pavimentaÇÃo asfÁltica - unemat – campus...

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Author: phungkhue

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  • Rio de Janeiro

    2008

    Liedi Bariani Bernucci

    Laura Maria Goretti da Motta

    Jorge Augusto Pereira Ceratti

    Jorge Barbosa Soares

    Pavimentao asflticaFormao bsica para engenheiros

  • PAtRoCinAdoReS

    Petrobras Petrleo Brasileiro S. A.

    Petrobras distribuidora

    Abeda Associao Brasileira das empresas distribuidoras de Asfaltos

    Copyright 2007 Liedi Bariani Bernucci, Laura Maria Goretti da Motta,

    Jorge Augusto Pereira Ceratti e Jorge Barbosa Soares

    P338 Pavimentao asfltica : formao bsica para engenheiros / Liedi Bariani Bernucci... [et al.]. Rio de Janeiro : PetRoBRAS: ABedA,2006.504 f. : il.

    inclui Bibliografias.Patrocnio PetRoBRAS

    1. Asfalto. 2. Pavimentao. 3. Revestimento asfltico. 4. Mistura.i. Bernucci, Liedi Bariani. ii. Motta, Laura Maria Goretti da. iii. Ceratti,Jorge Augusto Pereira. iV. Soares, Jorge Barbosa.

    Cdd 625.85

    CooRdenAo de PRoduo

    trama Criaes de Arte

    PRoJeto GRFiCo e diAGRAMAo

    Anita Slade

    Sonia Goulart

    deSenhoS

    Rogrio Corra Alves

    ReViSo de texto

    Mariflor Rocha

    CAPA

    Clube de idias

    iMPReSSo

    Grfica imprinta

    Ficha catalogrfica elaborada pela Petrobras / Biblioteca dos Servios Compartilhados

  • APRESENTAO

    tendo em vista a necessidade premente de melhoria da qualidade das rodovias brasileiras e a importncia da ampliao da infra-estrutura de transportes, a Pe-trleo Brasileiro S.A., a Petrobras distribuidora S.A. e a Associao Brasileira das empresas distribuidoras de Asfaltos Abeda vm investindo no desenvolvimento de novos produtos asflticos e de modernas tcnicas de pavimentao. Para efeti-vamente aplicar estes novos materiais e a recente tecnologia, preciso promover a capacitao de recursos humanos.

    Assim, essas empresas, unidas em um empreendimento inovador, conceberam uma ao para contribuir na formao de engenheiros civis na rea de pavimenta-o: o Proasfalto Programa Asfalto na universidade. este projeto arrojado foi criado para disponibilizar material didtico para aulas de graduao de pavimentao visan-do oferecer slidos conceitos tericos e uma viso prtica da tecnologia asfltica.

    Para a elaborao do projeto didtico, foram convidados quatro professores de renomadas instituies de ensino superior do Brasil. iniciou-se ento o projeto que, aps excelente trabalho dos professores Liedi Bariani Bernucci, da universidade de So Paulo, Laura Maria Goretti da Motta, da universidade Federal do Rio de Janei-ro, Jorge Augusto Pereira Ceratti, da universidade Federal do Rio Grande do Sul, e Jorge Barbosa Soares, da universidade Federal do Cear, resultou no lanamento deste importante documento.

    o livro Pavimentao Asfltica descreve os materiais usados em pavimentao e suas propriedades, alm de apresentar as tcnicas de execuo, de avaliao e de restaurao de pavimentao. A forma clara e didtica como o livro apresenta o tema o transforma em uma excelente referncia sobre pavimentao e permite que ele atenda s necessidades tanto dos iniciantes no assunto quanto dos que j atuam na rea.

    A universidade Petrobras, co-editora do livro Pavimentao Asfltica, sente-se honrada em participar deste projeto e cumprimenta os autores pela importante ini-ciativa de estabelecer uma bibliografia de consulta permanente sobre o tema.

