aula 3.3 pavimentação

Vias de Comunicao

Joo P. Silva 1

Joo Pedro SilvaDepartamento de Engenharia Civil da ESTG

Instituto Politcnico de LeiriaInstituto Politcnico de Leiria

Vias de Comunicao II

Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

Betume asflticoBetume asfltico


Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

Penetrao a 25 c (pen25):

Medida indirecta da viscosidade do betume representada pela profundidade, em dcimos de milmetro, a que penetra no betume uma agulha com certas dimenses, sob um certo peso (100 gf), durante um certo tempo (5 s), a determinada temperatura (25C)



Os betumes produzidos por destilao directa (betumes puros), so geralmente designados pelos limites da penetrao.

Assim, por exemplo, um betume 50/70 um betume em que a agulha penetra entre 5 mm (50 dcimos) e 7 mm (70 dcimos)


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Betume asflticoBetume asfltico

Classes de Betumes:

35/50, temperaturas altas, trfego elevado

50/70, mais comum

70/100, pouco utilizado

160/220, Emulses, revestimentos superficiais


Betume Betume asfltico asfltico --especificaesespecificaes


Determinao do ponto de amolecimento dum betume pelo mtodo do anel e bola


Consiste em colocar uma esfera de ao, de peso especificado, sobre uma amostra de betume contida num anel de lato

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Determinao do ponto de amolecimento dum betume pelo mtodo do anel e bola



Viscosidade


Propriedade importante do betume asfltico, j que quantifica a consistncia do ligante a uma dada temperatura, permitindo avaliar qual o intervalo de temperaturas em que possvel, por exemplo, manipular um liganteem boas condies


Viscosidade


A viscosidade dinmica expressa-se em Pascal x segundo (1 Pa.s = 10 P (poise))A viscosidade cinemtica exprime-se em m2/s, ou mais geralmente em mm2/s (1mm2/s=1 centistoke (cSt))

visco. cine.=visco. dinmica/massa especfica



( )5-IP-0,3687b T-Tab x2,718 xt x10x157,1S =

15,120)25penlog(.50Tab55,1955)25penlog(.500Tab.20IP +

+=

Rigidez do betume (expresso de ULLIDTZ e PEATTIE):

ndice de Penetrao (expresso de PFEIFFER e VAN DORMAL):

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Viscosimetro capilar


Betume fluidificado (Betume fluidificado (cutcut--backback))

O betume asfltico um material

termoplstico cuja viscosidade diminui com

o aumento da temperatura

Geralmente, temperatura ambiente

apresenta-se no estado semi-slido, sendo

necessrio fluidifica-lo temporariamente para

ser utilizado na construo rodoviria


Para certos trabalhos, (impreganes de

camadas, regas de colagem ou certas misturas

betuminosas) convm dispor de materiais

betuminosos menos viscosos temperatura

ambiente e que se mantenham assim durante o

tempo necessrio para o trabalho



Para tal procede-se liquefaco do betume com solventes apropriados (gasleo, petrleo comercial, ou gasolina) obtendo-se assim os betumes fluidificados (cut-back)

Tipos disponveis:

SC - slow curing

MC medium curing

RC rapid curing


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Betume fluidificado (Betume fluidificado (cutcut--backback) ) --especificaesespecificaes


Inconvenientes: Desperdcio da capacidade

energtica do solvente

Poluio atmosfrica elevada

Pelas razes apontadas tem-se assistido a

uma reduo significativa do uso daquele

tipo de produtos



Sistemas heterogneos de duas fases (gua e betume)

A suspenso mantm-se estvel custa de um emulsionante que se distribui volta dos glbulos de betume e estabelece a uma camada de cargas elctricas que repelem as dos outros glbulos, mantendo assim o sistema em equilbrio

Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas


Emulso


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Existem emulses de rotura lenta SS (slowsetting), de rotura mdia - MS (mediumsetting) e de rotura rpida RS (rapid setting)

Quando se mistura a emulso com outros materiais (agregados) a emulso rompe e a gua e o betume separam-se. O betume fica a envolver o agregado porque tem afinidade com ele, enquanto que a gua se evapora


Emulses aninicas:

As mais antigas

Boa adesividade aos agregados calcrios.

Menor eficcia com agregados siliciosos (Ex.

granitos)



Emulses catinicas:

A rotura mais rpida dado que se d principalmente por reaco qumica com as partculas do agregado

Boa adesividade a agregados siliciosos e calcreos

Aplicvel com tempo seco ou hmido



A rapidez de rotura depende do trabalho a realizar

As rpidas so indicadas para revestimentos superficiais, tapagem de covas e regas de colagem

As mdias e lentas para trabalhos que impliquem uma estabilidade mais longa (misturas betuminosas e impregnaes)


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Emulses Betuminosas Emulses Betuminosas --aplicaoaplicao


Emulses Emulses Betuminosas Betuminosas --exemploexemplo


Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado

Betume cujas caractersticas foram

melhoradas de modo a satisfazer um leque

mais alargado de exigncias tais como:

maiores trfegos, temperaturas mais elevadas,

menor rudo, melhor estabilidade etc.


