aula 3.3 pavimentação

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7/21/2019 Aula 3.3 Pavimentação http://slidepdf.com/reader/full/aula-33-pavimentacao 1/11 Vias de Comunicação João P. Silva João Pedro Silva Departamento de Engenharia Civil da ESTG Instituto Politécnico de Leiria Instituto Politécnico de Leiria V i a s de Co m u n ic ação II Materiais de Pavimentação Materiais de Pavimentação Betume asfáltico Betume asfáltico Materiais de Pavimentação Materiais de Pavimentação Betume asfáltico Betume asfáltico - caracterização Penetração a 25 °c (pen25 ): Medida indirecta da viscosidade do betume É representada pela profundidade, em décimos de milímetro, a que penetra no betume uma agulha com certas dimensões, sob um certo peso (100 gf), durante um certo tempo (5 s), a determinada temperatura (25°C) Materiais de Pavimentação Materiais de Pavimentação Penetração a 25 °c (pen25 ): Os betumes produzidos por destilação directa (betumes puros), são geralmente designados pelos limites da penetração. Assim, por exemplo, um betume 50/70 é um betume em que a agulha penetra entre 5 mm (50 décimos) e 7 mm (70 décimos) Betume asfáltico Betume asfáltico - caracterização

Author: tyagosa

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  • 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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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)

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Penetrao a 25 c (pen25):

    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)

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

  • Vias de Comunicao

    Joo P. Silva 2

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Penetrao a 25 c (pen25):

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Betume Betume asfltico asfltico --especificaesespecificaes

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

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

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

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

  • Vias de Comunicao

    Joo P. Silva 3

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

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

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Viscosidade

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Viscosidade

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    ( )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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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Betume asflticoBetume asfltico - caracterizao

    Viscosimetro capilar

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

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

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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Emulso

    Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas

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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Emulses aninicas:

    As mais antigas

    Boa adesividade aos agregados calcrios.

    Menor eficcia com agregados siliciosos (Ex.

    granitos)

    Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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)

    Emulses BetuminosasEmulses Betuminosas

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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Emulses Betuminosas Emulses Betuminosas --aplicaoaplicao

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Emulses Emulses Betuminosas Betuminosas --exemploexemplo

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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.

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

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

    Os betumes modificados so essencialmente uma mistura de betume com aditivos

    Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado

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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Exemplo: camada porosa

    Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado

    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    Principais grupos de aditivos:

    enxofre

    borrachas

    compostos orgnicos de mangans

    plastmeros

    elastmeros

    resinas e endurecedores

    Betume asfltico modificadoBetume asfltico modificado

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    Materiais de PavimentaoMateriais de Pavimentao

    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

    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

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    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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.

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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)

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

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    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

    Caractersticas gerais das Misturas BetuminosasCaractersticas gerais das Misturas Betuminosas

    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

    Misturas BetuminosasMisturas Betuminosas

    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/

    http://www.pavement-online.org/ http://www.pavia-sa.pt/ http://www.shell.com/home/Framework?siteId=pt-pt http://www.wsdot.wa.gov/biz/mats/Apps/EPG.htm http://www.highwaysmaintenance.com/ http://www.betterroads.com/ http://www.amskan.com/