    Petrleo Brasileiro S.A. PetrobrasPetrobras distribuidora S.A. AsfaltosAbeda Associao Brasileira das empresas distribuidoras de Asfaltos

  • PReFCio 7

    1 Introduo 9

    1.1 PAViMento do Ponto de ViStA eStRutuRAL e FunCionAL 9

    1.2 uM BReVe hiStRiCo dA PAViMentAo 11

    1.3 SituAo AtuAL dA PAViMentAo no BRASiL 20

    1.4 ConSideRAeS FinAiS 22

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 24

    2 Ligantes asflticos 25

    2.1 intRoduo 25

    2.2 ASFALto 26

    2.3 eSPeCiFiCAeS BRASiLeiRAS 58

    2.4 ASFALto ModiFiCAdo PoR PoLMeRo 59

    2.5 eMuLSo ASFLtiCA 81

    2.6 ASFALto diLudo 96

    2.7 ASFALto-eSPuMA 97

    2.8 AGenteS ReJuVeneSCedoReS 99

    2.9 o PRoGRAMA ShRP 100

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 110

    3 Agregados 115

    3.1 intRoduo 115

    3.2 CLASSiFiCAo doS AGReGAdoS 116

    3.3 PRoduo de AGReGAdoS BRitAdoS 124

    3.4 CARACteRStiCAS teCnoLGiCAS iMPoRtAnteS doS AGReGAdoS PARA PAViMentAo ASFLtiCA 129

    3.5 CARACteRiZAo de AGReGAdoS SeGundo o ShRP 150

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 154

    SumRiO

  • 4 Tipos de revestimentos asflticos 157

    4.1 intRoduo 157

    4.2 MiStuRAS uSinAdAS 158

    4.3 MiStuRAS IN SITU eM uSinAS MVeiS 185

    4.4 MiStuRAS ASFLtiCAS ReCiCLAdAS 188

    4.5 tRAtAMentoS SuPeRFiCiAiS 191

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 200

    5 Dosagem de diferentes tipos de revestimento 205

    5.1 intRoduo 205

    5.2 deFinieS de MASSAS eSPeCFiCAS PARA MiStuRAS ASFLtiCAS 207

    5.3 MiStuRAS ASFLtiCAS A Quente 217

    5.4 doSAGeM de MiStuRAS A FRio 253

    5.5 MiStuRAS ReCiCLAdAS A Quente 256

    5.6 tRAtAMento SuPeRFiCiAL 263

    5.7 MiCRoRReVeStiMento e LAMA ASFLtiCA 269

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 281

    6 Propriedades mecnicas das misturas asflticas 287

    6.1 intRoduo 287

    6.2 enSAioS ConVenCionAiS 288

    6.3 enSAioS de MduLo 290

    6.4 enSAioS de RuPtuRA 308

    6.5 enSAioS de deFoRMAo PeRMAnente 316

    6.6 enSAioS CoMPLeMentAReS 327

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 332

    7 Materiais e estruturas de pavimentos asflticos 337

    7.1 intRoduo 337

    7.2 PRoPRiedAdeS doS MAteRiAiS de BASe, SuB-BASe e ReFoRo do SuBLeito 339

    7.3 MAteRiAiS de BASe, SuB-BASe e ReFoRo do SuBLeito 352

    7.4 ALGuMAS eStRutuRAS tPiCAS de PAViMentoS ASFLtiCoS 365

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 369

    8 Tcnicas executivas de revestimentos asflticos 373

    8.1 intRoduo 373

    8.2 uSinAS ASFLtiCAS 373

  • 8.3 tRAnSPoRte e LAnAMento de MiStuRAS ASFLtiCAS 384

    8.4 CoMPACtAo 389

    8.5 exeCuo de tRAtAMentoS SuPeRFiCiAiS PoR PenetRAo 393

    8.6 exeCuo de LAMAS e MiCRoRReVeStiMentoS ASFLtiCoS 397

    8.7 ConSideRAeS FinAiS 401

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 402

    9 Diagnstico de defeitos, avaliao funcional e de aderncia 403

    9.1 intRoduo 403

    9.2 SeRVentiA 405

    9.3 iRReGuLARidAde LonGitudinAL 407

    9.4 deFeitoS de SuPeRFCie 413

    9.5 AVALiAo oBJetiVA de SuPeRFCie PeLA deteRMinAo do iGG 424

    9.6 AVALiAo de AdeRnCiA eM PiStAS MoLhAdAS 429

    9.7 AVALiAo de Rudo PRoVoCAdo PeLo tRFeGo 435

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 438

    10 Avaliao estrutural de pavimentos asflticos 441

    10.1 intRoduo 441

    10.2 MtodoS de AVALiAo eStRutuRAL 443

    10.3 eQuiPAMentoS de AVALiAo eStRutuRAL no-deStRutiVA 445

    10.4 noeS de RetRoAnLiSe 453

    10.5 SiMuLAdoReS de tRFeGo 457

    10.6 ConSideRAeS FinAiS 460

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 461

    11 Tcnicas de restaurao asfltica 463

    11.1 intRoduo 463

    11.2 tCniCAS de ReStAuRAo de PAViMentoS CoM PRoBLeMAS FunCionAiS 466

