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AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO CONTROLE TECNOLÓGICO NA QUALIDADE DE

OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO

ESTUDO DE CASO: VIÁRIO DO PARQUE OLÍMPICO

André Mota Fonseca

Projeto de Graduação apresentado ao

Curso de Engenharia Civil da Escola

Politécnica, Universidade Federal do Rio

de Janeiro, como parte dos requisitos

necessários à obtenção do título de

Engenheiro.

Orientadora: Sandra Oda

Rio de janeiro

Abril de 2016

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO CONTROLE TECNOLÓGICO NA QUALIDADE DE

OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO

ESTUDO DE CASO: VIÁRIO DO PARQUE OLÍMPICO

André Mota Fonseca

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinado por:

_____________________________________

Prof. Sandra Oda, D. Sc.

_____________________________________

Prof. Respicio A. do Espirito Santo Júnior, D. Sc.

_____________________________________

Eng. Leonardo Santana Cavalcanti

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

ABRIL de 2016

Fonseca, André Mota

Avaliação da Influência do Controle Tecnológico na

Qualidade de Obras de Pavimentação - Estudo De Caso:

Viário Do Parque Olímpico/ André Mota Fonseca. – Rio de

Janeiro: UFRJ/Escola Politécnica, 2016

XIV, 84 p.: il; 29,7 cm


Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso

de Engenharia Civil, 2016

Referências Bibliográficas: p.

1. Pavimentação. 2. Pavimentos Flexíveis. 3. Controle

Tecnológico. I. Oda, Sandra. II. Universidade Federal do Rio

de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil.

III. Avaliação da Influência do Controle Tecnológico na

Qualidade de Obras de Pavimentação - Estudo De Caso:

Viário Do Parque Olímpico

Agradecimentos

À professora e orientadora Sandra Oda, pelos ensinamentos e por sempre estar disposta

a me ajudar.

Ao Consórcio Construcap-Copasa, pela oportunidade de acompanhar a obra, e assim

desenvolver este estudo.

Ao meu pai, por ter sido a maior influência que tive para escolher minha profissão, e que

sempre me apoiou e deu todas as condições para que eu pudesse concluir minha

graduação.

Ao meu irmão Thiago, por sempre ser o meu melhor companheiro em toda a minha vida.

A minha namorada e companheira Samyra, que com todo o seu carinho esteve ao meu

lado me apoiando e motivando nesta reta final.

Por fim, agradeço aos meus familiares e amigos, que sempre torceram por mim.

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte

dos requisitos necessários para a obtenção do grau e Engenheiro Civil.

Avaliação da Influência do Controle Tecnológico na Qualidade de Obras de

Pavimentação - Estudo De Caso: Viário Do Parque Olímpico

André Mota Fonseca

Abril/2016


Curso: Engenharia Civil

O Brasil, devido a sua característica rodoviarista, faz com que sua malha rodoviária tenha

grande influência em seu desenvolvimento socioeconômico. A maior parte do transporte

de cargas e pessoas é feita via estradas, tanto para os transportes intermunicipais e

interestaduais, quanto para o transporte urbano. Mesmo tendo essa importância, grande

parte da rede rodoviária não está em condições adequadas de uso, seja pela falta de

manutenção ou por falhas de construção. Isto demonstra a necessidade do uso e

cumprimento de normas e técnicas, que regulamentam os procedimentos e os controles

tecnológicos dos serviços de pavimentação e dos materiais utilizados. Então, este

trabalho foi desenvolvido para que se possa avaliar a qualidade final de um pavimento

flexível revestido com mistura asfáltica tipo SMA (Stone Matrix Asphalt), acompanhando

todos os processos construtivos e controles tecnológicos, desde a seleção de materiais

até a execução da camada final.

Palavras-chave: Pavimentação, Pavimento flexível, Controle tecnológico

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Civil Engineer

Evaluation of the Influence of Technological Control as Paving – Case Study: Viário do

Parque Olímpico

André Mota Fonseca

April/2016

Advisor: Sandra Oda

Course: Civil Engineering

The Brazil, due to its high dependence on road transport, makes its road network has

great influence in their socioeconomic development. Most of the transportation of cargo

and people is through roads, both intercity and interstate transport, as for urban

transportation. Even though this importance, much of the road network is not in adequate

conditions of use, either by lack of maintenance or construction failures. This

demonstrates the need to use and compliance with technical standards and, regulating

the procedures and technical controls of paving services and materials used. So, this work

was developed to be able to assess the final quality of a flexible pavement covered with

mixing asphalt type SMA (Stone Matrix Asphalt), following all construction processes and

technological controls, from material selection to the implementation of the final layer

Keywords: Pavement, Flexible Pavement, Technological Control

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Tipos de Pavimentos ...................................................................................... 16

Tabela 2 - Volume Diário de Veículos .............................................................................. 32

Tabela 3 – Resultados de ensaio com a viga Benkelman ................................................ 39

Tabela 4 – Faixas granulométricas .................................................................................. 40

Tabela 5 – Resultados de ensaio viga Benkelman ........................................................... 42

Tabela 6 – Resultado da granulometria da BGTC............................................................ 43

Tabela 8 – Resultados do ensaio de resistência à compressão da BGTC ....................... 45

Tabela 9 – Faixas granulométricas para BGS .................................................................. 46

Tabela 10 – Resultados das deflexões com a viga Benkelman ........................................ 49

Tabela 11 – Resultados da análise granulométrica .......................................................... 49

Tabela 12 – Determinação da umidade ótima da BGS .................................................... 50

Tabela 13 – Resultados ensaio ISC da BGS ................................................................... 51

Tabela 14 – Resultados do ensaio de GC da camada de BGS ........................................ 52

Tabela 15 – Resultados do ensaio do equivalente de areia ............................................. 52

Tabela 16 – Faixa granulométrica para o binder - Faixa B - DNIT ................................... 57

Tabela 17 – Características e requisitos de projeto do binder - Faixa B - DNIT ............... 57

Tabela 18 – Granulometria dos materiais pétreos ............................................................ 58

Tabela 19 – Resultados dos ensaios de Abrasão Los Angeles e equivalente de areia .... 58

Tabela 20 – Proporção de agregados do binder .............................................................. 58

Tabela 21 – Granulometria da mistura de agregados do binder ....................................... 59

Tabela 22 – Resumo da dosagem Marshall do binder ..................................................... 60

Tabela 23 – Características, requisitos e resultados da dosagem Marshall do binder ..... 62

Tabela 24 – Resultados do ensaio de teor de ligante do binder ....................................... 63

Tabela 25 – Resultados da granulometria do binder ........................................................ 63

Tabela 26 – Resultados do ensaio de GC da camada de binder ..................................... 63

Tabela 27 – Faixa granulométrica para o SMA ................................................................ 65

Tabela 28 – Características e requisitos de projeto do SMA ............................................ 65

Tabela 29 – Características e especificações do ligante do SMA .................................... 66

Tabela 30 – Granulometria dos materiais usados no SMA .............................................. 66

Tabela 31 – Proporção de cada agregado do SMA ......................................................... 67

Tabela 32 – Granulometria do SMA ................................................................................. 68

Tabela 33 – Densidades dos agregados do SMA ............................................................ 68

Tabela 34 – Características dos agregados usados no SMA ........................................... 69

Tabela 35 – Granulometria dos agregados ...................................................................... 71

Tabela 36 – Valores do Gsb dos agregados .................................................................... 71

Tabela 37 – Peneiras de Controle em função do NMAS .................................................. 72

Tabela 38 – Peneiras de controle dos agregados ............................................................ 72

Tabela 39 – Características dos recipientes .................................................................... 73

Tabela 40 - Massa específica aparente em estado solto (LUW) ...................................... 74

Tabela 41 - Massa específica aparente em estado compactado (RUW) .......................... 75

Tabela 42 – Granulometria da mistura pelo método Bailey .............................................. 79

Tabela 43 – Peneiras de controle da mistura ................................................................... 79

Tabela 44 – Limites dos parâmetros para mistura SMA ................................................... 80

Tabela 45 – Proporções de CA, FAc e FAf ...................................................................... 80

Tabela 46 – Características do ligante usado na dosagem do SMA ................................ 80

Tabela 47 – Resultados da dosagem do SMA pelo método Marshall .............................. 84

Tabela 48 – Resultados do ensaio Marshall .................................................................... 92

Tabela 49 – Resultado do ensaio de determinação do teor de ligante ............................. 93

Tabela 50 - Resultado do ensaio de granulometria do SMA ............................................ 94

Tabela 51 – Resultados do ensaio de GC da camada de SMA........................................ 95

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Principais tipos de bases e revestimentos que podem ser empregados nos

pavimentos. .....................................................................................................................16

Figura 2 - Camadas do pavimento flexível. ...................................................................... 18

Figura 3 - Trincas por fadiga. ........................................................................................... 23

Figura 4 - Trincas em blocos............................................................................................ 23

Figura 5 - Trincas nos bordos. ......................................................................................... 24

Figura 6 - Trincas longitudinais. ....................................................................................... 25

Figura 7 - Trincas transversais. ........................................................................................ 25

Figura 8 - Panelas. .......................................................................................................... 26

Figura 9 - Depressão. ...................................................................................................... 26

Figura 10 - Deformação permanente nas trilhas de roda. ................................................ 27

Figura 11 - Corrugação. ................................................................................................... 28

Figura 12 - Exsudação. .................................................................................................... 28

Figura 13 - Desagregação. .............................................................................................. 29

Figura 14 – Localização da obra ...................................................................................... 32

Figura 15 – Estrutura do pavimento rígido ....................................................................... 33

Figura 16 – Estrutura do pavimento flexível ..................................................................... 34

Figura 17 – Espalhamento do rachão com a motoniveladora .......................................... 36

Figura 18 – Compactação da camada de rachão com o rolo vibratório liso ..................... 37

Figura 19 – Teste da viga Benkelman .............................................................................. 39

Figura 20 – Compactação da camada de BGTC com o rolo vibratório liso ...................... 41

Figura 21 – Análise granulométrica ................................................................................. 43

Fonte: ODA, 2014 ............................................................................................................ 43

Figura 22 – Espalhamento da BGS com motoniveladora ................................................. 47

Figura 23 – Compactação da camada de BGS com rolo de pneu .................................... 47

Figura 24 – Verificação da cota do greide durante o espalhamento da BGS ................... 48

Figura 25 – Imprimação da camada de BGS ................................................................... 54

Figura 26 – Espalhamento do binder ............................................................................... 61

Figura 27 – Compactação com rolo de chapa .................................................................. 61

Figura 28 – Divisão de uma amostra de agregados (adaptada de VAVRIK et al., 2002).. 70

Figura 29 – Ensaio para determinação do LUW da brita .................................................. 74

Figura 30 – Ensaio para determinação do LUW do pó de pedra ...................................... 74

Figura 31 – Ensaio para determinação do RUW da brita ................................................. 75

Figura 32 – Ensaio para determinação do RUW do pó de pedra ..................................... 75

Figura 33 – Representação esquemática dos parâmetros volumétrico de controle do SMA

(BERNUCCI et al., 2006) ................................................................................................. 85

Figura 34 – Usina em operação ....................................................................................... 86

Figura 35 – Silos de agregados ....................................................................................... 87

Figura 36 – Silo de cal ..................................................................................................... 87

Figura 37 – Silo de fibra ................................................................................................... 88

Figura 38 – Tanque de armazenamento de CAP ............................................................. 88

Figura 39 – Distribuição da camada de SMA e conferência da espessura ....................... 90

Figura 40 – Compactação da camada de SMA ................................................................ 91

Figura 41 – Prensa usada no ensaio Marshall ................................................................. 92

Figura 42 – Sonda rotativa usada para extração de CP’s ................................................ 94

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO ................................................................................................ 15

1.1. Objetivo ........................................................................................................................... 15

2 – PAVIMENTO ................................................................................................... 16

2.1 - Tipos de Pavimentos .................................................................................................... 17

2.1.1 – Pavimentos Rígidos ....................................................................................... 17

2.1.2 – Pavimentos Semirrígidos .............................................................................. 17

2.1.3 – Pavimentos Flexíveis ..................................................................................... 17

2.2 – Camadas de Pavimentos Flexíveis ........................................................................... 19

2.2.1 – Regularização do subleito ............................................................................. 19

2.2.2 – Reforço do subleito ........................................................................................ 20

2.2.3 – Sub-base estabilizada granulometricamente ............................................. 20

2.2.4 – Sub-base de solo melhorado com cimento ................................................ 20

2.2.5 – Base estabilizada granulometricamente ..................................................... 21

2.2.6 – Base de solo-cimento .................................................................................... 21

2.2.7 – Imprimação com ligante asfáltico ................................................................ 21

2.2.8 – Pintura de ligação com ligante asfáltico ..................................................... 21

2.2.9 – Concreto asfáltico com asfalto polímero .................................................... 22

2.3 – Patologias ..................................................................................................................... 22

2.3.1 – Trincas por fadiga .......................................................................................... 22

2.3.2 – Trincas em blocos .......................................................................................... 23

2.3.3 – Trincas nos bordos ........................................................................................ 24

2.3.4 – Trincas longitudinais ...................................................................................... 24

2.3.5 – Trincas transversais ....................................................................................... 25

2.3.6 – Panelas ............................................................................................................ 25

2.3.7 – Depressão ....................................................................................................... 26

2.3.8 – Deformação permanente nas trilhas de roda ............................................ 26

2.3.9 – Corrugação ...................................................................................................... 27

2.3.10 – Exsudação .................................................................................................... 28

2.3.11 – Desagregação .............................................................................................. 28

3 - ESTUDO DE CASO – VIÁRIO DO PARQUE OLÍMPICO ............................... 30

3.1 - Descrição da obra......................................................................................................... 30

3.2 – Detalhamento do projeto ............................................................................................ 31

3.2.2 – Descrição do subleito .................................................................................... 32

3.2.3 - Estrutura do Pavimento .................................................................................. 33

3.2.3.1 - Pavimento rígido ............................................................................. 33

3.2.3.2 - Pavimento flexível ........................................................................... 34

3.3 - Camadas do Pavimento Flexível ............................................................................... 35

3.3.1 – Camada de Rachão ....................................................................................... 35

3.3.1.1 – Detalhamento do projeto ............................................................... 35

3.3.1.2 – Controle Tecnológico ..................................................................... 37

3.3.1.2.1 - Determinação das deflexões pela viga Benkelman 37

3.3.2 – Camada de BGTC .......................................................................................... 39



3.3.2.2.1 - Determinação das deflexões pela viga Benkelman

(DNER-ME 024/94) ......................................................................... 42

3.3.2.2.2 – Análise Granulométrica (DNER-ME 083/98) .......... 42

3.3.2.2.3 – Determinação da massa específica aparente “in

situ” com emprego do frasco de areia (NBR 7185 e DNER-ME

092/94) .............................................................................................. 44

3.3.2.2.4 – Determinação da resistência à compressão de

corpos de prova cilíndricos (NBR 5739) ...................................... 45

3.3.3 – Camada de BGS ............................................................................................ 45


3.3.3.2 – Controle tecnológico ...................................................................... 48

3.3.3.2.1 – Determinação das deflexões pela viga Benkelman

(DNER-ME 024/94) ......................................................................... 48

3.3.3.2.2 – Análise granulométrica (DNER-ME 083/98) ........... 49

3.3.3.2.3 – Ensaio de compactação (DNIT 164/2013-ME) e

Índice de Suporte Califórnia (DNER-ME 049/94) ....................... 50

3.3.3.2.4 - Determinação da massa específica aparente “in situ”

com emprego do frasco de areia (NBR 7185 e DNER-ME

092/94) .............................................................................................. 52

3.3.2.2.5 – Ensaio do Equivalente de areia (DNER-ME 054/97)

........................................................................................................... 52

3.3.4 – Imprimação ...................................................................................................... 53



3.3.5 – Pintura de ligação .......................................................................................... 55

3.3.5.1 – Detalhamento do Projeto .............................................................. 55


3.3.6 – Camada de Binder ......................................................................................... 56


3.3.6.1.1 – Mistura Asfáltica .......................................................... 56

3.3.6.1.2 – Materiais ....................................................................... 57

3.3.6.1.2.1 – Material Asfáltico ................................. 57

3.3.6.1.2.2 – Materiais Pétreos ................................. 57

3.3.6.1.3 – Dosagem ...................................................................... 58

3.3.6.2 – Usinagem ........................................................................................ 60

3.3.6.3 – Equipamentos utilizados ............................................................... 60

3.3.6.4 – Sequência de execução ................................................................ 60


3.3.7 – Camada de SMA ............................................................................... 63


3.3.7.1.1 – Mistura Asfáltica .......................................................... 64

3.3.7.1.2 – Materiais ....................................................................... 65

3.3.7.1.2.1 – Material asfáltico .................................. 65

3.3.7.1.2.2 – Materiais Pétreos ................................. 66

3.3.7.1.2.3 – Fibras ..................................................... 67

3.3.7.1.3 – Dosagem ...................................................................... 67

3.3.7.1.3.1 – Dosagem e caracterização dos

agregados .................................................................... 67

3.3.7.1.3.2 – Dosagem pelo método Bailey ............ 69

3.3.7.1.3.3 – Determinação do teor de ligante ....... 80

3.3.7.2 – Usinagem ........................................................................................ 86

3.3.7.3 – Equipamentos utilizados ............................................................... 89

3.3.7.4 – Sequência de execução ................................................................ 89


3.3.7.6.1 – Controle das características Marshall ...................... 91

3.3.7.6.2 – Controle do teor de ligante......................................... 92

3.3.7.6.3 – Controle da granulometria ......................................... 93

3.3.7.6.4 – Controle de compactação .......................................... 94

4 – CONCLUSÃO ................................................................................................. 96

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 97

15

1 – INTRODUÇÃO

Os sistemas de transporte são elementos estratégicos para o desenvolvimento

socioeconômico de uma determinada região. São responsáveis pela mobilidade de

mercadorias, sejam produtos de exportação ou importação, e da acessibilidade a todas

as partes de um território, sendo fundamentais à sociedade.

