal, vale ressaltar que esse aumento de desempenho

relativo, ou seja, varia conforme as caractersticas da rodovia, em

termos de carga, clima e estrutura.

Como contrapartida, o custo do servio quando utilizado o

asfalto-borracha maior em comparao ao asfalto convencional.

OS ASFALTOS DILUDOS

Pessoal, vimos que o asfalto deve ser aquecido a altas

temperaturas para poder ser estocado, manuseado e transportado,

esto lembrados?

Pois bem, para determinados usos, o manuseio e aplicao

do CAP em altas temperaturas torna-se um inconveniente, alm de

trazer riscos de acidentes.

Dentro desse contexto que surgem os asfaltos diludos, ou

cut-backs, os quais so fabricados a partir da mistura CAP com um

diluente voltil, obtido tambm a partir do petrleo.

15

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT112_2009_ES.pdf



Assim, com essa diluio, obtm-se um ligante asfltico no

estado lquido em temperaturas ambientes e, dessa forma, podendo

ser estocado, manuseado e aplicado sem a necessidade de

aquecimento.

Tipos

Existem dois tipos de asfaltos diludos: cura mdia (CM) e

cura rpida (CR).

A cura do asfalto diludo se refere velocidade de perda

dos elementos volteis (solvente) aps a sua aplicao.

Melhor explicando, o asfalto diludo, aps a sua aplicao,

perde os elementos volteis que fazem parte da sua composio.

Assim, aps esse tempo de cura, o produto final volta a ter a

consistncia inicial do CAP, ou seja, semisslido.

Essa diferenciao da velocidade de cura (rpida e mdia)

conseguida a partir da utilizao de diferentes tipos de solventes, da

seguinte forma:

CR: o solvente utilizado a nafta, mais voltil, sendo que a

cura ocorre numa velocidade maior (rpida);

CM: o solvente utilizado o querosene, menos voltil, e a cura

ocorre numa velocidade menor (mdia).

A Resoluo da ANP n 30/200716 estabelece as

especificaes tcnicas dos asfaltos diludos fabricados no Brasil,

dividindo em quatro categorias diferentes:

Cura Rpida: CR-70 e CR-250;

16

Disponvel em http://nxt.anp.gov.br/nxt/gateway.dll/leg/resolucoes_anp/2007/outubro/ranp%2030%20-%202007.xml



Cura Mdia: CM-30 e CM-70.

Veremos adiante a diferena entre eles.

Utilizao

O principal uso desse ligante em obras rodovirias no

servio de imprimao, que consiste na aplicao do asfalto diludo

sobre uma superfcie de base concluda, anteriormente execuo do

revestimento asfltico, com o objetivo de impermeabilizar e conferir

aderncia entre a camada de base e do revestimento.

Para esse servio, o asfalto diludo CM-30 o produto mais

utilizado no Brasil.

ATENO!

Apesar de estarem normatizados no Brasil tanto os asfaltos

de CM quando de CR, segundo a norma do DNIT (ES-144/2010)17,

devem ser utilizados no servio de imprimao apenas os asfaltos

diludos do tipo CM.

Servio de imprimao asfltica onde utilizado o asfalto diludo. 17




Propriedades Fsicas

As normas brasileiras estabelecem alguns critrios de

qualidade a respeito asfaltos diludos. A principal delas que merece

ser citada justamente aquela que classifica os asfaltos diludos,

trata-se da viscosidade cinemtica.

Viscosidade Cinemtica

A viscosidade cinemtica outra forma de medida da

viscosidade dos materiais. Trata-se da razo entre a viscosidade e a

respectiva massa especfica do material. Nesse caso, a unidade de

medida o centistoke (cSt).

Assim, a classificao dos asfaltos diludos provm do limite

inferior de viscosidade cinemtica admissvel para cada tipo desse

ligante.

Assim, o CM-30, por exemplo, tem uma viscosidade

cinemtica que varia de 30 a 60 cSt, a 60 C. Para o CM-70 a

viscosidade cinemtica varia de 70 a 140 cSt, na mesma temperatura

de 60 C.

Por esses nmeros, percebe-se que o CM-30 menos

viscoso que o CM-70, ou seja, menos consistente e possui uma

fluidez maior.

Como o CM-30 menos viscoso, presume-se que seja

utilizado menos CAP e mais solvente, se compararmos com o CM-70,

correto?

E realmente isso que ocorre, o CM-30 possui cerca de

52% de CAP, enquanto que o CM-70, cerca de 63%.



IMPORTANTE!

Assim, em razo dessa maior quantidade de CAP, o CM-70

utilizado apenas quando da imprimao em camadas de bases com

textura mais aberta. Para as bases mais usuais, de textura mais

fechada, utiliza-se o CM-30.

Outras Propriedades Fsicas

As demais propriedades fsicas exigidas para os asfaltos

diludos j foram vistas anteriormente nesta aula. Tratam-se da

viscosidade Saybolt-Furol e do Ponto de Fulgor.

AS EMULSES ASFLTICAS

A emulso pode ser definida como a disperso de

pequenas partculas de um lquido em outro lquido, sendo que esses

lquidos so imiscveis.