    11.3 tCniCAS de ReStAuRAo de PAViMentoS CoM PRoBLeMAS eStRutuRAiS 468

    11.4 ConSideRAeS SoBRe o tRinCAMento PoR ReFLexo 469

    BiBLioGRAFiA CitAdA e ConSuLtAdA 475

    ndiCe de FiGuRAS 477

    ndiCe de tABeLAS 486

    ndiCe ReMiSSiVo de teRMoS 490

    ndiCe ReMiSSiVo dAS BiBLioGRAFiAS 496

  • 7

    PREFCiO

    este livro tem por objetivo principal contribuir para a formao do aluno na rea de pavimentao asfltica, dos cursos de engenharia Civil de universidades e faculda-des do pas. o projeto deste livro integra o Programa Asfalto na universidade, con-cebido em conjunto com a Petrobras e a Abeda, nossos parceiros e patrocinadores, para apoiar o ensino de graduao, disponibilizando material bibliogrfico adicional aos estudantes e aos docentes de disciplinas de infra-estrutura de transportes. os autores acreditam que seu contedo possa ser tambm til a engenheiros e a tc-nicos da rea de pavimentao e, no aspecto de organizao do conhecimento, a ps-graduandos.

    A elaborao deste livro em muito assemelha-se construo de uma estrada, e os autores o vem como mais uma via na incessante busca de novos horizontes. estradas preexistentes influenciam o traado de novas rodovias, assim como a pre-existncia de diversos materiais bibliogrficos contribuiu para o projeto deste livro. os autores procuraram ao mximo trafegar por diversas referncias, devidamente reconhecidas no texto, e esto cientes de que muitos outros caminhos precisam ser percorridos para uma viagem mais plena.

    Como em qualquer projeto de engenharia, decises foram tomadas com vistas delimitao do trabalho. Foram enfocados tpicos julgados menos disponveis na li-teratura tcnica brasileira sobre materiais de pavimentao principalmente no que se refere aos ligantes asflticos e aos tipos e propriedades das misturas asflticas , tcnicas executivas e de avaliao de desempenho, bem como as diretrizes para a restaurao asfltica de pavimentos. esses assuntos foram considerados pelos autores de grande valia para a construo do conhecimento sobre pavimentao na academia. os autores reconhecem a limitao do escopo deste livro e recomendam fortemente que os estudantes busquem bibliografia complementar que enriquea seus conhecimentos, enveredando tambm pelos caminhos do projeto de dimensio-namento das estruturas de pavimentos e de restauraes, da mecnica dos pavi-mentos, da geotecnia, do projeto de trfego e de drenagem, das tcnicas de controle tecnolgico, da gerncia de pavimentos etc. todas essas reas do saber afins pa-vimentao do embasamentos aos conceitos necessrios para termos pavimentos rodovirios, aeroporturios e urbanos mais econmicos, com melhor desempenho e mais durveis para cada situao.

    Como toda obra de pavimentao, no faltou neste caso a consultoria e o controle de qualidade, exercidos com competncia e elegncia pelos cole gas aqui reconheci-dos por seus valiosos comentrios e sugestes: dra. Leni Figueiredo Mathias Leite

  • (Centro de Pesquisa da Petrobras), eng. ilonir Antonio tonial (Petrobras distribui-dora), eng. Armando Morilha Jnior (Abeda), Prof. dr. Glauco tlio Pessa Fabbri (escola de engenharia de So Carlos/universidade de So Paulo), Prof. Srgio Armando de S e Benevides (universidade Federal do Cear) e Prof. lvaro Vieira (instituto Militar de engenharia).

    A experincia de escrever este livro a oito mos foi deveras enriquecedora, construindo-o em camadas, com materiais convencionais e alternativos, cuida-dosamente analisados, compatibilizando-se sempre as espessuras das camadas e a qualidade dos materiais. no livro, competncias e disponibilidades de tempo foram devidamente dosadas entre os quatro autores. um elemento presente foi o uso de textos anteriormente escritos pelos quatro autores em co-autoria com seus respectivos alunos e colegas de trabalho, sendo estes devidamente referen-ciados.