Dentre os sistemas de transporte brasileiros, devido a uma herança de uma política

governamental adotada ainda em meados do século passado, se destaca o transporte

rodoviário, que possui uma malha de 1.720.755,7 km de extensão, onde somente

211.468,3 km são pavimentados (CNT, 2016).

Sendo responsável por 61% do transporte de cargas e 95% do transporte de

passageiros, as rodovias brasileiras deveriam estar em melhores condições de uso,

porém não é o que se vê. Segundo a Pesquisa CNT de Rodovias 2015, da Confederação

Nacional de Transporte, onde foram avaliados 100.763 km de estradas, 48.897 km

(48,6%) apresentaram algum tipo de deficiência no pavimento, e classificados 35,4%

como regular, 10,1% como ruim e 3,1% como péssimo.

Não é possível apontar uma única causa para os problemas das rodovias nacionais.

Falhas de projeto, falta de fiscalização, erros construtivos, de conceitos e de materiais

desobedecendo as especificações do projeto e falta de um controle de qualidade, além

da falta de manutenção, contribuem para a degradação da rede rodoviária brasileira.

Portanto, é importante que se faça um planejamento, analisando o clima, o solo e o

tráfego da região, a usina onde será preparada a mistura, os fornecedores de agregados

e do material ligante. Além de uma execução e de um controle tecnológico rigorosos de

acordo com as normas existentes, para que se tenham obtenha produto final que vise à

economia e eficiência.

1.1. Objetivo

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de observar a qualidade final de um

pavimento flexível, acompanhando as etapas de dosagem, seleção de materiais,

execução dos serviços e controles tecnológicos.

16

2 – PAVIMENTO

O pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construídas

sobre um terreno de fundação, que é obtido pelos serviços de terraplanagem, chamado

de subleito. Deve ser construído sob o ponto de vista da engenharia: máxima qualidade e

mínimo custo, para que resista aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima,

propiciando aos usuários adequadas condições de rolamento, com conforto, economia e

segurança.

Em função da rigidez do conjunto de camadas (Figura 1), os pavimentos podem ser

classificados em rígidos, semirrígidos e flexíveis (Tabela 1).

REVESTIMENTO

FLEXÍVEL

RÍGIDO Paralelepípedos Rejuntados com Cimento

CONCRETO DE CIMENTO Macadame de Cimento

ASFÁLTICO

CALÇAMENTO

TRATAMENTO SUPERFICIAL

CONCRETO ASFÁLTICO - CA

PRÉ-MISTURADO A FRIO - PMF

Pré-Misturado a Quente - PMQ

PENETRAÇÃO INVERTIDA Penetração Direta

BASE

RÍGIDA Concreto de Cimento BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO - BGTC SOLO CIMENTO

FLEXÍVEL

Paralelepípedos

BRITA GRADUADA SIMPLES - BGS

Macadame Hidráulico

Macadame Betuminoso

Alvenaria Poliédrica

SOLO ESTABILIZADO GRANULOMETRICAMENTE

SOLO BETUME

STONE MATRIX ASPHALT - SMA

GAP GRADED - GG

CAMADA POROSA DE ATRITO - CPA

Micro-revestimento

Alvenaria Poliédrica

Paralelepípedos

BLOCOS INTERTRAVADOS

Figura 1 – Principais tipos de bases e revestimentos que podem ser empregados nos pavimentos.

Fonte: ODA, 2006.

Tabela 1 – Tipos de Pavimentos

Tipos de Pavimentos

Revestimento Rígido Flexível

Base Rígida Pavimento Rígido Pavimento Semirrígido Flexível - Pavimento Flexível

17

A concepção da estrutura do pavimento e a seleção dos materiais a serem empregados

em cada camada dependem principalmente dos seguintes fatores: do tráfego (volume e

composição) e vida ou período de projeto; da disponibilidade de materiais da região; do

relevo e das condições climáticas da região e da geometria e das condições de

drenagem da via (ODA, 2013).

2.1 - Tipos de Pavimentos

2.1.1 – Pavimentos Rígidos

O pavimento rígido é constituído de uma placa de concreto de cimento Portland, que

assume o papel de revestimento e de base. A sub-base é construída, algumas vezes,

para evitar o bombeamento (saída de água pelas juntas) dos solos do subleito. O

pavimento rígido tem como características marcantes (ODA, 2006):

• Uma placa de concreto de cimento Portland, com espessura entre 18 e 40 cm,

distribuindo as tensões recebidas pelo carregamento;

• A sub-base tem como função melhorar o suporte, além de drenar, caso seja usado

material granular;

• Ao subleito são impostas tensões de pequenas ordens que são distribuídas por uma

superfície grande.

• Geralmente, as placas não armadas têm comprimentos entre 3,5 e 6,0 m, e a placa

com armadura de contenção de fissuras podem ter dimensões maiores. Existem

juntas entre elas onde pode ocorrer a utilização de armaduras para evitar sua

separação; são resistentes aos efeitos de solventes dos combustíveis, como óleo

diesel e querosene de aviação.

2.1.2 – Pavimentos Semirrígidos

Situação intermediária entre os pavimentos rígidos e flexíveis. É constituído por

revestimento asfáltico (uma ou mais camadas) assentes sobre base ou sub-base

cimentada ou estabilizada quimicamente com cimento, cal, ou ambos, ou ainda por algum

produto que aja como aglomerante (ODA, 2014).

2.1.3 – Pavimentos Flexíveis

O pavimento flexível pode ser constituído por revestimento asfáltico, base, sub-base e

reforço do subleito, sendo que as camadas de base, sub-base e reforço do subleito são

geralmente de materiais granulares ou solo (ODA, 2014).

18

Dependendo do projeto, uma ou mais camadas da estrutura pode ser suprimida. Uma

camada pode ser executada em duas etapas (duas camadas), em função da espessura

máxima admitida e, principalmente, para obter uma compactação adequada (ODA, 2014).

A capacidade de suporte é função das características de distribuição de cargas pelo

sistema de camadas superpostas, onde as de melhor qualidade encontram-se mais

próximas da carga aplicada. Um exemplo de uma seção típica pode ser visto na Figura 2

(MARQUES, 2012).

No dimensionamento tradicional são consideradas as características geotécnicas dos

materiais a serem usados e a definição da espessura das várias camadas dependem do

valor do CBR e do tráfego, N, definido em função do número de solicitações equivalentes

a um eixo padrão (8,2 t) (MARQUES, 2012).

Figura 2 - Camadas do pavimento flexível.

Fonte: ODA, 2014

• Revestimento - camada que se destina a resistir diretamente às ações do tráfego,

impermeabilizar o pavimento, melhorar as condições de rolamento, quanto ao

conforto e segurança e transmitir as ações do tráfego às camadas inferiores;

• Base - camada destinada a resistir às ações de veículos e transmiti-las ao subleito;

• Sub-base - camada de complemento da base, que apresenta as funções idênticas a

esta e é executada quando for conveniente reduzir a espessura da base;

• Reforço do subleito - utilizada para o caso de pavimentos muito espessos com a

finalidade de reduzir a espessura da camada de sub-base;

19

• Regularização do subleito - executada quando necessário, no preparo do leito para

receber o pavimento. A regularização não constitui uma camada do pavimento

devido à variabilidade de sua espessura podendo não ocorrer em um ou vários

pontos da seção transversal.

O controle na obtenção dos materiais, na alocação e utilização de equipamentos e

execução dos processos construtivos aliado a um rígido controle tecnológico são de

grande importância para vida útil do pavimento, contribuindo para sua qualidade, evitando

desperdícios de ordem econômica, tanto na etapa construtiva quanto em manutenções

corretivas, atingindo o objetivo para que foi projetada. Portanto, é necessário que se

cumpram as especificações das normas dos órgãos que regulamentam e fiscalizam a

execução das rodovias brasileiras (VASCONCELOS, 2007).

Serão tomadas como base para a execução das camadas do pavimento, as seguintes

Especificações de Serviços (ES) do Departamento Nacional de Infraestrutura de

Transportes (DNIT), antigo Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER):

• DNIT 137/2010-ES - Pavimentação - Regularização do subleito;

• DNIT 138/2010-ES - Pavimentação - Reforço do subleito;

• DNIT 139/2010-ES - Pavimentação - Sub-base estabilizada granulometricamente;

• DNIT 140/2010-ES - Pavimentação - Sub-base de solo melhorado com cimento;

• DNIT 141/2010-ES - Pavimentação - Base estabilizada granulometricamente;

• DNIT 143/2010-ES - Pavimentação - Base de solo cimento;

• DNIT 144/2014-ES - Pavimentação - Imprimação com ligante asfáltico;

• DNIT 145/2012-ES - Pavimentação - Pintura de ligação com ligante asfáltico;

• DNER 385-ES - Pavimentação - Concreto asfáltico com asfalto polímero.

2.2 – Camadas de Pavimentos Flexíveis

Serão apresentadas as definições das camadas de pavimentos flexíveis, segundo o

DNIT.

2.2.1 – Regularização do subleito

Operação destinada a conformar o leito estradal, transversal e longitudinalmente,

obedecendo às larguras e cotas constantes das notas de serviço de regularização de

terraplenagem do projeto, compreendendo cortes ou aterros até 20 cm de espessura

(DNIT 137/2010-ES).

20

2.2.2 – Reforço do subleito

Reforço do subleito: camada estabilizada granulometricamente, executada sobre o

subleito devidamente compactado e regularizado, utilizada quando se torna necessário

reduzir espessuras elevadas da camada de sub-base, originadas pela baixa capacidade

de suporte do subleito (DNIT 138/2010-ES);

2.2.2.1 – Estabilização granulométrica

Processo de melhoria da capacidade resistente de materiais “in natura” ou mistura de

materiais, mediante emprego de energia de compactação adequada, de forma a se obter

um produto final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade (DNIT

138/2010-ES).

2.2.3 – Sub-base estabilizada granulometricamente

2.2.3.1 - Sub-base

Camada de pavimentação, complementar à base e com as mesmas funções desta,

executada sobre o subleito ou reforço do subleito, devidamente compactado e

regularizado (DNIT 139/2010-ES).

2.2.3.2 - Sub-base estabilizada granulometricamente

Camada de sub-base executada com utilização do processo de estabilização

granulométrica (DNIT 139/2010-ES).

2.2.4 – Sub-base de solo melhorado com cimento

2.2.4.1 – Solo melhorado com cimento

Material proveniente de mistura de solo, cimento e água em proporções previamente

determinadas por processo próprio de dosagem em laboratório, de forma a apresentar

determinadas características de resistência e durabilidade. Os teores usuais de cimento

situam-se na faixa de 2 a 4%, em peso, em relação ao total da mistura (DNIT 140/2010-

ES).

2.2.4.2 – Sub-base de solo melhorado com cimento

Camada de sub-base obtida mediante a utilização de solo melhorado com cimento

submetido a adequado processo de cura e devidamente compactada (DNIT 140/2010-

ES).

21

2.2.5 – Base estabilizada granulometricamente

2.2.5.1 – Base

Camada de pavimentação destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dos

veículos, distribuindo-os adequadamente à camada subjacente, executada sobre a sub-

base, subleito ou reforço do subleito devidamente regularizado e compactado (DNIT

141/2010-ES).

2.2.5.2 – Base estabilizada granulometricamente

Camada de base executada com utilização do processo de estabilização granulométrica

(DNIT 141/2010-ES).

2.2.6 – Base de solo-cimento

2.2.6.1 – Solo cimento

Material proveniente de mistura de solo, cimento e água em proporções previamente

determinadas por processo próprio de dosagem em laboratório, de forma a apresentar

determinadas características de resistência e durabilidade (DNIT 143/2010-ES).

2.2.6.2 – Base de solo-cimento

Camada de base obtida mediante a utilização de solo-cimento devidamente compactado

e submetido a adequado processo de cura (DNIT 143/2010-ES).

2.2.7 – Imprimação com ligante asfáltico

Consiste na aplicação de material asfáltico sobre a superfície da base concluída, antes

da execução do revestimento asfáltico, objetivando conferir coesão superficial,

impermeabilização e permitir condições de aderência entre esta e o revestimento a ser

executado (DNIT 144/2014-ES).

2.2.8 – Pintura de ligação com ligante asfáltico

Consiste na aplicação de ligante asfáltico sobre superfície de base ou revestimento

asfáltico anteriormente à execução de uma camada asfáltica qualquer, objetivando

promover condições de aderência entre esta e o revestimento a ser executado (DNIT

145/2012-ES).

22

2.2.9 – Concreto asfáltico com asfalto polímero

Mistura executada em usina apropriada, com características específicas, constituída de

agregado, material de enchimento (filler) se necessário, e cimento asfáltico de petróleo

modificado por polímero do tipo SBS (Styrene-Butadiene-Styrene), espalhada e

comprimida a quente (DNER-ES 385/99).

2.3 – Patologias

As patologias, ou defeitos de superfície, são os danos ou deteriorações na superfície dos

pavimentos asfálticos que podem ser identificados a olho nu e classificados segundo uma

terminologia normatizada (DNIT 005/2003-TER-DNIT, 2003a).

Os defeitos de superfície podem aparecer precocemente (devido a erros ou

inadequações) ou a médio ou longo prazo (devido à utilização pelo tráfego e efeitos das

intempéries). Entre os erros ou inadequações que levam à redução da vida de projeto,

destacam-se os seguintes fatores, agindo separada ou conjuntamente: erros de projeto;

erros ou inadequações na seleção, na dosagem ou na produção de materiais; erros ou

inadequações construtivas; erros ou inadequações nas alternativas de conservação e

manutenção (BERNUCCI et al., 2006).

A deterioração do pavimento pode manifestar-se sob diferentes formas: trincas (por

fadiga, em blocos, nos bordos, longitudinais, por reflexão e transversais), remendos,

panelas (ou buracos), distorções (acúmulo de deformação permanente nas trilhas de

roda e corrugação), defeitos na superfície (desintegração ou desgaste, agregados polidos

e exsudação), desnível entre pista e acostamento e bombeamento (saída de água pelas

trincas do pavimento sob ação das cargas do tráfego) (FERNANDES JR et al., 1999). A

seguir serão apresentados algumas patologias geradas em função da combinação de

fatores associados ao tráfego e ao clima.