Em Portugal a sua utilizao foi mais efectiva a partir dos anos 90

Os betumes modificados so essencialmente uma mistura de betume com aditivos


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Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado -objectivos

menor susceptibilidade trmica

maior flexibilidade

maior resistncia ao envelhecimento

maior eficcia de misturas betuminosas concebidas para resolver alguns problemas funcionais como melhoria das caractersticas de drenabilidade superficial


diminuio do rudo provocado pelo trfego

melhor adesividade aos agregados

melhor colagem entre camadas

reduo da frequncia da manuteno em zonas de rpida degradao dos pavimentos

Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado -objectivos


Exemplo: camada porosa



Principais grupos de aditivos:

enxofre

borrachas

compostos orgnicos de mangans

plastmeros

elastmeros

resinas e endurecedores


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Betume asfltico modificado Betume asfltico modificado -- exemploexemploMateriais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

CimentosCimentos

Os mais usados so o cimento portland(cimento do tipo I), da classe 42,5 (ou simplesmente cimento tipo I - 42,5) ou, eventualmente, do tipo I 32,5

O CEIP aceita tambm o uso de cimento portland composto do tipo II-S

Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

Estabilidade

Durabilidade

Flexibilidade

Resistncia fadiga

Aderncia

Impermeabilidade

Trabalhabilidade


EstabilidadeEstabilidade

Consiste em obter uma mistura com a capacidade adequada para resistir s deformaes produzidas pelas cargas a que fica sujeita em servio

Depende essencialmente da frico interna dos materiais e da sua coeso


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DurabilidadeDurabilidade

Pretende caracterizar a resistncia desintegrao causada pelas solicitaes climticas e pelo trfego

O betume pode, sofrer oxidaes ou perda de componentes por volatilizao, enquanto que o agregado pode sofrer danos devidos a ciclos de gelo/degelo



FlexibilidadeFlexibilidade

Tem que ver com a capacidade para se adaptar gradualmente aos movimentos do seu suporte

Ocasionalmente, ocorrem assentamentos diferenciais dos aterros. Alm disso, algumas zonas tendem a comprimir-se sob a aco do trfego.

No os entanto, esses fenmenos devem ocorrer sem que haja fendilhamento do pavimento.



Resistncia fadigaResistncia fadiga

Fenmeno originado pela passagem repetida de veculos que induzem nos materiais ligados extenses de traco com por duas componentes: uma reversvel (ou elstica) e outra irreversvel

Uma mistura betuminosa resiste fadiga tanto melhor quanto maior for a durabilidade (e, portanto, a percentagem em betume)



AdernciaAderncia

As superfcies dos pavimentos devem apresentar boas caractersticas de aderncia

Para tal, conveniente no utilizar betume em excesso, para que este no exsude

tambm importante escolher agregados com textura superfcial rugosa e que tenham boa resistncia ao desgaste, de modo a manterem essa rugosidade


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ImpermeabilidadeImpermeabilidade

Deve existir uma boa resistncia passagem da gua e do ar atravs das camadas do pavimento

Normalmente, a quantidade de vazios uma boa indicao da impermeabilidade embora a interligao dos vazios e o seu contacto com a superfcie do pavimento tenham maior importncia na sua aferio



TrabalhabilidadeTrabalhabilidade

fundamental que o material possa ser colocado e compactado com facilidade

Normalmente, o respeito pelas regras de operao dos equipamentos e a correcta formulao da mistura permitem resolver as questes relativas trabalhabilidade dos materiais


Referncias BibliogrficasReferncias Bibliogrficas

Pavimentos Rodovirios, 2001 Lus Picado Santos; Paulo PereiraPavimentos Rodovirios, 2001 Lus Picado Santos; Paulo PereiraApontamentos de Vias de Comunicao II, Universidade de CoimbrApontamentos de Vias de Comunicao II, Universidade de Coimbra, 2001; Lus P. a, 2001; Lus P.

Santos, Silvino CapitoSantos, Silvino CapitoWashington Washington StateState DepartementDepartement ofof TransportationTransportation PavementPavement GuideGuide, 1999, 1999MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures for for RepairRepair ofof JointJoint SealsSeals inin PortlandPortland CementCement ConcreteConcrete

PavementsPavements, FHWA 1999, FHWA 1999MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures for for SealindSealind andand FillingFilling CracksCracks inin AsphaltAsphalt--SurfacedSurfaced

PavementsPavements , FHWA 1999, FHWA 1999MaterialsMaterials andand ProceduresProcedures for for RepairRepair ofof PotholesPotholes inin AsphaltAsphalt--SurfacedSurfaced PavementsPavements , ,

FHWA 1999FHWA 1999PavementPavement MaintainanceMaintainance, FHWA 1997, FHWA 1997

http://www.hotmix.org/ http://www.slurry.org/ http://www.worldofasphalt.com/ http://www.asphaltinstitute.org/ http://www.cepsa.com/home-pt.htm http://www.mincad.com.au/pavenet/ http://www.rubberpavements.org/

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aula 3.3 pavimentação

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