    Por fim, tal qual uma estrada, por melhor que tenha sido o projeto e a execu-o, esta obra est sujeita a falhas, e o olhar atento dos pares ajudar a realizar a manuteno no momento apropriado. o avano do conhecimento na fascinante rea de pavimentao segue em alta velocidade e, portanto, alguns trechos da obra talvez meream restaurao num futuro no distante. novos trechos devem surgir. Aos autores e aos leitores cabe permanecer viajando nas mais diversas es-tradas, em busca de paisagens que ampliem o horizonte do conhecimento. Aqui, espera-se ter pavimentado mais uma via para servir de suporte a uma melhor compreenso da engenharia rodoviria. Que esta via estimule novas vias, da mesma forma que uma estrada possibilita a construo de outras tantas.

    os autores

    notA iMPoRtAnte: os quatro autores participaram na seleo do contedo, na organizao e na redao de todos os onze captulos, e consideram suas respec-tivas contribuies ao livro equilibradas. A ordem relativa co-autoria levou em considerao to somente a coordenao da produo do livro.

  • 4.1 INTRODUO

    Os pavimentos so estruturas de mltiplas camadas, sendo o revestimento a camada que se destina a receber a carga dos veculos e mais diretamente a ao climtica. Portanto, essa camada deve ser tanto quanto possvel impermevel e resistente aos esforos de contato pneu-pavimento em movimento, que so variados conforme a carga e a veloci-dade dos veculos.

    Na maioria dos pavimentos brasileiros usa-se como revestimento uma mistura de agregados minerais, de vrios tamanhos, podendo tambm variar quanto fonte, com ligantes asflticos que, de forma adequadamente proporcionada e processada, garanta ao servio executado os requisitos de impermeabilidade, flexibilidade, estabilidade, du-rabilidade, resistncia derrapagem, resistncia fadiga e ao trincamento trmico, de acordo com o clima e o trfego previstos para o local.

    Os requisitos tcnicos e de qualidade de um pavimento asfltico sero atendidos com um projeto adequado da estrutura do pavimento e com o projeto de dosagem da mis-tura asfltica compatvel com as outras camadas escolhidas. Essa dosagem passa pela escolha adequada de materiais dentro dos requisitos comentados nos Captulos 2 e 3, proporcionados de forma a resistirem s solicitaes previstas do trfego e do clima.

    Nos casos mais comuns, at um determinado volume de trfego, um revestimento asfltico de um pavimento novo consiste de uma nica camada de mistura asfltica (Figura 4.1).

    4Tipos de revestimentos asflticos

    Figura 4.1 Exemplos de estrutura de pavimento novo com revestimento asfltico

    Foto: Tonial, 2005

  • 158 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    O material de revestimento pode ser fabricado em usina especfica (misturas usina-das), fixa ou mvel, ou preparado na prpria pista (tratamentos superficiais). Os reves-timentos so tambm identificados quanto ao tipo de ligante: a quente com o uso de CAP, ou a frio com o uso de EAP. As misturas usinadas podem ser separadas quanto distribuio granulomtrica em: densas, abertas, contnuas e descontnuas, conforme visto no Captulo 3.

    Em casos de recomposio da capacidade estrutural ou funcional, alm dos tipos descritos, possvel ainda lanar mo de outros tipos de misturas asflticas que se processam em usinas mveis especiais que promovem a mistura agregados-ligante ime-diatamente antes da colocao no pavimento, podendo ser separadas em misturas novas relativamente fluidas (lama asfltica e microrrevestimento) e misturas recicladas com uso de fresadoras-recicladoras. Cada uma dessas misturas tem requisitos prprios de dosa-gem e atendem a certa finalidade, sempre associada a espessuras calculadas em funo do trfego e do tipo de materiais existentes nas outras camadas.

    Vale comentar que neste livro ser dado destaque s especificaes do antigo DNER ou do atual DNIT por serem de cunho nacional, muito conhecidas no meio tcnico, e, muitas vezes, por servirem de base para as especificaes regionais. No entanto, cabe ao engenheiro de pavimentao procurar informaes em cada estado ou em cada rgo responsvel pela obra em questo para atender eventuais requisitos particulares. Este livro, que tem a funo didtica de servir aos cursos de graduao, espera mostrar os conceitos bsicos associados aos revestimentos asflticos, cabendo ao leitor a generali-zao do conhecimento.