2.3.1 – Trincas por fadiga

As trincas por fadiga (Figura 3) constituem em uma série de pequenos blocos e estão

relacionadas com as repetidas deformações provocadas pelas cargas do tráfego, aliadas

à existência de uma ou mais camadas instáveis, consequência de base granular e

subleito saturados ou pavimento com espessuras de camadas insuficientes para suportar

as cargas (YOSHIZANE, 2006). É um dos principais defeitos que ocorrem nos

pavimentos flexíveis.

23

Figura 3 - Trincas por fadiga.

Fonte: YOSHIZANE, 2006

2.3.2 – Trincas em blocos

Trincas em blocos (Figura 4) são trincas conectadas formando uma série de grandes

blocos, aproximadamente retangulares. Podem ser provocadas por mudança de volume

na mistura asfáltica do revestimento, na base ou no subleito. As causas podem estar

associadas a variações no volume de misturas asfálticas com agregados finos e elevado

teor de asfalto muito viscoso. A ausência de tráfego também acelera a evolução das

trincas em blocos, pois o remoldamento diminui a velocidade de envelhecimento do

revestimento (YOSHIZANE, 2006).

Figura 4 - Trincas em blocos.

Fonte: YOSHIZANE, 2006.

24

2.3.3 – Trincas nos bordos

As trincas nos bordos (Figura 5) são formadas longitudinalmente, a uma distância média

de 30 cm da extremidade lateral do pavimento. Podem ocorrer, eventualmente,

ramificações em direção ao acostamento. Geralmente são causadas por falta de

adequado confinamento lateral do acostamento. Também podem ser causadas por

adensamento ou ruptura plástica do material das camadas sob a área trincada, em

virtude de drenagem ineficiente ou inexistente (YOSHIZANE, 2006).

Figura 5 - Trincas nos bordos.


2.3.4 – Trincas longitudinais

Trincas longitudinais (Figura 6) são trincas predominantemente paralelas ao eixo, que

ocorrem nas juntas longitudinais de faixas de tráfego contíguas. São causadas,

geralmente, por ligação inadequada entre camadas lançadas consecutivamente para

formar as faixas de tráfego (YOSHIZANE, 2006).

25

Figura 6 - Trincas longitudinais.


2.3.5 – Trincas transversais

Trincas transversais (Figura 7) são trincas que atravessam toda a pista

perpendicularmente ao eixo, causadas por contração do revestimento e, eventualmente,

também da base e sub-base (YOSHIZANE, 2006).

Figura 7 - Trincas transversais.


2.3.6 – Panelas

Panelas (Figura 8) são cavidades de diversos tamanhos que ocorrem no revestimento

resultantes de uma desintegração localizada. Esses pontos de fraqueza do pavimento,

26

geralmente causados por aplicação insuficiente de asfalto ou por ruptura da base

associada a uma drenagem deficiente, evoluem, sob a ação do tráfego e em presença de

água, da fragmentação até a remoção de partes do revestimento e da base

(YOSHIZANE, 2006).

Figura 8 - Panelas.


2.3.7 – Depressão

Depressão (Figura 9) é uma concavidade no pavimento, isto é, uma porção localizada do

revestimento, situada em nível pouco mais baixo que o nível médio da superfície que a

rodeia. As leves depressões somente são perceptíveis após uma chuva, com o

aparecimento de poças d’água. As depressões são criadas por defeitos de construção ou

são causadas por recalque do terreno de fundação ou de aterro (YOSHIZANE, 2006).

Figura 9 - Depressão.


2.3.8 – Deformação permanente nas trilhas de roda

A deformação permanente (Figura 10) é um tipo de distorção que se manifesta sob a

forma de depressões longitudinais, sendo decorrente da densificação dos materiais ou de

ruptura por cisalhamento. As distorções resultam, geralmente, da compactação deficiente

27

das camadas do pavimento, excesso de finos na mistura asfáltica, excesso de ligante

asfáltico e expansão ou contração das camadas inferiores. A deformação permanente

nas trilhas de roda desenvolve-se em pavimentos mal compactados (densificação) ou

com baixa estabilidade (YOSHIZANE, 2006). A deformação permanente também é um

dos principais defeitos encontrados nos pavimentos flexíveis.

Figura 10 - Deformação permanente nas trilhas de roda.


2.3.9 – Corrugação

A corrugação (Figura 11) é uma distorção caracterizada pela formação de ondulações

transversais na superfície do pavimento asfáltico. Ocorre em locais que apresentam

elevados esforços tangenciais, evidenciando uma mistura instável em virtude de

problemas de dosagem, como por exemplo, excesso de asfalto, ligante pouco viscoso e

mistura com excesso de agregados finos, lisos ou arredondados, ou de problemas

construtivos, como por exemplo, excesso de umidade, fraca ligação entre base e

revestimento e cura insuficiente das misturas produzidas com emulsões asfálticas ou

asfaltos diluídos (YOSHIZANE, 2006).

28

Figura 11 - Corrugação.


2.3.10 – Exsudação

A exsudação (Figura 12, YOSHIZANE, 2006) é caracterizada por excesso de ligante

asfáltico na superfície do pavimento, comprometendo a segurança ao diminuir o

coeficiente de atrito pneu-pavimento. O movimento ascendente do asfalto, que resulta na

formação de uma película na superfície, ocorre mais frequentemente em países de clima

quente, tendo como causas o excesso de ligante, o baixo índice de vazios da mistura e a

compactação pelo tráfego (YOSHIZANE, 2006).

Figura 12 - Exsudação.


2.3.11 – Desagregação

A desagregação (Figura 13) é caracterizada pela corrosão do revestimento do pavimento

em virtude da perda da adesão asfalto-agregado, isto é, pela não adesividade do cimento

asfáltico ao agregado. É motivada por quebra ou inexistência do vínculo entre o agregado

e o cimento asfáltico, devido à presença de poeira ou de agregado sujo; execução da

29

obra em condições meteorológicas desfavoráveis e permanência de água na superfície

do pavimento, o que provoca a remoção do asfalto pela água e pelo vapor d’água

(YOSHIZANE, 2006).

Figura 13 - Desagregação.


30

3 - ESTUDO DE CASO – VIÁRIO DO PARQUE OLÍMPICO

O estudo de caso será feito na obra do Viário do Parque Olímpico, localizada no Rio de

Janeiro, e consiste no acompanhamento de todas as etapas da construção do seu

pavimento flexível, mas com enfoque principal no revestimento.

Assim, o estudo de caso será divido em: Detalhamento do projeto; Apresentação dos

controles tecnológicos realizados nas camadas do pavimento; Seleção de materiais e

desenvolvimento do projeto de dosagem de materiais constituintes do revestimento

asfáltico; Acompanhamento da preparação e controle tecnológico dos materiais na usina

de asfalto e na aplicação do revestimento.

3.1 - Descrição da obra

A obra do Viário do Parque Olímpico faz parte do conjunto de projetos de mobilidade

urbana da Prefeitura do Rio de Janeiro relacionados aos Jogos Olímpicos e

Paraolímpicos de 2016.

Localizada na Barra da Tijuca, no epicentro das principais instalações dos jogos, ela é de

suma importância para o tráfego de pessoas envolvidas com o evento, e será mais um

legado olímpico, pois oferecerá maior conforto e qualidade de vida à população da

cidade.

Com prazo de conclusão para o primeiro semestre de 2016 e um investimento inicial de

R$ 514,3 milhões, a obra consiste, principalmente, na duplicação da Avenida Salvador

Allende e da Avenida Embaixador Abelardo Bueno (trecho entre a Estrada Coronel Pedro

Correia e a rótula da Avenida Salvador Allende), ficando a cargo do consórcio vencedor

da licitação formado pelas empresas Construcap-CCPS Engenharia e Comércio S/A, e

S/A de Obras y Servicios Copasa.

Embora faça parte do traçado da Transolímpica, uma via expressa com pistas exclusivas

para o BRT, que ligará Recreio dos Bandeirantes a Deodoro, na Zona Oeste da cidade

do Rio de Janeiro, a Avenida Salvador Allende foi excluída do lote de obras do corredor.

Já o trecho da Avenida Embaixador Abelardo Bueno, não integra o itinerário do

Transcarioca, que percorre a parte inicial da avenida e é desviado para a Estrada Coronel

Pedro Correia, mas faz uma ligação entre a Transolímpica e a Transcarioca.

31

Serão construídas pistas laterais, elevando de duas para cinco faixas de rolamento por

sentido, quatro para veículos em geral, proporcionando o aumento da capacidade de

tráfego para a região, e uma exclusiva para o BRT (Bus Rapid Transit: Sistema de

transporte público baseado no uso de ônibus de tráfego rápido), que facilitará a

integração entre a Transolímpica, Transcarioca e Transoeste.

Além de duplicar a capacidade viária das pistas, as transformações incluem a construção

de terminais de integração, estações de BRT ao longo das vias, e também estão

previstas a implantação do sistema de drenagem e a reurbanização da região, com a

construção de uma ciclovia ao longo de todas as vias e um projeto de paisagismo que

promete dar nova vida ao local.

Alguns números do empreendimento:

• 2 terminais de ônibus e BRT, uma localizada no entroncamento entre as avenidas

Salvador Allende e Embaixador Abelardo Bueno (Terminal Olímpico) que irá integrar

a Transolímpica e a Transcarioca, e outra no Recreio dos Bandeirantes (Terminal

Recreio), que irá que irá integrar a Transolímpica e a Transoeste;

• 10 estações de BRT, sendo 9 na Salvador Allende e 1 na Abelardo Bueno;

• 21 Obras de Artes Especiais, pontes e viadutos;

• 415 mil metros quadrados de asfalto;

• 68 mil metros quadrados de calçada;

• 182 mil metros quadrados de canteiros;

• 1.500 novas árvores plantas;

• 133 mil metros quadrados de grama.

3.2 – Detalhamento do projeto

As Avenidas Salvador Allende e Embaixador Abelardo Bueno são vias arteriais de grande

importância local. Localizadas entre a Estrada dos Bandeirantes, Avenida das Américas e

Avenida Ayrton Senna, fazem a ligação entre três grandes bairros, Jacarepaguá, Barra

da Tijuca e Recreio dos Bandeirantes, sendo fundamental para a mobilidade da região

(Figura 14).

32

Figura 14 – Localização da obra

Fonte: Google Maps, acesso em 30 de março de 2016

Devido a esta localização geográfica, verifica-se uma grande circulação de veículos,

comprovada através dos seus Volumes Diários de Veículos (VDM), vistos na Tabela 2.

Tabela 2 - Volume Diário de Veículos

Logradouro Referência VDM

Av. Embaixador Abelardo Bueno Altura da Av. Ayrton Senna 90.339

Av. Embaixador Abelardo Bueno Altura da Av. Salvador Allende 59.987

Av. Salvador Allende Altura do Portão 3 do Riocentro 73.723

Fonte: CET-RIO, março de 2013

No dimensionamento do pavimento flexível foi considerado um tráfego previsto de

N = 4,26 x 107 (N é o número de repetições da carga do eixo padrão de 8,2 t considerado

equivalente aos eixos dos veículos comerciais da frota circulante) para um período de

projeto de 10 anos.

3.2.2 – Descrição do subleito

A região da obra em estudo apresentou um terreno de fundação, subleito, fraco, onde foi

encontrado material argiloso saturado, de cor escura, caracterizando a presença de

material orgânico, e nível de lençol aflorado.

33

Então, diversas soluções geotécnicas tiveram que ser adotadas para a estabilização do

solo do subleito e assim alcançar uma condição mecânica admissível para assentar o

pavimento. Foram elas:

• Substituição total da camada de solo mole;

• Aterro de sobrecarga com geodreno;

• Jet Grouting;

• Colunas de brita.

Como na maioria das áreas a camada de solo fraco não ultrapassou 3 metros, baseando

nas recomendações da norma DNER PRO-381/98, visando melhor técnica e custo, a

solução mais utilizada foi a troca de solo, substituindo a camada de solo mole por uma

camada de rachão até a cota de implantação do pavimento.

3.2.3 - Estrutura do Pavimento

As vias possuirão, ao fim da obra, quatro faixas de pavimento flexível e uma faixa de

pavimento rígido, por sentido.

3.2.3.1 - Pavimento rígido

A estrutura do pavimento rígido é composta por uma camada de 50 a 70 cm de rachão

sobre o subleito, uma camada de regularização de 10 cm de BGS (brita graduada

simples), uma sub-base de 12 cm de CCR (concreto compactado à rolo) e uma placa de

concreto de 25 cm, que tem a função de base e revestimento (Figura 15).

Figura 15 – Estrutura do pavimento rígido

Fonte: Autor

34

Não haverá aprofundamento sobre a estrutura do pavimento rígido, pois desviaria uma

pouco o foco do trabalho, que é voltado para o pavimento flexível.

3.2.3.2 - Pavimento flexível

A estrutura do pavimento flexível é composta por uma camada de 50 a 70 cm de rachão

sobre o subleito, uma camada de 16 cm de BGTC (brita graduada tratada com cimento),

uma camada de 15 cm de BGS, uma camada intermediária de 5 cm de binder e um

revestimento com mistura asfáltica especial do tipo SMA (Stone Matrix Asphalt) de 5 cm

de espessura (Figura 16). As camadas serão detalhadas na seção 3.3.

Figura 16 – Estrutura do pavimento flexível

Fonte: Autor

Observando a estrutura deste pavimento, percebe-se que se trata de um pavimento

semirrígido, também chamado de pavimento invertido. Nele, a camada de BGS, apesar

de ser chamada de base no projeto, não tem a função estrutural de uma base, cabendo a

camada de BGTC fazer este papel.

Ao ser aplicada em camada de base, a BGTC, devido à cura do cimento, apresenta

retração que leva ao aparecimento de fissuras e trincas, e estes problemas podem refletir

no revestimento asfáltico. Por este motivo, emprega-se uma camada de BGS entre o

revestimento asfáltico e a camada de BGS para “inibir” a reflexão de trincas de retração

da base de BGTC para o revestimento.

Vale ressaltar que a camada de BGS, para que o pavimento tenha um bom desempenho,

deve estar perfeitamente intertravada, ou seja, deve estar bem compactada, pois caso

contrário a BGS terá sua resistência reduzida, não dando suporte ao revestimento,

35

fazendo com que o pavimento apresente problemas de trincamento e/ou afundamentos

na superfície, podendo provocar o colapso da estrutura.

Outro ponto a se observar, é a utilização de misturas asfálticas mornas (em inglês, Warm

Mix(es) Asphalt – WMA). As misturas asfálticas mornas são misturas que, geralmente,

utilizam aditivos químicos para diminuir as temperaturas de produção e aplicação em

aproximadamente 30 °C, em relação às misturas a quente convencionais, mantendo as

mesmas características.

O uso de misturas mornas traz importantes benefícios, como: Menor emissão de

poluentes atmosféricos; Melhoria no ambiente de trabalho na pavimentação; Diminuição

do consumo energético; Menor envelhecimento do asfalto; Menor dificuldade de

aplicação em épocas ou locais de clima frio; e maior habilidade de transporte por longas

distâncias.

3.3 - Camadas do Pavimento Flexível

3.3.1 – Camada de Rachão

A camada de rachão, ou “pedra de mão”, é uma camada de material granular de grandes

dimensões, de 76 mm a 25 cm, compactada, com os agregados firmemente entrosados,

e os vazios preenchidos por agregado miúdo.

Suas características são bem próximas as do Macadame Hidráulico e seco, pois

possuem forma de execução semelhante, mas se diferem na granulometria do agregado

graúdo, que não se enquadra nas faixas granulométricas do macadame, já que o rachão

possui dimensões maiores. Como não há a utilização de água na compactação do pó de

pedra para preenchimento dos vazios na camada de rachão, ela se aproxima mais do

macadame seco.

3.3.1.1 – Detalhamento do projeto

Devido à baixa capacidade de suporte do subleito, conforme apresentado no item 3.2.2, a

camada de rachão substitui a camada de solo mole removida, com a função de reforço

do subleito, tendo em média de 50 cm a 70 cm de espessura, mas em alguns pontos

chegou a atingir quase 3 metros.

• Materiais utilizados:

36

o Rachão (agregado graúdo);

o Pó de pedra (agregado miúdo – material de enchimento).

A pedra de mão e o pó de pedra utilizados são provenientes de pedreiras de granito,

localizadas próximas a obra.

• Equipamentos utilizados:

o Escavadeira;

o Caminhão basculante;

o Motoniveladora com escarificador - “Patrol”;

o Trator de esteira;

o Rolo compactador liso, pé de carneiro e de pneu.