Sendo assim, nas emulses asflticas, os lquidos

imiscveis so o CAP e a gua.

Entretanto, a emulso no se forma quando o CAP e a

gua so misturados, haja vista a elevada viscosidade do CAP.

Ento, para que seja obtida uma emulso, necessrio

que o CAP seja transformado em pequenas partculas, possibilitando

a sua disperso na gua.

Alm disso, utilizado um elemento auxiliar, chamado de

agente emulsificante, como o objetivo de dar estabilidade emulso,

evitando a reaproximao das partculas dispersas de CAP.

Assim, em linhas gerais, as emulses asflticas so

compostas por:



30 a 50% de fase aquosa,

50 a 70% de CAP e

0,1 a 2,5% de agentes emulsificantes.

Vantagens

Podemos citar as principais vantagens da aplicao de

emulses asflticas em obras rodovirias:

- Excelente adesividade;

- Viabiliza a confeco de misturas com agregados mesmo midos;

- Permite a estocagem do ligante em temperatura ambiente;

- Possibilita a estocagem de misturas asflticas;

- Dispensa equipamentos sofisticados de usinagem, transporte e

aplicao;

- Enseja a confeco de misturas asflticas com baixa demanda

energtica.

Tipos de Emulses Asflticas

As especificaes brasileiras para as emulses asflticas

so definidas por meio da Resoluo n 7/198818 do Conselho

Nacional de Petrleo.

Os tipos de emulso fabricados no Brasil so classificados

da seguinte forma:

18

Disponvel em http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/folder_resolucoes/resolucoes_cnp/1988/rcnp%207%20-%201988.xml



- Quanto ruptura: rpida (RR), mdia (RM) ou lenta (RL);

- Quanto faixa de viscosidade: (1) ou (2);

- Quanto carga inica do emulsificante: catinica (C).

Ruptura

Dissemos que as emulses so partculas dispersas de

CAP num meio aquoso, com a adio de agentes emulsificantes que

conferem estabilidade emulso.

A ruptura se refere justamente quebra do equilbrio da

emulso pelo seu contato com o agregado.

Melhor explicando, quando a emulso misturada com o

agregado, quimicamente, ocorre o rompimento da pelcula que

envolve as partculas de asfalto.

Esse rompimento possibilita novamente a unio entre as

partculas de asfalto. O resultado dessa ruptura, ento, que os

agregados ficaro recobertos, apenas, pela pelcula de asfalto.

Visualmente essa ruptura perceptvel, j que a emulso

apresenta uma colorao marrom, e aps o rompimento, uma

colorao preta, caracterstica do asfalto residual.

Amostra de emulso asfltica, de colorao marrom.



Desse modo, a velocidade pela qual ocorre essa ruptura

considerada na classificao das emulses: RR, RM ou RL.

Faixa de Viscosidade

As emulses do tipo (1), como o RR-1C, possuem uma

menor viscosidade em relao s emulses do tipo (2), como o RR-

2C.

Como exemplo, as especificaes brasileiras estabelecem

que a viscosidade Saybolt-Furol da emulso RR-1C, a 50C, deve

estar entre 20 e 90 SSF. J a emulso RR-2C, a viscosidade deve

estar entre 100 e 400 SSF.

A utilizao de emulses do tipo (1) ou (2) depende do

servio a ser executado, como veremos mais adiante nesta aula.

Carga Inica

A carga inica est ligada ao agente emulsificante

utilizado na fabricao da emulso. As emulses catinicas, por

exemplo, so fabricados a partir de agentes do tipo amina.

Justamente essas emulses que so produzidas no

Brasil, por apresentar um melhor desempenho nos servios de

pavimentao.

A carga inica est ligada tambm adesividade da

emulso ao agregado a ser envolvido. desejvel que se tenha uma

boa adesividade entre ambos, de modo a promover uma melhor

cobertura do asfalto residual sobre o agregado.



Assim, as emulses catinicas apresentam melhor

adesividade aos agregados cujas cargas eltricas superficiais so

eletronegativas, tais como os arenitos e granitos. J as aninicas

apresentam melhor adesividade aos agregados do tipo eletropositivo,

de natureza calcria.

Utilizao

As emulses asflticas so utilizadas em diversos servios

de obras rodovirias, falaremos um pouco mais sobre os principais

servios.

Pintura de Ligao

Esse servio consiste na aplicao uniforme de emulso

asfltica, com o objetivo de promover a aderncia entre a camada de

base e o revestimento asfltico, ou entre camadas asflticas, sendo

desejvel que a ruptura da emulso ocorra de forma rpida nesse

servio.

Sendo assim, a norma no DNIT ES-145/201019 determina

que para esse servio seja utilizada a emulso asfltica do tipo RR-

1C, em razo da facilidade de aplicao (menos viscosa), alm de

proporcionar um menor custo de execuo, j que o preo de

aquisio desse insumo menor que o da emulso RR-2C.

Apesar disso, algumas normas estaduais ainda admitem a

utilizao da emulso RR-2C.

Como se trata de uma emulso de ruptura rpida, o

rompimento desse ligante ocorre em, no mximo, 20 minutos aps a

aplicao, em boas condies climticas.