    4.2 MISTURAS USINADAS

    A mistura de agregados e ligante realizada em usina estacionria e transportada poste-riormente por caminho para a pista, onde lanada por equipamento apropriado, deno-minado vibroacabadora. Em seguida compactada, at atingir um grau de compresso tal que resulte num arranjo estrutural estvel e resistente, tanto s deformaes perma-nentes quanto s deformaes elsticas repetidas da passagem do trfego. A dosagem das misturas asflticas usinadas ser tratada no Captulo 5; enquanto a produo, o transporte e as tcnicas executivas sero mostrados no Captulo 8.

    As misturas a quente distinguem-se em vrios tipos de acordo com o padro granulo-mtrico empregado e as exigncias de caractersticas mecnicas, em funo da aplicao a que se destina.

    Um dos tipos mais empregados no Brasil o concreto asfltico (CA) tambm deno-minado concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ). Trata-se do produto da mistura convenientemente proporcionada de agregados de vrios tamanhos e cimento asfltico, ambos aquecidos em temperaturas previamente escolhidas, em funo da caracters-tica viscosidade-temperatura do ligante. As misturas asflticas a quente tambm se

  • 159Tipos de revestimentos asflticos

    dividem em grupos especficos em funo da granulometria dos agregados, como se ver mais adiante.

    O segundo grupo de misturas, feitas em usinas estacionrias prprias, so os pr-mis-turados a frio em que se empregam as emulses asflticas como ligante para envolver os agregados. Tambm proporcionados de forma conveniente para atender certos requisitos de arranjo do esqueleto mineral, caractersticas volumtricas e de resistncia mecnica especificadas, so nesse caso realizadas sem aquecimento dos agregados. O ligante eventualmente pode sofrer um pequeno aquecimento, mas em geral tambm usado na temperatura ambiente.

    As misturas asflticas tambm podem ser separadas em grupos especficos em fun-o da granulometria dos agregados, como se ver a seguir.

    4.2.1 Misturas a quenteAs misturas asflticas a quente podem ser subdivididas pela graduao dos agregados e fler, conforme visto no Captulo 3. So destacados trs tipos mais usuais nas misturas a quente: graduao densa: curva granulomtrica contnua e bem-graduada de forma a propor-

    cionar um esqueleto mineral com poucos vazios visto que os agregados de dimenses menores preechem os vazios dos maiores. Exemplo: concreto asfltico (CA);

    graduao aberta: curva granulomtrica uniforme com agregados quase exclusivamen-te de um mesmo tamanho, de forma a proporcionar um esqueleto mineral com muitos vazios interconectados, com insuficincia de material fino (menor que 0,075mm) para preencher os vazios entre as partculas maiores, com o objetivo de tornar a mistura com elevado volume de vazios com ar e, portanto, drenante, possibilitando a perco-lao de gua no interior da mistura asfltica. Exemplo: mistura asfltica drenante, conhecida no Brasil por camada porosa de atrito (CPA);

    graduao descontnua: curva granulomtrica com proporcionamento dos gros de maiores dimenses em quantidade dominante em relao aos gros de dimenses intermedirias, completados por certa quantidade de finos, de forma a ter uma cur-va descontnua em certas peneiras, com o objetivo de tornar o esqueleto mineral mais resistente deformao permanente com o maior nmero de contatos entre os agregados grados. Exemplo: matriz ptrea asfltica (stone matrix asphalt SMA); mistura sem agregados de certa graduao (gap-graded).

    A Figura 4.2 mostra exemplos de composies de agregados de diferentes graduaes. A Figura 4.3 mostra as diversas fraes que compem um concreto asfltico (CA), como ilustrao da participao de todos os tamanhos em quantidades proporcionais. A Figura 4.4 apresenta exemplos de curvas granulomtricas que ilustram os trs tipos de compo-sio do esqueleto mineral. A Figura 4.5 mostra exemplos de corpos-de-prova moldados em laboratrio ou extrados do campo, de trs tipos de mistura asfltica: CA (densa), SMA (descontnua) e CPA (aberta ou porosa). A Figura 4.6 apresenta uma amostra extrada de um revestimento asfltico de pista, exibindo trs camadas de misturas asflticas.