• Sequência de execução:

o Com a utilização da escavadeira, a camada de solo mole é removida e

encaminhada para o bota-fora, transportada por caminhões basculantes;

o Em seguida, caminhões basculantes carregados de rachão descarregam o

material na área onde o solo mole foi removido, ele é espalhado e acertado

utilizando escavadeiras, tratores de esteiras e motoniveladoras (Figura 17) até a

cota estabelecida em projeto, criando uma camada de espessura uniforme;

Figura 17 – Espalhamento do rachão com a motoniveladora

Fonte: Autor

37

o Com o material espalhado e acertado, é feita a compactação da camada com

rolo compactador liso e pé de carneiro, até que se consiga um bom

entrosamento do agregado;

o No próximo passo, o pó de pedra é descarregado por caminhões basculantes,

espalhado pela motoniveladora, sobre a camada de rachão, e compactado pelo

rolo liso e de pneu para que o agregado miúdo penetre e preencha os vazios

existentes na camada de rachão a fim de travar o esqueleto sólido (Figura 18).

Figura 18 – Compactação da camada de rachão com o rolo vibratório liso

Fonte: Autor

Com a camada de rachão finalizada, é feito o controle geométrico, onde são verificadas a

largura da plataforma e a cota do greide de projeto.

3.3.1.2 – Controle Tecnológico

Ensaio realizado para a camada de rachão:

• Determinação das deflexões pela viga Benkelman (DNER-ME 024/94).

Este ensaio é realizado pelo laboratório do Consórcio, e seus resultados são

encaminhados a engenharia e a fiscalização da obra.

Os resultados do ensaio que serão apresentados, são de um trecho escolhido

aleatoriamente.

3.3.1.2.1 - Determinação das deflexões pela viga Benkelman

Realizado após a camada finalizada, o ensaio com a viga Benkelman é o teste de campo

mais familiar aos profissionais da área de pavimentação, para avaliação da capacidade

estrutural do pavimento através de medições das deflexões dos pavimentos sob

38

condições de carregamento. Este teste é bastante simples, de baixo custo e de fácil

execução.

A viga Benkelman é composta essencialmente de uma parte fixa que é apoiada por meio

de três pés reguláveis, e uma viga móvel acoplada a parte fixa por meio de uma

articulação, ficando uma extremidade em contato com o pavimento e a outra acionando

um extensômetro com precisão de milímetros.

• Execução do ensaio (Figura 19):

o A viga é colocada em posição longitudinal em relação ao eixo da pista, com a

ponta de prova a meia-distância das rodas do semi-eixo traseiro simples de

rodas duplas do caminhão com pneus calibrados à pressão de 0,55Mpa

(5,6kgf/cm2 ou 80lb/pol2) e carga de 80KN (8,2tf) no eixo traseiro simples;

o Com o caminhão posicionado e a viga ajustada, é feita a leitura inicial (L0) no

extensômetro (em 1/100mm);

o Em seguida o caminhão se desloca 10 metros para frente, e é feita a leitura final

(Lf);

o Com os valores de L0, Lf, e da constante da viga (a/b=2), que no caso é igual a

2, calcula-se a deflexão (D) pela expressão abaixo:

� = (�� − ��) × ��

o Este ensaio é realizado de estaca em estaca, variando o local entre bordo direito

(BD), eixo (EX) e bordo esquerdo (BE).

39

Figura 19 – Teste da viga Benkelman

Fonte: Autor

A Tabela 3 mostra os resultados obtidos em um trecho ensaiado.

Tabela 3 – Resultados de ensaio com a viga Benkelman

Estaca Posição L0 Lf (a/b) D 1939 BE 500 457 2 86 1940 EX 500 451 2 98 1941 BD 500 449 2 102 1942 EX 500 445 2 110 1943 BE 500 452 2 96

Como a Deflexão Máxima de projeto, para a camada de rachão, é igual a 136 (0,01mm),

o trecho ensaiado foi aprovado.

3.3.2 – Camada de BGTC

A brita graduada tratada com cimento (BGTC) tem sido bastante utilizada em pavimentos

de vias de alto volume de tráfego, geralmente como base de pavimentos com

revestimentos asfálticos, porém também é empregada como base de pavimentos

intertravados ou sub-base de pavimentos de concreto.

A granulometria da BGTC é muito semelhante a da brita graduada simples (BGS). Trata-

se de uma mistura de agregados minerais, cimento Portland e água. A mistura de

40

agregados é constituída de produtos de britagem de rocha sã, e a quantidade de cimento

representa entre 3% a 5% do peso seco da mistura.

A dosagem e a mistura devem ser feitas em usina, mas a água pode ser incorporada na

própria pista. A compactação é realizada mediante rolagem com vibração ou não,

imediatamente após a distribuição na pista, que é feita de preferência por

vibroacabadora, mas também pode ser espalhada utilizando uma motoniveladora.



o Mistura de agregados – Faixa C DNIT;

Tabela 4 – Faixas granulométricas

Fonte: DNER 141/2010-ES

o Cimento Portland – CP III 40 RS – 4,5% da mistura;

o Água;

Na obra em estudo, a BGTC é produzida por uma usina localizada em uma pedreira de

granito da região, e o agregado da mistura é da própria pedreira.



o Motoniveladora com escarificador – “Patrol”;

o Rolo compactador liso e de pneu.

41


o Os caminhões basculantes descarregam a BGTC na pista, sobre a camada de

rachão executada, formando pilhas de material;

o A motoniveladora espalha e regulariza a camada para que após a compactação

ela esteja uniforme e na cota de projeto;

o Por fim, a compactação é realizada com o rolo compactador liso seguida com o

rolo de pneu (Figura 20).

Figura 20 – Compactação da camada de BGTC com o rolo vibratório liso

Fonte: Autor

Com a camada de BGTC finalizada, é feito o controle geométrico, onde são verificadas a

largura da plataforma, a espessura da camada e a cota do greide de projeto.


Ensaios realizados para a camada de BGTC:

• Determinação das deflexões pela viga Benkelman (DNER-ME 024/94);

• Análise Granulométrica (DNER-ME 083/98);

• Determinação da massa específica aparente “in situ” com emprego do frasco de

areia (NBR 7185 e DNER-ME 092/94);

• Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos (NBR 5739).

Estes ensaios são realizados pelo laboratório do Consórcio, e seus resultados são


42

Os resultados dos ensaios que serão apresentados, são de um trecho escolhido

aleatoriamente.

3.3.2.2.1 - Determinação das deflexões pela viga Benkelman (DNER-ME 024/94)

O teste de viga Benkelman para a camada de BGTC segue o mesmo procedimento

realizado para a camada de rachão, descrita no item 3.3.1.2.1. A tabela 5 mostra os

resultados obtidos em um trecho ensaiado.

Tabela 5 – Resultados de ensaio viga Benkelman

Estaca Posição L0 Lf (a/b) D

1939 BD 500 471 2 58

1940 EX 500 473 2 54

1941 BE 500 481 2 38

1942 EX 500 465 2 70

1943 BD 500 462 2 76

Como a Deflexão Máxima de projeto, para a camada de BGTC, é igual a 90 (0,01mm), o

trecho ensaiado foi aprovado.

3.3.2.2.2 – Análise Granulométrica (DNER-ME 083/98)

Este ensaio é realizado para verificar a granulometria do material, e conferir se ela está

enquadrada na faixa determinada do projeto. Para determiná-la é feito o peneiramento de

uma amostra do material, fazendo-o passar por uma série de peneiras empilhadas, com

malhas de aberturas decrescentes, obtendo o peso retido em cada uma.

43

Figura 21 – Análise granulométrica

Fonte: ODA, 2014

Com os pesos retidos nas peneiras, calcula-se a porcentagem passante, em relação ao

peso da amostra, em cada peneira.

Para o trecho entre as estacas 1939 a 1945 foi coletada uma amostra de 1042,60 g da

BGTC, obtendo os resultados apresentados na Tabela 6 para este ensaio:

Tabela 6 – Resultado da granulometria da BGTC

Peneiras Faixa C DNIT % Passante

2” 50,8 mm 100 100 100,0

1 ½” 38,1 mm 100 100 100,0

1” 25,4 mm 100 100 100,0

3/8” 9,5 mm 50 85 68,2

Nº 4 4,8 mm 35 65 47,9

Nº 10 2,00 mm 25 50 35,6

Nº 40 0,42 mm 15 30 21,2

Nº 200 0,074 mm 5 15 10,1

44

A partir da análise granulométrica foi verificado o enquadramento do material na Faixa C

do DNIT, conforme mostrado no Gráfico 1.

Gráfico 1 – Curva granulométrica da BGTC

3.3.2.2.3 – Determinação da massa específica aparente “in situ” com emprego do frasco

de areia (NBR 7185 e DNER-ME 092/94)

Ensaio de campo realizado após a finalização da camada, onde uma amostra da mesma

é coletada para se determinar a massa específica aparente “in situ”, e comparar com o

material ensaiado em laboratório anteriormente (CBR), a fim de conferir se a camada

atingiu o grau de compactação e sua umidade ótima.

Para o trecho entre as estacas 1939 e 1945, foi coletada uma amostra na estaca central

do trecho, estaca 1942, e os valores obtidos são apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Resultados do ensaio de GC da camada de BGTC

Massa específica aparente “in situ” 2,350 g/cm³ Umidade 7,6 % Massa específica seca máxima 2,162 g/cm³ Umidade ótima 7,9 % Massa específica seca “in situ” 2,183 g/cm³ Grau de compactação 101,0 %

45

Como o projeto exige grau de compactação maior que 100% e o desvio de umidade em

relação a ótima de ±1%, o trecho ensaiado foi aprovado.

3.3.2.2.4 – Determinação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos

(NBR 5739)

Ensaio realizado para determinar a resistência à compressão do material, através do

rompimento de um corpo de prova cilíndrico, utilizando uma prensa mecânica que aplica

uma força axial.

Na execução do trecho entre as estacas 1939 e 1945 foi coletado material para

moldagem de 4 corpos de prova, sendo 2 para rompimento com 7 dias e 2 para

rompimento com 28 dias. A Tabela 8 mostra os resultados.

Tabela 8 – Resultados do ensaio de resistência à compressão da BGTC

Corpo de prova Idade fck

1 7 dias 3,08 MPa

2 7 dias 3,01 Mpa

3 28 dias 4,69 MPa

4 28 dias 4,62 MPa

A resistência à compressão de projeto, fck, deve ser maior do que 3,5 MPa, portanto o

trecho foi aprovado.

3.3.3 – Camada de BGS

A BGS é utilizada em bases e sub-bases de pavimentos flexíveis e rígidos. A partir da

década de 60 começou a substituir o macadame hidráulico.

Pela definição do DNIT, brita graduada simples (BGS) é uma mistura em usina, de

produtos de britagem de rocha sã que, nas proporções adequadas, resulta no

enquadramento em uma faixa granulométrica contínua que, corretamente compactada,

resulta em um produto final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade.

A BGS é um material bem graduado, com diâmetro nominal de no máximo 38,0 mm,

sendo mais usuais diâmetros nominais menores (25,0 mm ou 19,0 mm) e possui poucos

finos passantes na peneira 200 (0,075 mm), entre 3 e 9%.

Da mesma forma que a BGTC, dosagem e a mistura devem ser feitas em usina, mas a

água pode ser incorporada na própria pista. A compactação é realizada mediante

46

rolagem com vibração ou não, imediatamente após a distribuição na pista, que é feita de

preferência por vibroacabadora, mas também pode ser espalhada utilizando uma

motoniveladora.



o Mistura de agregados – Faixa C DNIT (Tabela 9);

Tabela 9 – Faixas granulométricas para BGS

Fonte: DNER 141/2010-ES

o Água.

A BGS é produzida por uma usina localizada em uma pedreira de granito da região, e o

agregado da mistura é da própria pedreira. Mesma fornecedora da BGTC.



o Motoniveladora com escarificador – “Patrol”;

o Rolo compactador liso e de pneu.


o Os caminhões basculantes descarregam a BGS na pista, sobre a camada de

BGTC executada, formando pilhas de material;

o A motoniveladora espalha e regulariza a camada para que após a compactação

ela esteja uniforme e na cota de projeto (Figura 22);

47

Figura 22 – Espalhamento da BGS com motoniveladora

Fonte: Autor

o A compactação é realizada com o rolo compactador liso e finalizada com o rolo

de pneu (Figura 23).

Figura 23 – Compactação da camada de BGS com rolo de pneu

Fonte: Autor

Com a camada de BGS finalizada, é feito o controle geométrico, onde são verificadas a

largura da plataforma, a espessura da camada e a cota do greide de projeto (Figura 24).

48

Figura 24 – Verificação da cota do greide durante o espalhamento da BGS

Fonte: Autor

3.3.3.2 – Controle tecnológico

Ensaios realizados para a camada de BGS:

• Determinação das deflexões pela viga Benkelman (DNER-ME 024/94);

• Análise Granulométrica (DNER-ME 083/98);

• Ensaio de compactação (DNIT 164/2013-ME) e Índice de Suporte Califórnia

(DNER-ME 049/94)

• Determinação da massa específica aparente “in situ” com emprego do frasco de

areia (NBR 7185);

• Ensaio do equivalente de areia (DNER-ME 054/97);

Estes ensaios são realizados pelo laboratório do Consórcio, e seus resultados são

encaminhados à engenharia e à fiscalização da obra.


aleatoriamente.

3.3.3.2.1 – Determinação das deflexões pela viga Benkelman (DNER-ME 024/94)

O teste de viga Benkelman para a camada de BGS segue o mesmo procedimento

realizado para a camada de rachão, descrita no item 3.3.1.2.1. A Tabela 10 mostra os

resultados obtidos em um trecho ensaiado.

49

Tabela 10 – Resultados das deflexões com a viga Benkelman

Estaca Posição L0 Lf (a/b) D

1939 BE 500 476 2 48

1940 EX 500 473 2 54

1941 BD 500 470 2 60

1942 EX 500 477 2 46

1943 BE 500 475 2 50

Como a Deflexão Máxima de projeto, para a camada de BGS, é igual a 70 (0,01mm), o

trecho ensaiado foi aprovado.

3.3.3.2.2 – Análise granulométrica (DNER-ME 083/98)

A análise granulométrica para a camada de BGS segue o mesmo procedimento realizado

para a camada de BGTC, descrita no item 3.3.2.2.2.

Para o trecho entre as estacas 1939 a 1945 foi coletada uma amostra de 5843,20 g da

BGS, obtendo os resultados apresentados na Tabela 11.

Tabela 11 – Resultados da análise granulométrica

Peneiras Faixa C DNIT % Passante 2” 50,8 mm 100 100 100,0

1 ½” 38,1 mm 100 100 100,0 1” 25,4 mm 100 100 100,0

3/8” 9,5 mm 50 85 64,3 Nº 4 4,8 mm 35 65 47,1

Nº 10 2,00 mm 25 50 36,0 Nº 40 0,42 mm 15 30 20,8 Nº 200 0,074 mm 5 15 8,2

A partir desta análise granulométrica foi verificado o enquadramento do material na Faixa

C DNIT, conforme apresentado no Gráfico 2.

50

Gráfico 2 - Curva granulométrica da BGS

3.3.3.2.3 – Ensaio de compactação (DNIT 164/2013-ME) e Índice de Suporte Califórnia

(DNER-ME 049/94)

O ensaio de compactação é realizado para determinar o teor de umidade ótima

correlacionada ao peso específico seco máximo do material, através da compactação de

uma amostra em um cilindro com volume conhecido, variando sua umidade.

A energia de compactação pode ser realizada em três níveis: normal, intermediária e

modificada, sendo a modificada a adotada na execução do ensaio na obra. Para o trecho

entre as estacas 1939 e 1945, os resultados obtidos são apresentados na Tabela 12 e

Gráfico 3.