19




Tratamentos Superficiais

O tratamento superficial um revestimento que consiste

na aplicao de ligantes asflticos e agregados, submetido

compresso.

O ligante asfltico utilizado nesse servio comumente a

emulso de ruptura rpida RR-2C, conforme indicam as normas do

DNIT ES-146/201020, 147/201021 e 148/201022. Outro tipo de ligante

que pode ser utilizado, de acordo com a mesma norma, o CAP 150-

200, apesar de no ser usual.

Alm disso, algumas normas regionais ainda admitem a

utilizao da emulso RR-1C.

Pessoal, citamos os principais exemplos de utilizao das

emulses asflticas em obras rodovirias. De fato, so materiais

bastante utilizados em diversos servios de pavimentao. A tabela

abaixo exemplifica bem isso:

Servio Emulso Asfltica

recomendada (DNIT)

Pintura de Ligao RR-1C

Tratamentos Superficiais RR-2C

Macadame Betuminoso RR-2C

Pr-misturado a frio RM-1C, RM-2C e RL-1C

Lama Asfltica RL-1C

20

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT146_2012-ES.pdf 21

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT147_2012-ES.pdf 22

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNIT148_2012-ES.pdf



2. OS AGREGADOS

Pessoal, como dissemos anteriormente, as misturas

asflticas so constitudas de ligantes asflticos, agregados e outros

materiais de enchimento.

Pois bem, neste captulo falaremos sobre os agregados

utilizados em pavimentao.

Sua aplicao nas camadas de pavimento ampla. Pode ser

empregado tanto na camada de revestimento (pavimentos flexveis

ou rgidos) quanto nas camadas inferiores, como a base e a sub-

base.

Classificao

Vamos tratar agora da classificao dos agregados:

Quanto natureza

Agregados Naturais so constitudos de gros oriundos da alterao

das rochas pelos processos de intemperismo ou produzidos por

processos de britagem. Exemplos: pedregulhos, seixos, britas, areias,

etc.

Agregados Artificiais so aqueles em que os gros so produtos ou

subprodutos de processo industrial por transformao fsica e qumica

do material. Exemplos: escria de alto forno, argila calcinada, argila

expandida.

Quanto ao tamanho

Agregado Grado o material com dimenses superiores a

2,00mm, ou seja, fica retido na peneira n 10 (2,0 mm). Exemplos:

britas, cascalhos, seixos, etc.



Agregado Mido o material com dimenses inferiores a 2,00mm e

superiores a 0,075mm, ou seja, passa na peneira n 10 (2,0 mm) e

fica retido na peneira n 200 (0,075 mm). Exemplos: p de pedra,

areia.

Agregado de enchimento ou material de enchimento o que passa

pelo menos 65% na peneira n 200 (0,075 mm). Exemplos: cal

extinta, cimento portland, etc.

O esquema abaixo facilita o entendimento:

Quanto distribuio dos gros

Graduao Densa aquela que apresenta distribuio contnua,

com material fino, suficiente para preencher os vazios entre os

agregados maiores, resultando numa densidade prxima mxima.

Graduao Aberta aquela que apresenta distribuio contnua,

mas com insuficincia de material fino (menor que 0,075mm) para

preencher os vazios entre as partculas maiores, resultando em um

maior volume de vazios.

Graduao Uniforme (tipo macadame) aquele que apresenta a

maioria de suas partculas com um mesmo tamanho, ou seja, de

granulometria uniforme, onde o dimetro mximo ,

aproximadamente, o dobro do dimetro mnimo.

2,00 mm 0,075 mm Agregado

Grado

Agregado

Mido Enchimento

mais que 65% (peneira 200) (peneira n10)

DIMENSES



Pessoal, o grfico a seguir mostra o comportamento da curva

granulomtrica dos agregados densos, abertos, uniformes e

descontnuos:

Observem que para a graduao densa, existe uma

quantidade de 20% de material passante na peneira com abertura de

2mm, ou seja, existe uma quantidade boa de agregado mido capaz

de preencher os vazios gerados pelo agregado grado.

Para os agregados de graduao aberta, existe uma

quantidade de aproximadamente 4% de material passante na peneira

com abertura de 2mm, ou seja, existe uma pequena quantidade de

agregado mido, a qual no capaz de preencher os vazios do

agregado grado.

Quanto aos agregados de graduao uniforme,

observem que a faixa granulomtrica se concentra entre os dimetros

de 10mm e 30mm aproximadamente, tendo, portanto, a maioria dos

gros com tamanho dentro dessa faixa.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

gem

pas

san

te %

Abertura das peneiras (mm)

Densa

Aberta

Uniforme

Descontnua



A distribuio contnua se refere ao fato de o agregado

apresentar gros em todas as faixas granulomtricas. Pelo grfico,

isso pode ser visualizado (em graduao densa e aberta) por no

haver uma mudana na curvatura das respectivas linhas.

A distribuio descontnua pode ser caracterizada pela

pequena porcentagem de materiais com tamanho intermedirio,

havendo assim uma descontinuidade no tamanho dos gros dos

agregados. No grfico, a distribuio descontnua proporciona uma

mudana na curvatura da curva granulomtrica, como podemos

visualizar no grfico anterior.