  • 160 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    (a) Aberta (b) Descontnua (c) Densa ou bem-graduada

    Figura 4.2 Exemplos de composies granulomtricas dos tipos de misturas a quente

    Figura 4.3 Exemplo de vrias fraes de agregados e fler que compem um concreto asfltico mistura densa ou bem-graduada e contnua

    Figura 4.4 Exemplos de curvas granulomtricas de diferentes misturas asflticas a quente

    SMA Faixa 0/11S alem

    Pass

    ante

    empe

    so(%

    )

    Abertura das peneiras (mm)

    100

    90

    80

    70

    60

    50

    40

    30

    20

    0

    10

    0,010 0,100 1,00 10,0 100

    CBUQ ou CA Faixa B do DNERCPA Faixa III do DNER

  • 161Tipos de revestimentos asflticos

    Figura 4.5 Exemplos de corpos-de-prova de misturas asflticas a quente

    (a) Concreto asfltico na faixa B do DNIT; graduao densa

    (b) SMA na faixa alem 0/11S; graduao descontnua

    (c) Camada porosa de atrito; graduao aberta

    (d) Camada porosa de atrito (CPA) (e) Concreto asfltico (CA)

    Figura 4.6 Corpo-de-prova extrado de pista mostrando a composio do revestimento asfltico

    Mistura asfltica usinada a quente aberta que serve como revestimento drenante

    Concreto asfltico denso

    Concreto asfltico aberto como binder ou camada de ligao

  • 162 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    Todos esses tipos de misturas asflticas a quente so utilizados como revestimento de pavimentos de qualquer volume de trfego, desde o muito baixo at o muito elevado, sendo que os tipos especiais, SMA e CPA, sempre so colocados sobre outra camada preexistente de concreto asfltico ou de outro material, at de concreto de cimento Portland.

    Quando a espessura de projeto de revestimento for maior que 70mm comum fazer uma subdiviso em duas camadas para fins de execuo; a superior que fica em contato com os pneus dos veculos chamada de camada de rolamento ou simplesmente de capa e tem requisitos de vazios bastante restritos, para garantir a impermeabilidade; a camada inferior referida como camada de ligao ou intermediria (ou ainda de binder) e pode ser projetada com um ndice de vazios ligeiramente maior, com a finalidade de diminuir o teor de ligante e baratear a massa asfltica. Esse procedimento tambm mo-dificar as caractersticas mecnicas e de flexibilidade da mistura, o que deve ser levado em conta no dimensionamento do pavimento.

    Os pr-misturados a quente que no atendem a requisitos granulomtricos de camada intermediria ou de nivelamento, mas so preparados com tamanhos nominais mximos de agregados grados de grandes dimenses so referidos genericamente de PMQ, de-vendo atender a especificao de servio particular para camada especial de correo de desnivelamentos ou regularizao em pavimentos em uso.

    Concreto asfltico denso (CA)O concreto asfltico a mistura asfltica muito resistente em todos os aspectos, desde que adequadamente selecionados os materiais e dosados convenientemente. Pode ser: convencional: CAP e agregados aquecidos, segundo a especificao DNIT-ES

    031/2004; especial quanto ao ligante asfltico: com asfalto modificado por polmero ou com asfalto-borracha; com asfalto duro, misturas de mdulo elevado (enrob module lev EME).

    Graas ao arranjo de partculas com graduao bem-graduada, a quantidade de li-gante asfltico requerida para cobrir as partculas e ajudar a preencher os vazios no pode ser muito elevada, pois a mistura necessita contar ainda com vazios com ar aps a compactao em torno de 3 a 5%, no caso de camada de rolamento (camada em contato direto com os pneus dos veculos) e de 4 a 6% para camadas intermedirias ou de ligao (camada subjacente de rolamento). Caso no seja deixado certo volume de vazios com ar, as misturas asflticas deixam de ser estveis ao trfego e, por fluncia, deformam-se significativamente. A faixa de teor de asfalto em peso est normalmente entre 4,5 a 6,0%, dependendo da forma dos agregados, massa especfica dos mesmos, da viscosidade e do tipo do ligante, podendo sofrer variaes em torno desses valores. Para o teor de projeto, a relao betume-vazios est na faixa de 75 a 82% para camada de rolamento e 65 a 72% para camada de ligao (ver Captulo 5).