Tabela 12 – Determinação da umidade ótima da BGS

Corpo de prova 1 2 3 4 5

Umidade (%) 4,7 5,9 8,0 9,9 11,1

Densidade solo seco 1,908 2,016 2,108 2,028 1,928

2"3/8"

41040200

50,89,5

4,76

2,00

0,42

0,07

4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Faixa CDNIT

51

Gráfico 3 - Determinação da umidade ótima da BGS

O ensaio do Índice de Suporte Califórnia (California Bearing Ratio – CBR) determina a

expansão do material quando ele estiver saturado, e o valor de CBR, capacidade de

suporte do solo, que é calculado pela relação, em porcentagem, entre a pressão

necessária para produzir uma penetração de um pistão padronizado num corpo de prova

do material, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa mistura

padrão de brita estabilizada granulometricamente. O ensaio pode ser realizado utilizando

um, três ou os cincos cilindros do ensaio de compactação.

Para este ensaio foram usados 3 corpos de prova do ensaio de compactação, chegando

aos resultados apresentados na Tabela 13.

Tabela 13 – Resultados ensaio ISC da BGS

Índice de Suporte Califórnia (CBR) 98,80 %

Expansão 0,00 %

O projeto pede CBR maior ou igual a 80% e expansão menor ou igual a 0,3%, portanto o

trecho foi aprovado.

1,700

1,800

1,900

2,000

2,100

2,200

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Den

sida

de (

g/cm

3)

Umidade (%)

Compactação

52

3.3.3.2.4 - Determinação da massa específica aparente “in situ” com emprego do frasco

de areia (NBR 7185 e DNER-ME 092/94)

Assim como foi feito para a camada de BGTC, item 3.3.2.2.3, este ensaio é realizado

para a camada de BGS.

Para o trecho entre as estacas 1939 e 1945 foi coletada uma amostra na estaca 1943, e

os valores obtidos são apresentados na Tabela 14.

Tabela 14 – Resultados do ensaio de GC da camada de BGS

Massa específica aparente “in situ” 2,299 g/cm³

Umidade 8,7 %

Massa específica seca máxima 2,108 g/cm³

Umidade ótima 8,0 %

Massa específica seca “in situ” 2,114 g/cm³

Grau de compactação 100,3 %

Como o projeto exige grau de compactação maior que 100% e o desvio de umidade em

relação a ótima de ±1%, o trecho ensaiado foi aprovado.

3.3.2.2.5 – Ensaio do Equivalente de areia (DNER-ME 054/97)

O ensaio do equivalente de areia determina a limpeza do material, verificando a presença

de material plástico na mistura da BGS.

Na execução do trecho entre as estacas 1939 a 1945, foi coletada uma amostra e

realizados 3 ensaios. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 15 e no Gráfico 4.

Tabela 15 – Resultados do ensaio do equivalente de areia

Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3 Média

79 % 77 % 79 % 78,3 %

A média obtida foi acima do valor mínimo exigido no projeto, 55%, portanto o trecho foi

aprovado para este ensaio.

53

Gráfico 4 – Resultados do ensaio do equivalente de areia

3.3.4 – Imprimação

Imprimação é a aplicação de material asfáltico de baixa viscosidade sobre a superfície da

camada de BGS concluída (Figura 25), para obtenção de coesão superficial,

impermeabilização e condições de aderência entre esta e a camada de binder a ser

executada.

Com foco na sustentabilidade, na obra em estudo, a imprimação é feita com Emulsão

Asfáltica Especial (CM - Imprimação), que é à base de água, diferente do CM-30 que é

constituído por 50% de cimento asfáltico de petróleo e 50% de solvente de petróleo. E

também, além de não agredir o meio ambiente, a cura do CM - Imprimação é mais

rápida, devido à evaporação da água, e apresenta desempenho similar na absorção na

base, em relação ao CM-30.


• Material utilizado:

o Emulsão Asfáltica Especial (CM – Imprimação).

• Equipamento utilizado:

o Caminhão espargidor com pulverizador.


o A camada de BGS deve estar limpa, livre de materiais soltos. Caso seja

necessário, podem ser usadas vassouras mecânicas rotativas ou vassouras

79% 77% 79% 79%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Equivalente de areia 1Equivalente de areia 2Equivalente de areia 3

54

comuns, ou até jato de ar comprimido, para a limpeza da pista. No caso da

camada estiver muito seca e empoeirada, pode-se umedecer ligeiramente antes

da distribuição do ligante,

o A aplicação do asfalto diluído é feita, a uma taxa de 0,8 a 1,6 l/m², através do

uso do caminhão espargidor com pulverizador.

o Deve-se tomar o cuidado para que não se forme poças ou falhas na superfície

imprimada, verificando a homogeneidade da aplicação.

Figura 25 – Imprimação da camada de BGS

Fonte: Autor


O único controle realizado é o da taxa de aplicação (T).



O resultado do ensaio que será apresentado, é de um trecho escolhido aleatoriamente.

55

Durante a aplicação do ligante é colocada uma bandeja, de peso (P1) e área (A)

conhecidos, que coleta o ligante asfáltico. Após a cura da imprimação, a bandeja é

pesada obtendo (P2), e assim calculada a taxa de resíduo (TR).

�� = (�� −��)�

Com o valor de TR, se obtém a Taxa de Aplicação (T) do material asfáltico, em função da

porcentagem de resíduo verificada no ensaio de laboratório.

Para o trecho entre as estacas 165 e 167, com uma bandeja colocada no bordo esquerdo

da estaca 166, chegou-se a taxa de aplicação de 1,220 l/m², ficando dentro do limite

estabelecido pelo projeto, de 0,8 a 1,6 l/m².

3.3.5 – Pintura de ligação

A pintura de ligação é a aplicação de ligante asfáltico sobre a camada de BGS

imprimada, caso ela tenha ficada exposta ao tráfego, e também sobre a camada de

binder, para que haja aderência BGS-binder e binder-SMA.

3.3.5.1 – Detalhamento do Projeto

• Material utilizado:

o Emulsão Asfáltica Catiônica tipo RR-1C ou RR-1C diluída 1:1 com água.

• Equipamento utilizado:

o Caminhão espargidor com pulverizador.


o Mesma execução da imprimação, diferenciando somente na taxa de aplicação

que deve estar entre 0,8 e 1,2 l/m².


Assim como na imprimação, só é realizado o controle da taxa de aplicação, porém o

método utilizado é o da pesagem do caminhão.



O resultado do ensaio que será apresentado, é de um trecho escolhido aleatoriamente.

56

O caminhão é pesado antes e depois da aplicação. Com o valor da diferença entre os

pesos (P1 – P2), o valor da área (A) executada e a densidade do material, considerada

igual a 1,00 kg/m³, calcula-se a taxa de aplicação (T).

� = (�� −��)� �1,00

Para o trecho entre as estacas 165 e 167, chegou-se a taxa de aplicação de 1,16 l/m² na

pintura realizada sobre a camada de BGS, ficando dentro do limite estabelecido pelo

projeto, de 0,8 a 1,2 l/m².

3.3.6 – Camada de Binder

A camada de binder é uma camada de Concreto Asfáltico, também chamado de Concreto

Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ). Trata-se de uma mistura usinada a quente,

composta de agregado mineral graduado, material de enchimento (filler) e cimento

asfáltico de petróleo, espalhada e compactada a quente.

É a camada inferior do revestimento do pavimento, que é subdivido em duas, camada de

ligação ou intermediária (binder), e camada de rolamento ou simplesmente “capa”.

Essa subdivisão do revestimento normalmente é feita, para fins de execução, quando a

espessura de projeto do revestimento ultrapassa 70 mm.


3.3.6.1.1 – Mistura Asfáltica

A mistura asfáltica escolhida para a camada de binder foi o concreto asfáltico com asfalto

polímero, na faixa granulométrica B, definido pela norma DNER-ES 385/99.

Sua composição deve satisfazer os requisitos da tabela com as respectivas tolerâncias

no que diz respeito à granulometria e aos percentuais de cimento asfáltico, e através do

ensaio Marshall, devem ser determinadas suas características que atendam as

especificações das Tabelas 16 e 17.

57

Tabela 16 – Faixa granulométrica para o binder - Faixa B - DNIT

Peneiras Faixa B DNIT

1 ½” 38,1 mm 100

1” 25,4 mm 95 – 100

3/4” 19,1 mm 80 – 100

3/8” 9,5 mm 45 – 80

Nº 4 4,76 mm 28 – 60

Nº 10 2,00 mm 20 – 45

Nº 40 0,42 mm 10 – 32

Nº 80 0,18 mm 8 – 20

Nº 200 0,075 mm 3 – 8

Tabela 17 – Características e requisitos de projeto do binder - Faixa B - DNIT

Características Requisitos

Teor de ligante 4% a 7%

Volume de vazios (Vv) 4% a 6%

Relação betume-vazios (RBV) 65% a 72%

Estabilidade mínima 500kgf (75 golpes)

Fluência (0,1) 2,0 a 4,5 mm

3.3.6.1.2 – Materiais

3.3.6.1.2.1 – Material Asfáltico

O material asfáltico é o mesmo utilizado para o SMA, o CAPFLEX 80 com o aditivo AD-

WARM. As propriedades do ligante encontram-se na Tabela 29.

3.3.6.1.2.2 – Materiais Pétreos

Os agregados (brita 1, brita 0 e pó de pedra) foram obtidos da pedreira de granito, da

Ibrata Mineração, localizada no bairro de Vargem Pequena, Rio de Janeiro-RJ.

A Tabela 18 apresenta as características granulométricas dos materiais pétreos

empregados na produção do binder e a Tabela 19 apresenta os resultados dos ensaios

de abrasão Los Angeles e equivalente de areia.

58

Tabela 18 – Granulometria dos materiais pétreos

Peneiras Brita 1 Brita 0 Pó de Pedra

1 ½” 38,1 mm 100,0 100,0 100,0

1” 25,4 mm 100,0 100,0 100,0

3/4” 19,1 mm 96,1 100,0 100,0

3/8” 9,5 mm 6,1 81,9 100,0

Nº 4 4,76 mm 2,4 8,3 100,0

Nº 10 2,00 mm 1,9 0,8 79,3

Nº 40 0,42 mm 1,2 0,5 29,7

Nº 80 0,18 mm 0,9 0,4 15,0

Nº 200 0,074 mm 0,6 0,4 8,4

Tabela 19 – Resultados dos ensaios de Abrasão Los Angeles e equivalente de areia

Ensaio Especificação Resultado

Abrasão Los Angeles < 55 % 56,0 %

Equivalente de areia > 55 % 66,2 %

3.3.6.1.3 – Dosagem

Assim como no SMA, foi usado o método das tentativas para definir a porcentagem de

cada agregado usado na composição do binder que atenda a faixa especificada. A

proporção de cada material obtida pelo método das tentativas é apresentada na Tabela

20.

Tabela 20 – Proporção de agregados do binder

Agregados % de agregados

Brita 1 35,0 %

Brita 0 14,0 %

Pó de pedra 51,0 %

Com essas proporções foi definida a granulometria da mistura, conforme apresentados

na Tabela 21 e no Gráfico 5.

59

Tabela 21 – Granulometria da mistura de agregados do binder

Peneiras Faixa B DNIT Mistura Faixa de Trabalho

1 ½” 38,1 mm 100 100,0 100,0 – 100,0

1” 25,4 mm 95 – 100 100,0 100,0 – 100,0

3/4” 19,1 mm 80 – 100 98,6 91,6 – 100,0

3/8” 9,5 mm 45 – 80 64,6 57,6 – 71,6

Nº 4 4,76 mm 28 – 60 53,0 48,0 – 58,0

Nº 10 2,00 mm 20 – 45 41,2 36,2 – 45

Nº 40 0,42 mm 10 – 32 15,6 10,6 – 20,6

Nº 80 0,18 mm 8 – 20 8,0 8,0 – 11,0

Nº 200 0,075 mm 3 – 8 4,6 3,0 – 6,5

Gráfico 5 - Curva granulométrica do binder

O teor de ligante de 4,50 % foi determinado pelo método Marshall, que terá seu

procedimento detalhado no item 3.3.7.1.3, visto que o método também foi usado na

dosagem do SMA. Diferente do SMA, a compactação dos CP’s é feita com 75 golpes por

face. A Tabela 22 apresenta um resumo da dosagem Marshall do binder.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Faixa especificada

Série3

Limite Inferior - Trabalho

60

Tabela 22 – Resumo da dosagem Marshall do binder

Teor de ligante 4,5 %

Densidade teórica 2,481 g/cm³

Densidade aparente 2,360 g/cm³

Volume de vazios (VV) 4,9 %

Vazios do agregado mineral (VAM) 15,0 %

Relação betume vazios (RBV) 67,5 %

Estabilidade 1178 kgf

Fluência (0,1) 2,8 mm

Vazios com betume (VCB) 10,1 %

3.3.6.2 – Usinagem

O binder é produzido em uma usina volumétrica, Drum Mix móvel, de propriedade do

Consórcio, instalada na pedreira que fornece os agregados.

Maiores detalhes da usina e da produção das misturas asfálticas são dados no item

3.3.7.2.

3.3.6.3 – Equipamentos utilizados

• Caminhão Basculantes;

• Vibroacabora;

• Rolos vibratórios de chapa e de pneus;

• Ferramentas manuais (pás, rastelos, etc)

3.3.6.4 – Sequência de execução

• Transporte da mistura asfáltica da usina até o local de aplicação é feito por

caminhões basculantes;

• Antes da distribuição e compactação da mistura asfáltica é realizada uma pintura de

ligação, conforme falado no item 3.3.5;

• O espalhamento do material sobre a pista é realizado por uma vibroacabora (Figura

26);

61

Figura 26 – Espalhamento do binder

Fonte: Autor

• Por fim, é feita a compactação com rolos de chapa vibratória e de pneus (Figura

27).

Figura 27 – Compactação com rolo de chapa

Fonte: Autor

62


Os controles realizados para a camada de binder são:

• Controle das temperaturas dos agregados (no secador), do ligante (no tanque de

estocagem) e da mistura (na saída do misturador e durante o espalhamento);

• Controle das características Marshall da mistura (estabilidade, volume de vazios,

relação betume-vazios e fluência), com a realização do ensaio Marshall em 3

corpos de prova moldados com material colhido na saída do misturador;

• Controle do teor de ligante, através da extração de betume dos corpos de prova,

usando o extrator centrífugo Rotarex;

• Controle da granulometria da mistura, após a extração do betume;

• Controle de compactação, através da comparação da densidade aparente de

projeto com a de um corpo de prova extraído por uma sonda rotativa;

• Controle geométrico, onde são verificados o acabamento da superfície e a

espessura de projeto.

Os ensaios são realizados pelo laboratório do Consórcio, e seus resultados são



aleatoriamente.

Estes controles também são realizados para a camada de SMA, portanto serão mais

detalhados somente no item 3.3.7.6.

Os resultados do material coletado durante a produção do binder para execução do

trecho entre as estacas 2059 e 2073 são apresentados nas Tabelas 23, 24 e 25.

Tabela 23 – Características, requisitos e resultados da dosagem Marshall do binder

Características Projeto Requisitos Resultado Ensaio

Estabilidade (kgf) 1200 > 500 897

Fluência (0,1 mm) 2,8 2,0 a 4,5 4,2

V.v. (%) 4,9 4 a 6 5,3

RBV (%) 67,3 65 a 72 65,9

63

Tabela 24 – Resultados do ensaio de teor de ligante do binder


Teor de ligante (%) 4,5 4,5 ± 0,3 4,55

Tabela 25 – Resultados da granulometria do binder

Peneiras Faixa de trabalho Resultado Ensaio

1 ½” 38,1 mm 100,0 – 100,0 100

1” 25,4 mm 100,0 – 100,0 100

3/4” 19,1 mm 91,6 – 100,0 97,6

3/8” 9,5 mm 57,6 – 71,6 71,4

Nº 4 4,76 mm 48,0 – 58,0 53,6

Nº 10 2,00 mm 36,2 – 45 37,8

Nº 40 0,42 mm 10,6 – 20,6 13,6

Nº 80 0,18 mm 8,0 – 11,0 8,9

Nº 200 0,075 mm 3,0 – 6,5 4,6

A Tabela 26 apresenta os resultados do controle de compactação do trecho entre as

estacas 2052 e 2087. A densidade aparente de projeto foi de 2,360 g/cm³. A

especificação exige G.C. > 97%. Os ensaios são realizados pelo laboratório do

Consórcio.