Definio dos principais agregados

Pessoal, iremos tratar nesta aula das propriedades fsicas

dos principais agregados utilizados em pavimentao. Sendo assim,

a vo algumas definies importantes:

Pedra afeioada: pedra bruta, trabalhada para fins especficos.

Exemplo: pedra para caladas (paraleleppedos);

Pedra marroada: pedra bruta, fragmentada por meio de marro

(martelo de ferro), com dimenses que permitem o manuseio;

Pedra no marroada: pedra bruta, no trabalhada;

Brita: material resultante da britagem da pedra;

Brita classificada: a brita cuja granulometria atende a determinados

limites de dimetro

Brita corrida (ou bica corrida): brita obtida sem granulometria

definida;

Pedrisco: brita com dimetro entre 6,4mm e 2,00mm (portanto um

agregado grado);



P de pedra: brita com partculas menores que 2,0mm (portanto um

agregado mido).

Propriedades Fsicas

Para garantir um bom desempenho no pavimento, os

agregados precisam atender a diversos requisitos.

Por meio das propriedades fsicas, podemos avaliar o

comportamento dos agregados, e analisar sua adequao para serem

utilizados em revestimentos ou em camadas inferiores como a base e

a sub-base do pavimento.

As propriedades fsicas requeridas dos agregados so:

granulometria, forma, absoro de gua, resistncia ao desgaste,

durabilidade, limpeza, adesividade, massa especfica aparente,

densidade real do gro e densidade aparente do gro.

Iremos discorrer, agora, sobre todas essas propriedades.

Granulometria

A granulometria do agregado representada por sua

curva granulomtrica (vimos anteriormente um exemplo dessa

curva).

Uma granulometria adequada assegura a estabilidade da

camada onde o agregado utilizado, da sua importncia. Essa

estabilidade est relacionada ao atrito entre os gros.



O ensaio de granulometria, por meio do qual se obtm a

curva granulomtrica do agregado, normatizado pela norma DNER-

ME 083/98.23

Por exemplo, para os concretos asflticos, existem trs

faixas granulomtricas nas quais os agregados devem se enquadrar:

Faixa A, Faixa B e Faixa C, conforme o grfico a seguir. Nessas

faixas existem limites inferiores e superiores nas quais a

granulometria do agregado deve se enquadrar.

Como se pode visualizar no grfico, a faixa

granulomtrica A possui agregados maiores em comparao com as

demais faixas.

Outros conceitos importantes advm da granulometria:

Dimetro Mximo corresponde a abertura da menor peneira na qual

passam, no mnimo, 95% do material.

Dimetro Mnimo corresponde a abertura da maior peneira na qual

passam, no mximo 5% do material.

23

Disponvel em http://ipr.dnit.gov.br/normas/DNER-ME083-98.pdf

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

gem

pas

san

te %


Faixa A

Faixa B

Faixa C



Dimetro Efetivo (D10) o ponto caracterstico da curva

granulomtrica para medir a finura do solo, que corresponde ao

ponto onde 10% dos gros do solo possuem dimetro inferior a ele.

Coeficiente de Uniformidade representa a distribuio do tamanho

dos gros do solo. Valores prximos de 1 indicam curva

granulomtrica quase vertical, com os dimetros variando em um

intervalo pequeno, enquanto que, para valores maiores, a curva

granulomtrica ir se abatendo e aumentando o intervalo de variao

dos dimetros. A frmula dada por: Cu = D60 / D10, onde D10 o

dimetro efetivo, e D60 o ponto da curva onde 60% dos gros do

solo possuem dimetro inferior a ele.

Exemplo:

Pessoal, no exemplo acima, o dimetro onde 95% dos gros

passam de 8 mm. Assim, o dimetro mximo de 9,5 mm, que

corresponde menor peneira (3/8) de dimetro superior a 8 mm.

05

101520253035404550556065707580859095

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

gem

pas

san

te %

Abertura das peneiras (mm)0,075 9,5

0,45



J o dimetro onde 5% dos gros passam de 0,2 mm.

Assim, o dimetro mnimo de 0,075 mm, equivalente maior

peneira (n 200) de dimetro inferior a 0,2 mm.

Por fim, o dimetro efetivo de 0,45 mm que corresponde

ao percentual de 10% de material passando.

Segundo a norma DNIT 031/2006-ES, a faixa

granulomtrica a ser escolhida deve ser aquela cujo dimetro

mximo do agregado seja inferior a 2/3 da espessura da camada.

Assim, para uma camada de 4,5 cm, por exemplo, o dimetro

mximo do agregado dever ser de 30,0 mm.

Forma

A forma dos agregados influi diretamente na resistncia ao

cisalhamento das misturas asflticas.

Assim, para se obter uma melhor resistncia, desejvel

que os gros possuam formas cbicas e de arestas afiladas,

resultando assim num maior intertravamento dos gros.

Gros lamelares (em formato de lmina) ou alongados no

so desejveis. Vejam as fotos abaixo:

agregados cbicos (desejveis) agregados lamelares (indesejveis)



Para se avaliar a forma dos gros, utilizado chamado o

ndice de forma, normatizado pela norma DNER-ME 086/94. Esse

ndice varia de 0 a 1, onde o valor 1 denota uma tima cubicidade, e

o valor 0 denota agregados lamelares.