  • 163Tipos de revestimentos asflticos

    A Tabela 4.1 mostra as faixas granulomtricas recomendadas pelo DNIT 031/2004-ES. Esta norma ainda estabelece valores de parmetros mecnicos que so discutidos nos Captulos 5 e 6, por exemplo, estabilidade Marshall mnima de 500kgf, com 75 golpes de compactao por face dos corpos-de-prova tipo Marshall e resistncia trao por compresso diametral mnima de 0,65MPa, aos 25oC.

    TABElA 4.1 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E REqUISITOS PARA CONCRETO ASFlTICO (DNIT 031/2004-ES)

    FaixasPeneira de malha quadrada Porcentagem em massa, passandoSrie ASTM Abertura (mm) A B C Tolerncia2 50,8 100 1 38,1 95100 100 7%1 25,4 75100 95100 7% 19,1 6090 80100 100 7% 12,7 80100 7%3/8 9,5 3565 4580 7090 7%N 4 4,8 2550 2860 4472 5%N 10 2,0 2040 2045 2250 5%N 40 0,42 1030 1032 826 5%N 80 0,18 520 820 416 5%N 200 0,075 18 38 210 2%Teor de asfalto, %Tipo de camada de revestimento asfltico

    4,0 a 7,0Camada de ligao

    4,5 a 7,5Camada de ligao ou rolamento

    4,5 a 9,0Camada de rolamento

    0,3%

    O sistema Superpave utiliza para especificar a granulometria do agregado um grfico onde o eixo das abscissas dado pela abertura das peneiras, em milmetros, elevado potncia de 0,45. Para que a graduao em estudo atenda aos critrios Superpave, a curva granulomtrica deve passar entre os pontos de controle e por fora da zona de restrio, conforme exemplo apresentado na Figura 4.7.

    Figura 4.7 Exemplo da representao da granulometria segundo a especificao Superpave para um tamanho nominal mximo de 19mm

  • 164 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    A criao de uma zona de restrio tem como objetivo evitar misturas com uma pro-poro elevada de areia fina natural em relao areia total. Uma curva granulomtrica que cruze a zona de restrio tem a princpio um esqueleto mineral frgil apresentando problemas na compactao e baixa resistncia deformao permanente.

    Os valores das faixas granulomtricas especificadas pelo Superpave so reproduzidos nas Tabelas 4.2 e 4.3, as vrias faixas de enquadramento dos agregados dadas pelos pontos de controle e os limites das zonas de restrio (Motta et al., 1996). No entanto, atual mente j h muitos estudos mostrando que quando se utiliza areia britada ou mes-mo areias com angulosidade elevada esta zona de restrio no se aplica.

    TABElA 4.2 PONTOS DE CONTROlE DE ACORDO COM O TAMANhO NOMINAl MxIMO DO AgREgADO (SUPERPAvE)

    Abertura (mm)

    Pontos de controle

    Porcentagem em massa, passando

    37,5mm 25,0mm 19,0mm 12,5mm 9,5mm

    Mn Mx Mn Mx Mn Mx Mn Mx Mn Mx

    50 100 37,5 90 100 100 25 90 90 100 100 19 90 90 100 100 12,5 90 90 100 100 9,5 90 90 1004,75 902,36 15 41 19 45 23 49 28 58 32 67

    0,075 0 6 1 7 2 8 2 10 2 10

    Obs.: Tamanho nominal mximo definido como sendo um tamanho maior do que o primeiro tamanho de peneira que retm mais de 10%.

    TABElA 4.3 ZONA DE RESTRIO DE ACORDO COM O TAMANhO NOMINAl MxIMO PElA ESPECIFICAO (SUPERPAvE)

    Abertura (mm)

    Zona de restrio

    Porcentagem em massa, passando

    37,5mm 25,0mm 19,0mm 12,5mm 9,5mm

    Mn Mx Mn Mx Mn Mx Mn Mx Mn Mx

    4,75 34,7 34,7 39,5 39,5 2,36 23,3 27,3 26,8 30,8 34,6 34,6 39,1 39,1 47,2 47,2

    1,18 15,5 21,5 18,1 24,1 22,3 28,3 25,6 31,6 31,6 37,6

    0,6 11,7 15,7 13,6 17,6 16,7 20,7 19,1 23,1 23,5 27,5

    0,3 10 10 11,4 11,4 13,7 13,7 15,5 15,5 18,7 18,7

    Concretos asflticos densos so as misturas asflticas usinadas a quente mais utilizadas como revestimentos asflticos de pavimentos no Brasil. Suas propriedades, no entanto, so muito sensveis variao do teor de ligante asfltico. Uma variao positiva, s vezes den-tro do admissvel em usinas, pode gerar problemas de deformao permanente por fluncia