Tabela 26 – Resultados do ensaio de GC da camada de binder

CP Estaca Densidade (g/cm³) Grau de compactação

1 2087 2,322 98,4

2 2082 2,370 100,4

3 2077 2,311 97,9

4 2072 2,328 98,6

5 2067 2,316 98,1

6 2062 2,287 96,9

7 2057 2,343 99,3

8 2052 2,324 98,5

3.3.7 – Camada de SMA

O SMA foi aplicado na última camada do pavimento, na camada de rolamento ou,

simplesmente “capa”.

O SMA (Stone Mastic Asphalt, terminologia mais utilizada na Europa, ou Stone Matrix,

terminologia mais utilizada nos EUA) é um tipo de mistura asfáltica especial, executada a

quente em usina apropriada, composta de agregados graúdos e miúdos, material de

enchimento (filler), fibras e ligante asfáltico modificado por polímero ou asfalto-borracha.

64

A mistura asfáltica SMA possui granulometria descontínua, composta por uma elevada

fração (entre 70% e 80%) de agregados graúdos britados de alta qualidade, uma rica

massa de ligante/filler (10% passando na peneira nº 200), chamada de argamassa ou

mastique, e aproximadamente 4% de volume de vazios. Essa mistura forma um

esqueleto de alta estabilidade devido ao contato pedra a pedra e geralmente consomem

de 1 a 1,5% a mais de cimento asfáltico quando comparadas às misturas de concreto

asfáltico convencional.

Por ser uma mistura rica em ligante asfáltico (acima de 6%), é formada uma película

asfáltica mais espessa, que associada à impermeabilidade, dificulta a oxidação do ligante

e retarda seu envelhecimento. Mas por outro lado, há uma tendência ao escorrimento do

ligante durante a usinagem, estocagem, transporte e aplicação da mistura, e para inibir o

escorrimento, são adicionadas fibras a mistura, sendo a de celulose a mais utilizada.

Em relação as suas características de desempenho, possui boa resistência à deformação

permanente (devido ao contato pedra-pedra), bom desempenho quanto ao aparecimento

de trincas por fadiga e ao desgaste (devido à maior espessura da película de asfalto),

boa estabilidade a elevadas temperaturas, boa flexibilidade a baixas temperaturas,

elevada resistência ao desgaste e elevada adesividade entre agregados minerais e o

ligante. Além disso, em função da sua macroestrutura mais rugosa, o SMA promove uma

melhoria das características funcionais da via melhorando a aderência em pistas

molhadas (aumento da resistência a derrapagem), a drenagem superficial da água de

chuva (redução da espessura da película de água entre os pneus e a sua superfície),

reduzindo o spray, ou esborrifo de água, a reflexão da luz em condições de pista molhada

(melhora das condições de visibilidade), e também, reduzindo o ruído do tráfego.

Sua aplicação é recomendada para vias de tráfego pesado, com alta frequência de

caminhões, interseções, áreas de carregamento e descarregamento de cargas, rampas,

pontes, paradas e faixas de ônibus, pistas de aeroportos, estacionamentos e portos.


3.3.7.1.1 – Mistura Asfáltica

A mistura asfáltica SMA é composta por agregados graúdos (Brita 16 mm), pó de pedra,

filler, fibra de celulose e ligante asfáltico modificado por polímero (CAPFLEX 80).

65

A faixa granulométrica adotada é a D11 da norma europeia (EAPA, 1998), apresentada

na tabela, e as características e requisitos definidos pelo projetista estão na Tabela 27.

Tabela 27 – Faixa granulométrica para o SMA

Peneiras SMA – Faixa D11

3/4" 19,1 mm 100

1/2" 12,5 mm 80 – 100

5/16” 8 mm 45 – 75

Nº 4 4,75 mm 25 – 40

Nº 10 2 mm 20 – 30

Nº 200 0,075 8 – 12

Tabela 28 – Características e requisitos de projeto do SMA

Características Requisitos

Fibra de celulose 0,3% a 0,5%, na mistura

Teor de ligante 6% a 7%

Volume de vazios (Vv) 3% a 5%

VAM ≥ 17%

RBV 70% a 80%

Estabilidade ≥ 500 kgf

Fluência (0,1) 2,0 a 4,5 mm

Resistência Tração diametral ≥ 6 kgf

Escorrimento máximo ≤ 0,3%

3.3.7.1.2 – Materiais

3.3.7.1.2.1 – Material asfáltico

O material asfáltico utilizado é o CAPFLEX 80, cimento asfáltico de petróleo modificado

com polímeros, com o aditivo AD-WARM, produzido pela BR Distribuidora, na Fábrica de

Emulsões Asfálticas de Duque de Caxias – FASDUC.

O AD-WARM permite a usinagem da massa asfáltica em temperaturas até 30°C

inferiores às de um processo convencional. Com isso, se reduzem o consumo de energia

necessária e as emissões de fumos de asfalto, sem alterações nas propriedades do

ligante ou da mistura usinada. A questão da temperatura mais baixa é especialmente

conveniente quando o local da compactação na pista fica distante da usina de asfalto ou

em via sujeita a congestionamentos de trânsito. Uma massa asfáltica tradicional pode

66

perder qualidade ou mesmo ser descartada, se esfriar durante o transporte; já com a

mistura morna utilizando o AD-WARM, esse risco é minimizado.

O ligante deve atender as especificações do projeto apontadas na Tabela 29.

Tabela 29 – Características e especificações do ligante do SMA

Características Especificações Métodos

Penetração (100g, 25ºC, 5 seg) (dmm) 30 – 70 NBR 6576

Ponto de amolecimento (ºC) > 80 NBR 6560

Recuperação elástica (%) > 90 NBR 15086

Ponto de fulgor (°C) > 235 NBR 11341

Viscosidade Brookfield 135°, sp 21, 20rpm (cP) < 3000 NBR 15184



3.3.7.1.2.2 – Materiais Pétreos

O agregado graúdo (brita 16mm) é obtido da pedreira de granito da Ibrata Mineração,

localizada no distrito de Pacheco, no município de Itaboraí-RJ, distante,

aproximadamente, 80 km da usina. Já o pó de pedra é o mesmo utilizado para o binder.

A escolha por este agregado graúdo de uma jazida distante se deve ao fato de não ter

encontrado pedreiras mais próximas que possuíssem agregados com resultados

satisfatórios no ensaio de abrasão Los Angeles.

O filler utilizado é o produto retido no filtro de manga, vindo da exaustão do secador do

agregado miúdo, da linha de produção de argamassa, da Rio Mix Argamassa. Para

melhorar a adesividade entre o ligante e os agregados, também é utilizada a cal

hidratada Pavitex Plus CH-1 da Pinocal, fornecidos em embalagens (big bag) de 500 kg.

Tabela 30 – Granulometria dos materiais usados no SMA

Peneiras Brita 16mm Pó de pedra Filler Cal

3/4" 19,1 mm 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 %

1/2" 12,5 mm 94,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 %

5/16” 8 mm 30,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 %

N° 4 4,75 mm 1,3 % 100,0 % 100,0 % 100,0 %

N° 10 2 mm 0,50 % 79,3 % 100,0 % 100,0 %

N° 200 0,075 mm 0,20 % 8,4 % 100,0 % 96,0 %

67

3.3.7.1.2.3 – Fibras

A fibra utilizada é a VIATOP Premium da JRS, fornecida em embalagens (big bag) de

500 kg. Este material tem forma granular, composto de fibra de celulose (90% do peso) e

betume (10% do peso).

3.3.7.1.3 – Dosagem

3.3.7.1.3.1 – Dosagem e caracterização dos agregados

Para determinar a porcentagem de cada agregado (Tabela 31), de forma que a mistura

destes agregados proporcione uma curva granulométrica que atenda a faixa especificada

(Tabela 32 e Gráfico 6), incluindo as tolerâncias e considerando que os materiais,

individualmente, não satisfazem à especificação da mistura selecionada, foi usado o

método das tentativas.

Esse método consiste em determinar por meio de tentativa as proporções (as

quantidades) de cada material, de acordo com a seguinte equação:

� = �� × + �� × � + �� × � + ...

Onde:

P = % total de materiais que passam em uma dada peneira da combinação de

agregados A, B, C, ...

Pa, Pb, Pc, ... = % de material que passa em uma dada peneira de agregados A, B,

C, ...

a, b, c, ... = proporções de agregados A, B, C, ..., usados na combinação, de

forma que o total seja 100%

Tabela 31 – Proporção de cada agregado do SMA

Agregados % de agregados

Brita 16 mm 73,0 %

Pó de pedra 20,0 %

Cal 5,0 %

Filler 2,0 %

Os agregados foram caracterizados de acordo com as seguintes normas de ensaios:

granulometria – DNER-ME 083/98 (Tabela 32), densidade de agregado graúdo e

determinação da absorção – DNER-ME 081/98 (Tabela 33), densidade do agregado

68

miúdo – DNER-ME 084/95 (Tabela 33), abrasão de Los Angeles – DNER-ME 035/98

(Tabela 34), e equivalente de areia da fração miúda – DNER-ME 054/97 (Tabela 34).

Tabela 32 – Granulometria do SMA

Peneiras Faixa D11 Mistura Faixa de Trabalho

3/4” 19,1 mm 100 100,0 100,0 – 100,0

1/2" 12,5 mm 80 – 100 95,62 90,62 – 100,0

5/16” 8 mm 45 – 75 48,90 45,0 – 53,90

Nº 40 4,75 mm 25 – 40 27,95 25,0 – 32,95

Nº 10 2 mm 20 – 30 23,23 20,23 – 26,23

Nº 200 0,075 mm 8 – 12 8,73 8 – 10,73

Gráfico 6 – Curva granulométrica do SMA

Tabela 33 – Densidades dos agregados do SMA

Densidade real do agregado graúdo retido na #10 2,722 g/cm³

Densidade real do agregado miúdo passante na #10 2,705 g/cm³

Densidade real do agregado passante na #200 2,728 g/cm³

Densidade aparente do agregado graúdo 2,685 g/cm³

Densidade efetiva da mistura 2,706 g/cm³

Densidade real da mistura 2,720 g/cm³

19,1

12,5

84,75

20,07

4

"3/4

1/2"

"5/1

6"

4

10200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100Faixa especificada

Faixa De Trabalho

MIstura

69

Tabela 34 – Características dos agregados usados no SMA

Ensaio Especificação Resultado

Abrasão Los Angeles < 40 % 42,0 %

Equivalente de areia > 55 % 62,2 %

Normas europeias e norte-americanas, como a AASHTO M 325-08, tem especificado

abrasão Los Angeles ≤ 30%, porém há casos de sucesso com agregados britados cuja

abrasão excedeu 50%.

Na região do município do Rio de Janeiro, os agregados encontrados apresentam

resultados de abrasão Los Angeles altos, acima de 55%, e em alguns casos chegam a

65%.

Devido a isto, com a autorização do projetista e da fiscalização da obra, foi permitido o

uso de um agregado com desgaste de abrasão Los Angeles mais alto.

3.3.7.1.3.2 – Dosagem pelo método Bailey

Para efeito de comparação com o projeto em estudo, foi feita uma dosagem pelo método

Bailey, utilizando os mesmo materiais do SMA.

O Método Bailey é uma forma de seleção granulométrica que auxilia na escolha da

composição dos agregados com o objetivo de obter uma mistura com esqueleto mineral

que apresente um maior intertravamento dos agregados graúdos, e pode ser usado com

qualquer metodologia de dosagem (SUPERPAVE ou MARSHALL). O método está

diretamente ligado às características de compactação da mistura, com os vazios no

agregado mineral (VAM) e com o volume de vazios da mistura compactada (Vv ou Va,

vazios com ar) (CUNHA, 2004).

Para analisar o intertravamento dos agregados é necessário obter as massas

específicas, solta e compactada de cada agregado, através de ensaios constantes na

AASHTO T 19-09. Com a distribuição granulométrica dos agregados e as massas

específicas, solta e compactada, avalia-se a granulometria escolhida encaixando-a num

esqueleto “ideal”, assegurando, dessa forma, a resistência à deformação permanente

70

pelo intertravamento dos agregados graúdos e a durabilidade pelo teor de ligante

adequado devido à obtenção de uma adequada distribuição de vazios. (ODA, 2015).

Para avaliação da estrutura de agregados são determinados os seguintes parâmetros da

mistura de agregados: proporção de agregados graúdos (proporção CA), proporção

graúda dos agregados finos (proporção FAc) e proporção fina dos agregados finos

(proporção FAf) (Figura 15). Estes parâmetros são determinados considerando as

peneiras de controle adotadas pelo método (VAVRIK et al., 2002).

Figura 28 – Divisão de uma amostra de agregados (adaptada de VAVRIK et al., 2002)

Recomendações de valores máximos e mínimos de cada proporção têm como objetivo

assegurar o melhor intertravamento dos agregados, porém esses podem ser ajustados

com a finalidade de aumentar ou diminuir os vazios no agregado mineral e restringir a

possibilidade de segregação da mistura (VAVRIK et al., 2002).

O método permite também ajustes na quantidade de vazios das misturas em função da

porcentagem de cada material e considera o intertravamento dos agregados graúdos o

principal fator relacionado à resistência à deformação permanente da mistura

(NASCIMENTO, 2008; CAVALCANTI, 2010).

Para entender a relação entre a granulometria de agregados e os parâmetros

volumétricos das misturas, o método Bailey considera dois princípios básicos:

• Arranjo de agregados, e

• Definição de agregado graúdo e miúdo.

A partir desses princípios, os passos iniciais do método Bailey são:

• Combinar os agregados em volume, e

• Analisar a mistura combinada.

Agregado graúdo (CACACACA) Porção graúda do agregado miúdo (FAcFAcFAcFAc) Porção miúda do agregado miúdo (FAfFAfFAfFAf) PCSPCSPCSPCS SCSSCSSCSSCS

71

Para determinar a composição de agregados em volume devem ser realizados os

seguintes passos:

• Determinação da granulometria de cada material:

Foram definidas as porcentagens passantes em cada peneira através de um novo

ensaio de granulometria contendo todas as peneiras exigidas para o método (Tabela

35).

Tabela 35 – Granulometria dos agregados

Peneira Brita Pó de pedra

1" 25,0 mm 100,0 100,0

3/4" 19,0 mm 100,0 100,0

1/2" 12,5 mm 85,2 100,0

3/8" 9,5 mm 29,5 100,0

5/16" 8,0 mm 29,5 100,0

1/4" 6,25 mm 0,9 100,0

Nº 4 4,75 mm 0,1 100,0

Nº 8 2,36 mm 0,1 85,1

Nº 10 2,0 mm 0,1 79,0

Nº 16 1,18 mm 0,1 60,8

Nº 30 0,6 mm 0,1 39,2

Nº 40 0,42 mm 0,1 29,4

Nº 50 0,3 mm 0,1 23,8

Nº 80 0,18 mm 0,1 14,8

Nº 100 0,15 mm 0,1 12,4

Nº 200 0,075 mm 0,1 6,2

• Determinação a massa específica aparente dos agregados, Gsb (bulk specific

gravity), em g/cm³:

A obra já possuía o valor da massa específica da brita, porém não possuía a do pó de

pedra, e não foi possível realizar o ensaio para determiná-lo. Como o estudo somente

tem fins acadêmicos foi feita uma ponderação para chegar a um valor para o Gsb do

pó de pedra (Tabela 36).

Tabela 36 – Valores do Gsb dos agregados

Agregados Gsb (kg/m³)

Brita 2685

Pó de pedra 2690

72

Lembrando que esta ponderação, para um caso em que o resultado da dosagem fosse

aplicado, não seria aceitável, o correto seria realizar o ensaio para a determinação da

massa específica aparente de todos os materiais.

• Determinação do tamanho máximo nominal, NMAS, e das peneiras de controle, HS,

PCS, SCS e TCS:

O NMAS é definido como sendo a abertura da peneira anterior a primeira peneira que

retém mais de 15% de material da amostra de agregados.

A PCS é obtida através da multiplicação do NMAS por 0,22, a SCS é definida como o

produto do valor encontrado de PCS pelo fator 0,22 e a TCS pelo produto entre a SCS

e o mesmo fator 0,22. A Tabela 37 mostra o resumo das peneiras de controle de

acordo com o NMAS.