Como exemplo, para os agregados utilizados em concretos

asflticos, o ndice de forma deve ser superior a 0,5, conforme

determina a norma DNIT 031/2006-ES. Tal ndice tambm exigido

para os tratamentos superficiais.

Absoro de gua

A absoro de gua a medida utilizada para avaliar a

porosidade dos agregados. O ensaio que possibilita a obteno da

porosidade a normatizado por meio da norma DNER-ME 081/98.

Basicamente, o ensaio consiste em submergir os agregados

no perodo de 24 horas e avaliar a quantidade absorvida de gua por

uma determinada massa de gros.

Tal avaliao torna-se importante, pois os agregados

porosos absorvem tambm os ligantes no caso dos revestimentos

asflticos. Desse modo, para agregados porosos existe a necessidade

de uma maior taxa de ligante em comparao aos agregados menos

porosos.

Apesar de a norma de concreto asfltico no estabelecer

regras para a porosidade dos agregados, no desejvel a utilizao

de agregados muito porosos em pavimentao.



Resistncia ao desgaste

Os agregados utilizados em pavimentao devem tambm

possuir uma boa resistncia ao desgaste. O processo de fabricao

das misturas asflticas, bem como a ao do trfego de veculos

sobre as camadas mais superficiais revestimento asfltico,

demandam essa resistncia dos agregados.

Com o objetivo de avaliar o desgaste dos agregados

comumente utilizado o ensaio de abraso Los Angeles (DNER-ME

035/98). Para os agregados utilizados em camadas inferiores de sub-

base e base, tambm requerido determinado desempenho nesse

mesmo ensaio.

Basicamente, o ensaio de abraso Los Angeles consiste em

inserir, dentro do equipamento mostrado na foto abaixo, 5 kg do

agregado e esferas de ao normatizadas.

Equipamento para ensaio de abraso Los Angeles

O equipamento sofre diversas rotaes, de modo que os

agregados sofram um desgaste proporcionado pelo contato com as

esferas.



Por meio da avaliao da massa de agregados retidos na

peneira n 12 (1,7mm) antes e depois das rotaes, que se obtm

o ndice de abraso.

O ndice pode variar de 0 a 100%. Dessa forma, o ndice

zero representa agregados muito duros e extremamente resistentes

ao desgaste, indicando que houve nenhum desgaste aps o ensaio de

abraso. J o ndice 100% representa agregados muito sensveis ao

desgaste.

As normas do DNIT exigem ndices iguais ou inferiores a

50% para os agregados serem utilizados em pavimentao.

Entretanto, caso os agregados no atinjam esse

desempenho, possvel que sejam feitas novas avaliaes para que

se possa decidir, em definitivo, pela adequabilidade do agregado

quanto resistncia ao desgaste. Para o caso dos agregados de

misturas asflticas, h o ensaio normatizado em DNER-ME 401/99

determinao do ndice de degradao de rochas aps compactao

Marshall, com ligante IDML e sem ligante - IDM.

J para os agregados utilizados em camadas inferiores de

base e sub-base, e tambm para os agregados de misturas asflticas

admitida a utilizao de agregados com ndice de abraso superior

a 50% no caso de em utilizao anterior o agregado tiver

comprovado desempenho satisfatrio.

Pessoal, fiquem atentos a esses detalhes!

Durabilidade

Os agregados utilizados em pavimentao tambm sofrem

com a ao do meio ambiente ao longo de sua vida til.



Assim, com o objetivo de avaliar a durabilidade dos

agregados, existe um ensaio normatizado que avalia o

comportamento do agregado submetido a solues padronizadas de

sulfato de sdio ou de magnsio (DNER ME-089/94).

Basicamente, o ensaio consiste em imergir nessa soluo

uma determinada quantidade de agregados, por cinco vezes com

durao de 16 a 18 horas cada ciclo. A perda de massa dos

agregados decorrente dessas imerses deve ser inferior a 12% para o

caso dos agregados utilizados em misturas asflticas.

Para os agregados usados em camadas inferiores, a

tolerncia chega a ser de 20% para a soluo em sulfato de sdio.

Limpeza

Os agregados para serem usados na pavimentao asfltica

devem ser isentos de substncias nocivas, tais como argila, matria

orgnica, vegetao, etc. Tais exigncias caracterizam, assim, a

limpeza do agregado.

No caso dos agregados midos, existe um ensaio em que

possvel avaliar o percentual de impurezas. Trata-se do ensaio de

equivalente de areia (DNER-ME 054/97).

Basicamente, tal ensaio consiste em obter uma amostra

com gros inferiores a 4,8 mm e inseri-la em uma soluo

padronizada de cloreto de clcio, glicerina e formaldedo dentro de

uma proveta. Aps 20 minutos em repouso, a soluo contendo o

agregado agitada, e, aps isso, aguarda novamente em repouso

por mais 20 minutos.

O resultado pode ser demonstrado na figura a seguir:



O equivalente de areia obtido a partir da relao entre a

altura, na proveta, dos agregados, e a altura das impurezas.

Desse modo, quanto maior for o resultado dessa relao,

maior ser a quantidade de agregados em comparao a quantidade

de argila (impurezas) nos agregados, correto? Portanto, desejvel

que o equivalente de areia seja o maior possvel.

As normas de pavimentao exigem que o equivalente de

areia para os agregados seja de, no mnimo, 55%.

Adesividade

desejvel que os agregados possuam uma boa

adesividade com os ligantes asflticos. Essa propriedade no deve ser

afetada na presena de gua, o que comprometeria a utilizao do

agregado e o desempenho do pavimento.

A fim de verificar o desempenho do agregado quanto

adesividade, foi normatizado o ensaio DNER-ME 078/94.

Basicamente, o ensaio consiste em envolver uma amostra

de agregados ao ligante (CAP, emulso ou asfalto diludo).

Posteriormente, essa amostra imersa na gua no perodo de 72

horas.

Agregados

Argila (impurezas)

Soluo



O resultado do ensaio considerado satisfatrio se o ligante

envolto no agregado no se deslocar. Caso contrrio, ser necessrio

acrescentar mistura asfltica algum melhorador de adesividade.

Podemos dividir esses melhoradores de adesividade em dois

grupos:

a) Slidos cal extinta, p calcrio, cimento portland;

b) Lquidos dopes.

Massa especfica aparente

A massa especfica se refere relao entre a massa e o

volume dos agregados, comumente conhecida como densidade.

Dentro desse conceito de massa especfica, existem trs grandezas

fundamentais: massa especfica real, aparente e efetiva.

Os conceitos de massa especfica real e efetiva sero

apresentados posteriormente quando iremos falar dos solos. Por

agora, nos ateremos massa especfica aparente.

Por definio, a massa especfica aparente a relao entre

a massa do agregado seco e seu volume, incluindo-se os vazios

permeveis.

O volume representado pela linha pontilhada

Nesses vazios a gua fica retida mesmo no caso de a

superfcie do agregado estar seca.

Vazios

permeveis



Para os agregados grados, a massa especfica seca

obtida conforme a norma DNER-ME 195/97. Para os agregados

midos, conforme a norma DNER-ME 194/98.

Pessoal, vimos neste captulo as principais propriedades fsicas dos

agregados. Agora vamos falar sobre o ltimo captulo na nossa aula

de hoje!

3. SOLOS

Segundo o DNIT, no mbito da engenharia rodoviria, o solo

definido como todo tipo de material orgnico ou inorgnico,

inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfcie

da terra. Em outras palavras, solo representa qualquer material que

possa ser escavado.

Descrio dos solos

Como vimos, a definio de solos bastante genrica, desse

modo, faz-se necessrio classific-los de acordo com as suas

propriedades fsicas principais.

A classificao mais comum se refere composio

granulomtrica, onde os solos so classificados da seguinte forma:

Pedregulho: frao do solo que passa na peneira de 3 e retida na

peneira de 2,00 mm (n 10);

Areia: frao do solo compreendida entre as peneiras de 2,00 mm

(n 10) e retida na peneira de 0,075 mm (n 200);

Areia Grossa: frao do solo compreendida entre as peneiras de

2,00 mm (n 10) e de 0,42 mm (n 40);



Areia fina: frao do solo compreendida entre as peneiras de 0,42

mm (n 40) e de 0,075 mm (n 200);

Silte: frao do solo com tamanho dos gros compreendido entre

0,075 mm (peneira n 200) e 0,005 mm;

Argila: frao do solo com tamanho dos gros abaixo de 0,005 mm.

Podemos agregar essa classificao anterior em trs grupos, com

caractersticas bem definidas:

Areias e Pedregulhos (solos de comportamento arenoso): possuem

granulao grossa, e gros constitudos principalmente de quartzo

(slica pura). Seu comportamento pouco varia com a quantidade de

gua que envolve os gros. So solos praticamente desprovidos de

coeso. Sua resistncia deformao est atrelada ao entrosamento

e atrito entre os gros.

Silte: solos intermedirios, podendo apresentar comportamento

tendendo ao arenoso ou ao argiloso, a depender da sua distribuio

granulomtrica, da forma e da mineralogia dos gros.

Argilas (solos com comportamento argiloso): possuem granulao

fina, com gros lamelares, alongados e tubulares, com elevada

superfcie especfica. Sua constituio de minerais arglicos. O

comportamento varia sensivelmente com a quantidade de gua que

envolve os gros. So solos coesivos. A coeso varia conforme a

umidade, sendo maior em argilas mais secas.

Pessoal, agora que j tiramos o essencial das definies mais

importantes de solos, vamos s propriedades fsicas e mecnicas dos



solos! O que veremos a partir de agora possui grande incidncia em

questes de concursos!

Propriedades Fsicas e Mecnicas

As propriedades fsicas e mecnicas que iremos tratar aqui

so: permeabilidade, capilaridade, compressibilidade, elasticidade,

contratilidade e expansibilidade, e resistncia ao cisalhamento.