Tabela 37 – Peneiras de Controle em função do NMAS

Peneiras de Controle

Tamanho Máximo Nominal (NMAS), mm

37,5 25,0 19,0 12,5 9,5 4,75

HS 19,0 12,5 9,5 6,25 4,75 2,36

PCS 9,5 4,75 4,75 2,36 2,36 1,18

SCS 2,36 1,18 1,18 0,60 0,60 0,30

TCS 0,60 0,30 0,30 0,15 0,15 0,075

Para os materiais em estudo, a Tabela 38 mostra os valores encontrados.

Tabela 38 – Peneiras de controle dos agregados

Peneiras de controle Brita Pó de Pedra

NMAS 12,5 2,36

HS 6,25 2,36

PCS 2,36 1,18

SCS 0,600 0,300

TCS 0,15 0,075

• Determinação do peso unitário solto, LUW (Loose Unit Weight), e do peso unitário

compactado, RUW (Rodded Unit Weight), dos agregados:

Peso unitário solto (LUW) de um agregado é a quantidade de agregado que preenche

um recipiente de volume conhecido, sem qualquer esforço de compactação aplicada.

Esta condição representa o início do intertravamento do agregado graúdo (isto é,

contato grão a grão), sem qualquer esforço de compactação aplicada. É obtida

73

dividindo o peso de agregados pelo volume do recipiente utilizado no ensaio, que deve

ser conhecido.

Peso unitário compactado (RUW) representa a quantidade de agregado que preenche

um recipiente de volume conhecido com aplicação de um “esforço” de compactação. O

esforço de compactação aumenta o contato de grão a grão e diminui o volume de

vazios no agregado. É calculada dividindo o peso de agregados pelo volume do

recipiente utilizado no ensaio.

Para a realização destes ensaios, é necessário que os agregados estejam secos.

Os ensaios para determinação do LUW e RUW da brita foi realizado no laboratório de

mecânica dos solos da UFRJ, já para o pó de pedra foi realizado no laboratório da

obra.

o Determinação do LUW dos agregados:

Foram realizados 3 testes para cada material, utilizando recipientes de pesos e

volumes conhecidos (Tabela 39).

Tabela 39 – Características dos recipientes

RECIPIENTE PESO (kg) VOLUME (cm³)

Brita 5,410 3242,72

Pó de pedra 4,807 997,46

Para a realização deste ensaio, é necessário que os agregados estejam secos.

Os materiais foram despejados dentro dos recipientes de forma cuidadosa, para

que não haja nenhuma compactação (Figura 29).

74

Figura 29 – Ensaio para determinação do LUW da brita

Fonte: Autor

Figura 30 – Ensaio para determinação do LUW do pó de pedra

Fonte: Autor

Foram encontrados os valores apresentados na Tabela 40.

Tabela 40 - Massa específica aparente em estado solto (LUW)

AGREGADOS PESO DO RECIPIENTE + AGREGADOS

(kg) PESO DOS

AGREGADOS (kg)

LUW (kg/m³)

TESTE 1 TESTE 2 TESTE 3 MÉDIA Brita 9,630 9,675 9,745 9,683 4,273 1317,824

Pó de pedra 6,328 6,319 6,333 6,327 1,520 1523,403

o Determinação do RUW dos agregados:

Também foram realizados 3 testes para cada material, utilizando os mesmos

recipientes do ensaio para determinação do LUW.

Neste ensaio, os materiais foram despejados dentro dos recipientes em 3 camadas,

cada uma compactada, 25 golpes, com uma haste de ferro de 10mm de diâmetro.

75

Figura 31 – Ensaio para determinação do RUW da brita

Fonte: Autor

Figura 32 – Ensaio para determinação do RUW do pó de pedra

Fonte: Autor

Foram encontrados os seguintes valores na Tabela 41.

Tabela 41 - Massa específica aparente em estado compactado (RUW)

AGREGADOS PESO DO RECIPIENTE + AGREGADOS (kg) PESO DOS

AGREGADOS (kg)

RUW (kg/m³)

TESTE 1 TESTE 2 TESTE 3 MÉDIA

Brita 10,230 10,360 10,295 10,295 4,885 1506,451

Pó de pedra 6,556 6,584 6,588 6,576 1,769 1773,906

• Verificação do comportamento dos agregados:

A partir da quantidade de material passante na PCS, é definido se os agregados tem

comportamento graúdo ou miúdo:

76

- Se 49,9% ou menos passa na PCS, tem comportamento graúdo, CA;

- Se 50% ou mais passa na PCS, tem comportamento miúdo, FA.

Portanto, a brita tem comportamento graúdo e o pó de pedra tem comportamento

miúdo.

• Determinação dos vazios da fração graúda de agregados:

Para o cálculo do VCALUW (vazios da fração graúda do agregado solto) e do VCARUW

(vazios da fração graúda do agregado compactado), foram utilizadas as seguintes

expressões:

!�"#$ =%1 − &"#$&'� × &$( × 100

!�)#$ =%1 − &)#$&'� × &$( × 100

Onde:

GRUW = massa específica da fração graúda do agregado seco compactado, g/cm³

Gw = massa específica da água (0,998 g/cm³);

Gsb = massa específica aparente da fração graúda do agregado, g/cm³

Para materiais de comportamento graúdo, que é o caso da brita:

- VCALUW varia de 43% a 49%

- VCARUW varia de 37% a 43%

Resultados encontrados:

- VCALUW = 51%

- VCARUW = 44%

• Escolha do peso unitário, CUW (Chosen Unit Weight):

Para misturas do tipo SMA, a CUW se refere a uma porcentagem da massa unitária

compactada (RUW) da fração graúda, CA, variando de 110 a 125% do RUW (Rodded

Unit Weight).

Recomenda-se começar com um valor médio da % do peso unitário, portanto foi

usado CUW = 118%.

• Determinação da porcentagem passante na peneira 0,075 mm (#200) desejada (%

targed):

77

No caso de misturas do tipo SMA, esse valor deve estar entre 8 e 11% (AASHTO MP

325-08), sendo importante considerar como desejado pelo menos um valor maior que

o limite inferior, ou seja, a % mínima para esse tipo de mistura deve ser maior que 8%.

Foi definido target = 9%.

• Determinação do peso da contribuição da fração graúda:

Massa de CA = RUW x CUW CA

Massa de CA = 1506,45 x 118% = 1777,61 kg

• Determinação dos vazios (Voids) da fração graúda, CA, no peso unitário escolhido,

CUW

Solid Volume, SV = CA / Gsb CA = 1777,61 / 2685 = 0,662 m³

Voids Volume, VV = 1 – SV = 1 – 0,662 = 0,338 m³

Voids, % = VV x 100 = 33,8%

• Determinação do peso por unidade de volume de fração miúda, FA, para preencher

os vazios da fração graúda compactada, RUW ou LUW FA:

Para misturas tipo SMA, deve ser considerado LUW FA. Para os outros tipos de

misturas deve ser considerado RUW FA.

Portanto, LUW FA = 1523,40 kg/m³

• Determinação das porcentagens de CA (%CA) e FA (%FA) por peso:

Massa de CA = 1777,61 kg

Massa de FA = VV x LUW FA = 0,338 x 1523,40 = 514,83 kg

Total = Massa de CA + Massa de FA = 2292,44 kg

% CA = 77,54 %

% FA = 22,46 %

• Determinação da % de material de tamanho oposto (opposite sized material, OSM)

de cada material, ou seja, determinar a % de material graúdo no FA (%OSM CA) e

de material miúdo no CA (%OSM FA), a partir da PCS:

%OSM CA = %CA x %PCS = 77,54 x 0,1% = 0,07 %

78

%OSM FA = %FA x (100% - %PCS) = 22,46 x (100% - 60,8%) = 8,80 %

• Correção das % de cada material, %CA’ e %FA’, em função da %OSM:

%CA’ = (%CA + %OSM CA) - %OSM FA = (77,54 + 0,07) – 8,80 = 68,82 %

%FA‘ = (%FA + %OSM FA) - %OSM CA = (22,46 + 8,80) – 0,07 = 31,18 %

• Determinação da % total de material passante na peneira 0,075 mm (#200),

correspondente a soma das frações existentes no CA e no FA, a partir dos valores

corrigidos de %CA’ e %FA’:

%CA' x % passante na peneira 0,075mm do CA = 68,82 x 0,01% = 0,06 %

%FA' x % passante na peneira 0,075mm do FA = 31,18 x 6,2% = 1,94 %

% total de material passante na peneira 0,075mm = 1,94 + 0,06 = 2,00 %

• Determinação da % de fíler mineral, MF, necessário para completar a % desejada

(target) na mistura de material passante na peneira 0,075 mm:

% MF = %targed - % total de material passante na peneira 0,075mm = 9,0 – 2,0 =

7,0%

% passante na peneira 0,075mm do MF = 100 %

% MF' = 7,0 / 100% = 7,0 %

• Determinação das % finais de cada material por peso:

%FA'' = %FA' - %MF' = 31,18 – 7,0 = 24,2 %

%CA final = %CA' = 68,8 %

%FA final = %FA'' = 24,2 %

%MF final = %MF' = 7,0 %

79

Tabela 42 – Granulometria da mistura pelo método Bailey

Peneira Brita Pó de pedra Filler Curva

Faixa D11

# mm % passada 68,8 %

passada 24,2 % passada 7,0 mínimo máximo

1" 25,0 100,0 68,8 100,0 24,2 100,0 7,0 100,0 3/4" 19,0 100,0 68,8 100,0 24,2 100,0 7,0 100,0 100,0 100,0

1/2" 12,5 85,2 58,6 100,0 24,2 100,0 7,0 89,8 80,0 100,0

3/8" 9,5 29,5 20,3 100,0 24,2 100,0 7,0 51,5 5/16" 8 29,5 20,3 100,0 24,2 100,0 7,0 51,5 45,0 75,0

1/4" 6,25 0,9 0,6 100,0 24,2 100,0 7,0 31,8 Nº 4 4,75 0,1 0,06 100,0 24,2 100,0 7,0 31,2 25,0 40,0

Nº 8 2,36 0,1 0,06 85,1 20,6 100,0 7,0 27,6 Nº 10 2,00 0,1 0,06 79,0 19,1 100,0 7,0 26,2 20,0 30,0

Nº 16 1,18 0,1 0,06 60,8 14,7 100,0 7,0 21,8 Nº 30 0,60 0,1 0,06 39,2 9,5 100,0 7,0 16,5 Nº 40 0,42 0,1 0,06 29,4 7,1 100,0 7,0 14,2 Nº 50 0,30 0,1 0,06 23,8 5,8 100,0 7,0 12,8 Nº 80 0,180 0,1 0,06 14,8 3,6 100,0 7,0 10,6

Nº 100 0,150 0,1 0,06 12,4 3,0 100,0 7,0 10,0

Nº 200 0,075 0,1 0,06 6,2 1,5 100,0 7,0 8,6 8,0 12,0

• Definição das peneiras de controle

Tabela 43 – Peneiras de controle da mistura

Peneiras NMAS = 12,5 mm

Controle mm % passante

HS 6,25 31,8

PCS 2,36 27,6

SCS 0,600 16,5

TCS 0,150 10,0

• Avaliação do comportamento da mistura de agregados

Se 49,9% ou menos da mistura de materiais passa na PCS, considera-se graúda, CA;

Se 50% ou mais da mistura de materiais passa na PCS, considera-se miúda, FA.

Como % passante na PCS = 27,6% é menor do que 49,9%, a mistura tem

comportamento graúdo.

• Cálculo das proporções

A análise da mistura de agregados combinados se faz por meio dos parâmetros:

proporção CA (Coarse Aggregate Ratio = proporção de agregado graúdo), proporção

FAc (Fine Aggregate Coarse Ratio = proporção graúda do agregado miúdo) e

proporção FAf (Fine Aggregate Fine Ratio = proporção miúda do agregado miúdo),

determinados pelas seguintes expressões:

80

Proporção CA= % passante na HS - % passante na PCS

100 - % passante na HS

Proporção FAc=% passante na SCS% passante na PCS

Proporção de FAf = % passante na TCS

% passante na SCS

A Tabela 44 mostra os limites dos parâmetros para mistura SMA.

Tabela 44 – Limites dos parâmetros para mistura SMA

NMAS 25,0 mm 19,0 mm 12,5 mm 9,5 mm 4,75 mm

Proporção CA 0,45 - 0,60 0,35 - 0,50 0,25 - 0,40 0,15 - 0,30 0,05 - 0,20

Proporção FAc 0,60 - 0,85

Proporção FAf 0,65 - 0,90

Calculando as proporções, chegou-se aos valores da Tabela 45.

Tabela 45 – Proporções de CA, FAc e FAf

Proporção Valores obtidos Limites para mistura

CA 0,06 0,25 - 0,40

FAc 0,60 0,60 - 0,85

FAf 0,61 0,65 - 0,90

A proporção CA ficou baixa, isso indica uma alta compactação dos agregados miúdos

que necessitam de uma forte estrutura para alcançar as propriedades requeridas.

Misturas com proporção CA abaixo do recomendado são mais suscetíveis à

segregação.

3.3.7.1.3.3 – Determinação do teor de ligante

A BR Distribuidora forneceu um certificado de qualidade com as características do ligante

usado na dosagem, apontados na Tabela 46.

Tabela 46 – Características do ligante usado na dosagem do SMA

Características Especificações Resultados Método

Penetração (100g, 25ºC, 5 seg) (dmm) 30 – 70 47 NBR 6576

Ponto de amolecimento (ºC) > 80 82 NBR 6560

Recuperação elástica (%) > 90 94,5 NBR 15086

Ponto de fulgor (°C) > 235 235 NBR 11341

Viscosidade Brookfield 135°, sp 21, 20rpm (cP) < 3000 1538 NBR 15184

Viscosidade Brookfield 155°, sp 21, 50rpm (cP) < 2000 813 NBR 15184

Viscosidade Brookfield 177°, sp 21, 100rpm (cP) < 1000 293,5 NBR 15184

Densidade (g/cm³) - 1,048 -

81

O teor de ligante foi determinado pelo método de dosagem Marshall, que é um dos mais

utilizados no mundo. Para determinar o teor de projeto das misturas asfálticas através da

metodologia Marshall devem ser seguidas as normas DNER-ME 43/95, ASTM D6926-10,

ASTM D6927-06 e NBR 15785:10.

O método Marshall considera os seguintes parâmetros para determinação do teor de

projeto (“teor ótimo”) de ligante asfáltico:

o Estabilidade: carga (kgf) sob a qual o corpo de prova rompe quando submetido à

compressão diametral. É resistência máxima do corpo de prova à compressão

diametral semi-confinada;

o Fluência: deformação total apresentada pelo corpo de prova de mistura asfáltica,

desde a aplicação da carga inicial nula até a aplicação da carga máxima,

expressa em décimos de milímetros ou centésimos de polegada.

De forma geral, a dosagem Marshall tem como objetivo definir as proporções de

agregados e de ligante de uma mistura asfáltica que apresente as seguintes

características:

o Densidade máxima possível, para garantir máxima estabilidade;

o Fluência entre determinados limites, para garantir flexibilidade;

o Volume de vazios (Vv) entre determinados limites para garantir que não ocorra

oxidação da massa asfáltica pela ação da água e/ou ar, e que também não

ocorra exsudação;

o Relação betume vazios (RBV) entre determinados limites, para garantir que

exista ligante asfáltico suficiente e que não ocorra exsudação.

� Roteiro de Dosagem Marshall:

Para a confecção das misturas asfálticas foram utilizadas 5 teores de ligante asfáltico

modificado por polímero (5,0%, 5,5%, 6,0%, 6,5% e 7,0%) e 0,3% de fibra celulose em

relação à massa total, valor este indicado pela EAPA (1998).

As temperaturas de mistura (ligante), compactação e de agregado foram fornecidas

pelo fabricante do ligante asfáltico,

Foram moldados 3 CP’s para cada um dos 5 teores de ligante, para determinação do

teor ótimo.

82

• Preparação dos corpos de prova (CP’s):

Os agregados foram aquecidos até a temperatura especificada, colocados em um

recipiente e misturados a seco. Em seguida, foi feita uma “cratera” no agregado

seco e adicionada a quantidade de material asfáltico, de acordo com os 5 teores

definidos para o ensaio.

A mistura dos agregados com material asfáltico foi feita manualmente com uma

“colher” até a obtenção de uma massa asfáltica com distribuição uniforme do

ligante.