Normalmente, as questes de prova tem cobrado cada vez menos

conhecimento com base na decoreba, e mais em termos de

raciocnio. Nessa linha que pretendo apresentar essas propriedades

dos solos, ok?

Permeabilidade

A permeabilidade uma propriedade que os solos

apresentam ao permitir a passagem de gua sob a ao da gravidade

ou de presso. A permeabilidade de um solo medida pelo valor de

seu coeficiente de permeabilidade (k). Esse coeficiente representa a

velocidade de escoamento atravs da massa do solo, sob a ao de

um gradiente hidrulico.

Desse modo, quanto maior o ndice de vazios de um solo,

maior ser a velocidade de escoamento da gua, e, portanto, maior

ser seu coeficiente de permeabilidade.

Numa comparao entre os solos arenosos e os argilosos,

aqueles possuem uma maior permeabilidade, e numa comparao

entre solos arenosos de graduao aberta e densa, esses possuem

uma menor permeabilidade.



Capilaridade

a propriedade que os solos apresentam de poder absorver

gua por ao da tenso superficial, inclusive opondo-se fora da

gravidade.

Pessoal, nesse caso, o raciocnio inverso ao da

permeabilidade. Nos solos com um maior nmero de vazios,

predomina a ao da gravidade, tornando mais dificultosa a

capilaridade dentro de um solo.

O mesmo raciocnio pode ser feito com relao

capilaridade em funo do tamanho das partculas de um solo. Solos

de partculas menores, como as argilas, possuem elevada superfcie

especfica e um pequeno ndice de vazios, portanto tem uma

capacidade maior de capilaridade em relao aos solos arenosos.

Explicando de uma forma mais simples, a capilaridade

ocorre porque as molculas de gua se agarram superfcie das

partculas de solo.

Compressibilidade

a propriedade que os solos apresentam de se deformar,

com diminuio de volume, sob a ao de uma fora de compresso.

A compressibilidade se refere quando da compactao de

solos no saturados, e tambm quando do adensamento de solos

saturados. No caso da compactao, a reduo de vazios se d

custa da expulso de ar, enquanto no adensamento, pela expulso de

gua. Ambos esses casos se referem, portanto, propriedade

compressvel dos solos.



Importante destacar que o adensamento de um solo

saturado funo de sua permeabilidade. Solos permeveis, como os

arenosos, tem uma facilidade maior de escoar (e expulsar) a gua.

Essa facilidade, em contrapartida, no se encontra em solos

pouco permeveis, como os argilosos.

Elasticidade

A elasticidade a propriedade que os solos apresentam de

recuperar a forma original, aps cessado um esforo que os

deformem.

desejvel que os solos aplicados em pavimentao,

quando submetidos ao do trfego, recuperem-se quase

completamente das deformaes (elsticos). Por exemplo, a cada

ao do trfego, h uma deformao do solo e uma recuperao da

forma original.

Entretanto, a repetio dessas deformaes elsticas, de

forma excessiva, resulta no fissuramento do pavimento.

Contratilidade e Expansibilidade

So propriedades tpicas das argilas. A contratilidade se

refere diminuio do volume do solo em razo da diminuio da

umidade. A expansibilidade o oposto, ou seja, o aumento de

volume do solo decorrente do aumento de umidade.



Resistncia ao Cisalhamento

A resistncia ao cisalhamento dos solos definida como a

mxima presso de cisalhamento que o solo pode suportar sem

sofrer ruptura.

Tal resistncia tem fundamental importncia para evitar

problemas como escorregamentos de taludes naturais, de barragens,

de aterros sobre solos de baixa resistncia, entre outros.

Por exemplo, a figura a seguir ilustra um talude comumente

encontrado em obras rodovirias:

A superfcie curva representada por AB simboliza

superfcie por meio da qual ocorre o escorregamento do talude. Desse

modo, deve haver um equilbrio entre a resistncia ao cisalhamento e

o peso do macio a ser deslocado

Essa resistncia determinada em funo de dois

parmetros principais do solo: o atrito e a coeso.

O atrito representa a interao entre duas superfcies na

regio de contato. Quanto maior o atrito entre as superfcies,

naturalmente, menor a probabilidade de ocorrerem deslizamentos

entre essas superfcies.

A coeso uma caracterstica tpica dos solos argilosos,

onde ocorre uma ligao entre os gros que permite manter-se

coeso, com resistncia, mesmo sem a ocorrncia de presses

P

A

B

Resistncia ao Cisalhamento



externas ao solo. Como vimos anteriormente, as areias e pedregulhos

no possuem essa coeso.

Desse modo, a resistncia ao cisalhamento representada

pela seguinte frmula:

= . tan +

Onde C representa a coeso dos solos, a presso efetiva

normal ao plano de ruptura, e representa o ngulo de atrito interno

do solo.

Graficamente pode ser apresentado da seguinte forma:

Caracterizao dos Solos

Nem todo tipo de solo pode ser empregado em

pavimentao rodoviria, preciso que o solo tenha determinadas

caractersticas que garantam o desempenho esperado, em termos de

resistncia e durabilidade.

Iremos ver a partir de agora, quais so as caractersticas

esperadas dos solos utilizados em pavimentao.