Após o processo de mistura de todos os componentes da mistura asfáltica, a

mesma foi inserida em um molde aquecido, acomodado com uma espátula com 15

golpes vigorosos nas laterais e 10 golpes no centro da massa.

• Compactação:

Os corpos de prova foram compactados com 50 golpes em cada face com o

compactador Marshall manual. Em seguida, deixou-se esfriar os CP’s por pelo

menos 12 horas a temperatura ambiente.

• Execução do ensaio:

Após a desmoldagem, os volumes dos corpos de prova, já frios, foram calculados

com a média de 4 medidas de alturas e de 4 de diâmetros, utilizando um

paquímetro de cada um deles.

Para a determinação da densidade aparente (d), os corpos de prova foram pesados

no ar e na água (peso imerso), e usando a equação abaixo ela foi calculada para

cada CP.

* = +�,+�, −+á./�

Onde:

+�, = massa do corpo de prova ao ar, em g;

+á./� = massa do corpo de prova imerso, em g.

A densidade aparente adotada para cada teor de ligante, foi média aritmética das

densidades encontradas nos 3 CP’s.

83

Em seguida, os mesmos foram aquecidos em banho maria, a 60ºC durante 30

minutos, e submetidos a ruptura na prensa Marshall, sendo aplicada uma carga

contínua de compressão diametral, a uma velocidade média de 2” (50,8 mm) por

minuto, até o rompimento para medir a estabilidade (kg) e a fluência (mm).

A carga máxima aplicada que provoca o rompimento do CP representa o valor da

estabilidade Marshall e a deformação sofrida até momento da ruptura, é o valor da

fluência.

Por fim, foram determinados os outros parâmetros volumétricos dos CP’s para cada

teor de ligante asfáltico.

• Densidade máxima teórica:

�+� = 100%&� +%�1

&�. +%�2&�3 +%4

&�

Onde:

%a = % de ligante asfáltico, expressa em relação à massa total da mistura asfáltica;

%Ag = % de agregado graúdo, expressa em relação à massa total da mistura

asfáltica;

%Am = % de agregado miúdo, expressa em relação à massa total da mistura

asfáltica;

%f = % de fíller, expressa em relação à massa total da mistura asfáltica;

Ga = massa específica real do ligante asfáltico;

GAg = massa específica real do agregado graúdo;

GAm = massa específica real do agregado miúdo;

Gf = massa específica real do fíller.

• Volume de vazios (Vv):

5 = 100 ×�+� − *�+�

• Vazios cheios com betume (VCB):

!6 = * × %�*�

Onde:

%b = teor de ligante

db = densidade do ligante

• Volume de vazios do agregado mineral (VAM):

84

�+ = 5 + !6

• Relação betume vazios (RBV):

�6 = 100 × � �+

• Resultados:

Os resultados encontrados após o ensaio Marshall estão na Tabela 47.

Tabela 47 – Resultados da dosagem do SMA pelo método Marshall

CAP (%)

DMT (g/cm³)

d (g/cm³)

VV

(%) VAM (%)

RBV (%)

Estab. (kgf)

VCB (%)

Fluência (0,1 mm)

5,0% 2,504 2,385 4,8 16,1 70,5 926 11,4 4,3

5,5% 2,485 2,392 3,7 16,3 77,0 985 12,6 4,1

6,0% 2,465 2,372 3,8 17,4 78,2 806 13,6 3,8

6,5% 2,477 2,375 3,0 17,7 83,3 608 14,7 4,6

7,0% 2,429 2,378 2,1 18,0 88,3 728 15,9 4,8

Com estes resultados determinou-se como 6,0% o teor ótimo de ligante asfáltico,

pois foi o teor que atendeu a todos os requisitos do projeto, apontados na tabela.

Se fosse considerado o teor de projeto aquele correspondente ao volume de vazios

igual a 4,0%, o teor ótimo seria próximo a 6,0%.

Vale ressaltar que, para o teor de 5,5%, possivelmente ocorreu algum erro durante

o ensaio, podendo ser em relação a temperatura ou a compactação, já que seu

volume de vazios ficou abaixo do encontrado para o teor de 6,0%, e deveria estar

entre os valores encontrados para 5,0% e 6,0%.

O SMA deve necessariamente apresentar um esqueleto pétreo onde seja garantido

o contato pedra a pedra de agregados graúdos. Este contato é garantido quando o

VCAMIX (vazios da fração graúda do agregado na mistura compactada) é menor ou

igual ao VCADRC (vazios da fração graúda do agregado compactado) (NAPA, 1999).

Ou seja, quando os agregados graúdos, em sua grande maioria com dimensões

similares, tocam-se, formam-se vazios que devem ser ocupados, em parte, por um

mastique, composto por agregados na fração areia, fíler, asfalto e fibras. Deve-se

sempre manter vazios com ar para que a mistura não exsude e possa ainda sofrer

compactação adicional pelo tráfego (BERNUCCI et al., 2006).

85

Figura 33 – Representação esquemática dos parâmetros volumétrico de controle do SMA

(BERNUCCI et al., 2006)

Os cálculos do VCAMIX e do VCADRC é feito através das equações:

!�7)8 =&'�9. × &: −&'&'�9. ×&: × 100

Onde:

VCADRC = vazios da fração graúda do agregado compactado, %;

Gs = massa específica da fração graúda do agregado seco compactado,

kg/cm³

Gw = massa específica da água (998kg/m³);

Gsb-g = massa específica aparente da fração graúda do agregado, g/cm3.

!�;<= = 100 − &3�&'�9. ×�8>

VCAMIX = vazios da fração graúda do agregado na mistura compactada, %;

Gmb = massa específica aparente da mistura compactada, g/cm3;

Gsb-g = massa específica aparente da fração graúda do agregado, g/cm3;

PCA = % de fração graúda do agregado em relação ao peso total da mistura

VCADRC = 44,4%

VCAMIX = 40,2%

Verificação: VCAMIX>VCADRC

86

3.3.7.2 – Usinagem

Assim como o binder, o SMA é produzido na usina volumétrica, Drum Mix, móvel, de

propriedade do consórcio (Figura 34).

Por ser uma usina volumétrica, sua produção é contínua, com capacidade de produção

de 120 toneladas por hora, possibilitando uma produção eficiente.

Figura 34 – Usina em operação

Fonte: Autor

A usina possui seis silos frios dosadores, com correias alimentadoras, que são

abastecidos por uma pá carregadeira de acordo com a mistura que será produzida,

sendo quatro para os agregados(Figura 35), um para a cal (Figura 36) e um para as

fibras (Figura 37).

87

Figura 35 – Silos de agregados

Fonte: Autor

Figura 36 – Silo de cal

Fonte: Autor

88

Figura 37 – Silo de fibra

Fonte: Autor

As correias fazem o transporte dos agregados dos silos até o secador, que é do tipo

contrafluxo, ou seja, o agregado movimenta-se no sentido contrário ao queimador.

Na saída do tambor secador está localizado o misturador, ou homogeneizador, local onde

o ligante asfáltico, que está armazenado em um tanque (Figura 38), é adicionado à

mistura.

Figura 38 – Tanque de armazenamento de CAP

Fonte: Autor

Do homogeneizador, a mistura é transportada por correias para o carregamento do

caminhão basculante, que faz o transporte da mistura até o local de aplicação.

89

A usina também possui um sistema de filtragem, com filtros de mangas, que controla a

emissão de poluentes durante o funcionamento da usina.

Todo o processo de produção da mistura asfáltica é controlado por um sistema de

automação. Este sistema indica ao operador da usina todas as informações necessárias

durante o funcionamento da usina: os fluxos momentâneos de agregados, filler, cal, fibras

e ligante asfáltico; consumo individual dos materiais; fluxo do processo de produção;

produção acumulada; temperatura dos gases, mistura e betume; fórmula aplicada;

ativação de movimentos.

3.3.7.3 – Equipamentos utilizados

• Caminhões Basculantes;

• Vibroacabora;

• Rolos de chapa;

• Ferramentas manuais (pás, rastelos etc).

3.3.7.4 – Sequência de execução

• Transporte da mistura asfáltica da usina até o local de aplicação é feito por

caminhões basculantes;

• Antes da distribuição e compactação da mistura asfáltica é realizada uma pintura de

ligação, conforme falado no item 3.3.5;

• O espalhamento do material sobre a pista é realizado por uma vibroacabadora

(Figura 39);

90

Figura 39 – Distribuição da camada de SMA e conferência da espessura

Fonte: Autor

• Por fim, é feita a compactação com rolos de chapa (Figura 40).

91

Figura 40 – Compactação da camada de SMA

Fonte: Autor


Os controles realizados para a camada de SMA são:

• Controle das temperaturas dos agregados (no secador), do ligante (no tanque de

estocagem) e da mistura (na saída do misturador e durante o espalhamento);

• Controle das características Marshall da mistura (volume de vazios e relação

betume-vazios), com a realização do ensaio Marshall em 3 corpos de prova

moldados com material colhido na saída do misturador. Diferente do binder, a

prensa Marshall é usada para determinar a resistência a tração por compressão

diametral;

• Controle do teor de ligante, através da extração de betume dos corpos de prova,

usando o extrator centrífugo Rotarex;

• Controle da granulometria da mistura, após a extração do betume;

• Controle de compactação, através da comparação da densidade aparente de

projeto com a de um corpo de prova extraído por uma sonda rotativa;

• Controle geométrico, onde são verificados o acabamento da superfície e a

espessura de projeto.

Os ensaios são realizados pelo laboratório do Consórcio, e seus resultados são



aleatoriamente.

3.3.7.6.1 – Controle das características Marshall

São moldados 3 CP’s com uma amostra retirada na saída do misturador da usina por

turno de trabalho, para realização do ensaio Marshall, usando os mesmo procedimentos

realizados para a dosagem.

92

Figura 41 – Prensa usada no ensaio Marshall

Fonte: Autor

Para o material produzido para aplicação no trecho entre as estacas 2058 e 2065 foram

obtidos os resultados da Tabela 48.

Tabela 48 – Resultados do ensaio Marshall


RT Diametral (kgf) 9 > 6 9

V.v. (%) 3,8 3 a 5 3,99

RBV (%) 78,2 70 a 80 76,91

3.3.7.6.2 – Controle do teor de ligante

É feita a extração do betume de uma amostra da mistura, por meio do extrator centrífugo

Rotarex, de acordo com a norma DNER-ME 053/94.

O Rotarex promove a separação da parte granular da parte ligante de uma amostra da

mistura em questão. Após esta separação pode-se conferir a proporção de agregados e a

proporção de asfalto da mistura e confrontar estes resultados com os de projeto.

O ensaio segue a seguinte sequência:

• Coleta da mistura betuminosa (± 1000 g). Esta coleta é feita na usina de fabricação

da mistura;

• A amostra é colocada em estufa por um período de uma hora (100 a 120º C);

• Pesa-se a amostra (1000 g) e a coloca dentro do extrator de betume junto com

papel filtro;

93

• No interior do extrator, é despejado 150 ml de solvente (Tetracloreto de carbono

CCl4) e é deixado em repouso por 15min.

• É colocado um Becker sob o tubo lateral de escoamento.

• Aplica-se um movimento rotativo no prato centrifugador, a uma velocidade

gradativa, até que a solução de betume e solvente venha escoar-se pelo tubo

lateral;

• Após esta primeira fase, o aparelho é paralisado e adicionado uma nova porção de

solvente (150ml) sobre a mistura no interior do prato;

• Estas operações são repetidas até que o solvente saia completamente limpo no

tubo lateral;

• Após o último ciclo de centrifugação o prato com o material que sobrou (agregados)

é levado para estufa (80 a 100º C) para secagem e eliminação do solvente ainda

presente nos agregados;

• Depois de seco o agregado é pesado;

• A diferença de peso da amostra antes e após o ensaio indica o peso do betume

(asfalto) extraído;

• O cálculo da porcentagem de betume (teor de betume) é dado pela seguinte

expressão:

� =@ABC*C�ADE2AA�DFí*C@ABC*2CBDFDCDH × 100

Durante a produção de SMA para o trecho entre as estacas entre as estacas 2058 e

2065, foi coletada uma amostra para realização deste ensaio e foram obtidos os valores

da Tabela 49.

Tabela 49 – Resultado do ensaio de determinação do teor de ligante


Teor de ligante (%) 6,0 6,0 ± 0,3 5,86

3.3.7.6.3 – Controle da granulometria

O ensaio de granulometria, para verificação e conferência da faixa granulométrica

empregada, é realizado de acordo com a norma, com o agregado restante da amostra

utilizada no ensaio de extração de betume. A Tabela 50 mostra os resultados obtidos.

94

Tabela 50 - Resultado do ensaio de granulometria do SMA

Peneiras Faixa de trabalho Resultado Ensaio

3/4” 19,1 mm 100,0 – 100,0 100,0

1/2” 12,5 mm 90,6 – 100,0 96,7

5/16” 8,0 mm 45,0 – 53,9 55,5

Nº 4 4,75 mm 25,0 – 33,0 31,3

Nº 10 2,0 mm 20,2 – 26,2 24,3

Nº 200 0,075 mm 8,0 – 10,7 8,4

3.3.7.6.4 – Controle de compactação

Utilizando uma sonda rotativa, são extraídos CP’s de uma camada de SMA em um trecho

já executado, para verificação do grau de compactação da camada.

Figura 42 – Sonda rotativa usada para extração de CP’s

Fonte: Autor

Os CP’s são pesados ao ar e imersos para determinação da sua densidade, massa

específica aparente da mistura compactada, através da fórmula:

* = ��,��, − �I3J,'K

O grau de compactação é calculado através da razão entre a massa específica aparente

da mistura compactada e a massa específica aparente de projeto.

Controle de compactação do trecho entre as estacas 2052 e 2087.

• Densidade aparente de projeto = 2,372 g/cm³

• Especificação: G.C. > 97 %

95

Tabela 51 – Resultados do ensaio de GC da camada de SMA

CP Estaca Densidade (g/cm³) Grau de compactação

1 2087 2,318 97,7

2 2082 2,372 100,0

3 2077 2,352 99,2

4 2072 2,375 100,1

5 2067 2,308 97,3

6 2062 3,324 98,0

7 2057 2,335 98,4

8 2052 2,347 98,9

96

4 – CONCLUSÃO

Para a garantia da qualidade de um pavimento, foi destacado que é importante a

realização de um controle tecnológico eficiente, aliado a técnicas de execução de acordo

com normas, e um projeto adequado em função da escolha correta dos materiais, e do

tráfego e do clima que o pavimento estará sujeito.

Durante o estudo de caso, foi possível realizar o acompanhamento e/ou acesso a todos

os procedimentos utilizados na obra em estudo para a construção do pavimento flexível.

Além disso, foi uma oportunidade de aumentar o conhecimento sobre o assunto do

trabalho.

Um obstáculo encontrado, foi não ter conseguido contato com a empresa responsável

pelo projeto do pavimento. Desta forma, informações como: as memórias de cálculos das

espessuras dos pavimentos, os motivos que levaram as escolhas dos materiais das

camadas e do tipo de revestimento escolhido, não ficaram acessíveis, impedindo um

estudo mais aprofundado.

A fiscalização foi realizada constantemente durante a obra, tanto por parte do executante,

o Consórcio, quanto do contratante, a prefeitura do Rio de Janeiro, representada pela

Secretaria Municipal de Obras. A engenharia da obra acompanharam frequentemente os

processos construtivos e resultados dos ensaios.

A utilização de mão-de-obra treinada e qualificada, materiais e equipamentos adequados,

cumprimento de normas e técnicas de órgãos competentes, foram uma preocupação

constante, atingindo um nível satisfatório.

Através destas observações, existe uma grande probabilidade do pavimento flexível

estudado desempenhar suas funções, que é resistir aos esforços oriundos do tráfego de

veículos e do clima, e oferecer aos usuários adequadas condições de rolamento, com

conforto, economia e segurança, durante a sua vida útil.

Por fim, uma sugestão para um trabalho futuro, seria um estudo que fizesse uma

comparação entre os gastos com controles tecnológicos e os gastos com manutenções

necessárias para a correção de defeitos consequentes da ausência de controles, em um

pavimento que ainda não chegou ao fim da sua vida útil de projeto.

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