Granulometria

C

T



Assim como os agregados, a granulometria dos solos torna-

se importante para caracterizar os solos. Vimos anteriormente que a

descrio dos solos (areia, argila, silte, etc) feita com base no

tamanho dos gros.

Para os solos, a anlise granulomtrica tambm feita por

peneiramento, segundo a metodologia estabelecida na norma DNER-

ME 080/94.

Entretanto, a anlise por peneiramento possvel ser feita

apenas para partculas de dimetro superior a 0,075mm (equivalente

peneira n 200). Para os solos com dimetro menor que 0,075 mm

utiliza-se o mtodo de sedimentao (DNER-ME 051/94).

Esse mtodo de sedimentao estabelece o dimetro das

partculas a partir da velocidade de sedimentao em um lquido de

viscosidade e peso especfico conhecidos.

O resultado, da mesma forma que os agregados, a

apresentao da curva granulomtrica dos solos.

Para demonstrar como a granulometria uma caracterstica

exigvel dos solos utilizados em pavimentao, tomemos o exemplo

dos solos empregados na base do pavimento. exigido do solo o

enquadramento em determinadas faixas granulomtricas, as quais

garantem uma estabilidade do solo, conforme a figura a seguir,

segundo a norma DNIT 141/2010-ES.



Faixas granulomtricas exigidas para a camada de base em rodovias

com trfego elevado.

Todavia, no caso de o solo no se enquadrar em nenhuma

das faixas granulomtricas, ser necessrio mistur-lo com outro

solo, de modo a garantir a estabilidade granulomtrica da camada de

base.

Vale destacar que a exigncia da faixa granulomtrica no

se estende a todos os servios de uma obra rodoviria. Para o

subleito das rodovias, por exemplo, no so feitas quaisquer

exigncias quanto a essa caracterstica.

Limites de Consistncia

Por meio da caracterizao dos limites de consistncia,

podemos avaliar a plasticidade dos solos. A plasticidade uma

propriedade caracterstica das argilas, e consiste na capacidade de

ser moldado sem variao de volume, sob certas condies de

umidade.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

gem

pas

san

te %


Faixa A

Faixa B

Faixa C

Faixa D



Com o objetivo de delimitar a umidade na qual o solo

apresenta essa condio plstica, existem dois valores a serem

conhecidos: o limite de liquidez e o limite de plasticidade.

Limite de Liquidez

Os solos muito midos apresentam certa fluidez, quando

dizemos que esses solos se encontram em estado lquido.

Quando ocorre a perda de umidade desse solo, ele passa

para o estado plstico. A umidade equivalente ao limite entre o

estado lquido e plstico denominada limite de liquidez, ou LL.

Quanto maior a capacidade do em absorver a gua sem

entrar no estado lquido, maior ser o limite de liquidez desse solo.

Limite de Plasticidade

Esse mesmo solo em estado plstico, ao perder umidade,

chega a apresentar certa desagregao quando trabalhado. Esse

estado chamado de semisslido. A umidade equivalente ao limite

entre os estados plstico e semisslido chamada de limite de

plasticidade, ou LP.

Desse modo, podemos visualizar da seguinte forma esses

limites de consistncia:

Umidade

Crescente

Estado

Lquido

LL LP

Estado

Plstico Estado

Semisslido



A diferena numrica entre o LL e o LP chamada de ndice

de plasticidade (IP). Esse ndice representa o intervalo de umidade

em que o solo se encontra no estado plstico. Ou seja, quanto maior

o IP, maior ser o intervalo onde o solo se encontrar em estado

plstico. Na prtica, dizemos que quanto maior o IP maior ser a

plasticidade do solo.

O IP tambm pode ser interpretado como a quantidade

mxima de gua a ser adicionada ao solo, de modo que ele passe do

estado plstico para o estado lquido.

Como a plasticidade uma caracterstica das argilas,

podemos dizer que o IP funo da quantidade de argila presente no

solo.

Sendo assim, em solos arenosos, sem a presena de argila,

o IP zero. Nesse caso, dizemos que o solo no plstico.

Ensaios

Limite de Liquidez

O limite de liquidez obtido de forma emprica por meio do

equipamento denominado aparelho de Casagrande. O ensaio

normatizado pela norma DNER-ME 122/9424.

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Disponvel em http://www.youtube.com/watch?v=1N_jc014LH0



Aparelho Casagrande

O ensaio consiste em inserir amostras de solo na concha do

aparelho com diferentes teores de umidade.

Para cada amostra, a espessura do solo na parte central

deve ser de 1cm. Aps isso feito uma canelura (abertura) na

amostra, com um cinzel padronizado.

Em seguida, iniciado o ensaio propriamente dito. A cada

giro da manivela a concha se eleva e desce tocando a base do

aparelho (esse ciclo chamado de golpe). O nmero de golpes do

aparelho contado at o momento em que as bordas do solo se

unam, numa extenso de 1 cm.

Normalmente so feitos ensaios com trs a cinco umidades

diferentes. Como resultado, tem-se o grfico umidade (%) x nmero

de golpes. De forma lgica, quanto maior a umidade do solo, menor

ser o nmero de golpes necessrios para unir as bordas.

aula 00

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