  • 165Tipos de revestimentos asflticos

    e/ou exsudao, com fechamento da macrotextura superficial. De outro lado, a falta de ligante gera um enfraquecimento da mistura e de sua resistncia formao de trincas, uma vez que a resistncia trao bastante afetada e sua vida de fadiga fica muito reduzida.

    Uma das formas de reduzir a sensibilidade dos concretos asflticos a pequenas va-riaes de teor de ligante e torn-lo ainda mais resistente e durvel em vias de trfego pesado substituir o ligante asfltico convencional por ligante modificado por polmero ou por asfalto-borracha.

    O uso de asfaltos duros em concretos asflticos muito difundido na Frana e, atual-mente, tambm nos Estados Unidos. Esses concretos asflticos recebem o nome de misturas de mdulo elevado (EME) por apresentarem mdulo de resilincia elevado e tambm elevada resistncia deformao permanente, parmetros apresentados no Ca-ptulo 6. Possuem curvas granulomtricas prximas de mxima densidade, maximizan-do a resistncia ao cisalhamento e minimizando os vazios. No so empregadas como camada de rolamento devido textura superficial muito lisa resultante, dificultando a aderncia pneu-pavimento em dias de chuva. Sobre essas camadas de EME, como ca-mada de rolamento so empregados em geral revestimentos delgados com a finalidade exclusivamente funcional.

    CPA camada porosa de atrito ou revestimento asfltico drenanteAs misturas asflticas abertas do tipo CPA camada porosa de atrito mantm uma grande porcentagem de vazios com ar no preenchidos graas s pequenas quanti-dades de fler, de agregado mido e de ligante asfltico. Essas misturas asflticas a quente possuem normalmente entre 18 e 25% de vazios com ar DNER-ES 386/99. Na Frana essas misturas asflticas podem conter at 30% de vazios com ar. A CPA empregada como camada de rolamento com a finalidade funcional de aumento de ade-rncia pneu-pavimento em dias de chuva. Esse revestimento responsvel pela coleta da gua de chuva para o seu interior e capaz de promover uma rpida percolao da mesma devido sua elevada permeabilidade, at a gua alcanar as sarjetas. A ca-racterstica importante dessa mistura asfltica que ela causa: reduo da espessura da lmina dgua na superfcie de rolamento e conseqentemente das distncias de frenagem; reduo do spray proveniente do borrifo de gua pelos pneus dos veculos, aumentando assim a distncia de visibilidade; e reduo da reflexo da luz dos faris noturnos. Todos esses aspectos conjuntos so responsveis pela reduo do nmero de acidentes em dias de chuva. Outro fator importante a reduo de rudo ao rolamen-to, amenizando esse desconforto ambiental em reas nas proximidades de vias com revestimentos drenantes.

    A Figura 4.8 mostra uma foto de uma rodovia com um revestimento convencional do tipo CA denso, seguido de um trecho com CPA, em um dia chuvoso, no incio da noite. Observe-se a diferena da presena de gua na superfcie do CA e a reflexo de luz dos faris, fatos no observados no trecho consecutivo com CPA. A outra foto de um trecho de CPA na Bahia.

  • 166 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    A Figura 4.9 mostra a CPA executada no Aeroporto Santos Dumont no Rio de Janeiro em 2003, a realizao do ensaio de permeabilidade e aspectos da textura superficial logo aps a construo.

    A especificao brasileira do DNER-ES 386/99 recomenda para CPA cinco faixas granulomtricas e teor de ligante asfltico entre 4,0 e 6,0% Tabela 4.4. Porm, devido particularidade granulomtrica, a quantidade de ligante geralmente reduzida, ficando

    Figura 4.8 Exemplos de rodovias com camada porosa de atrito sob chuva

    Figura 4.9 Aspectos da CPA no Aeroporto Santos Dumont RJ(Fotos: BR Distribuidora)

    (a) Trecho em CA seguido por trecho em CPA (b) Trecho em CPA na Bahia

    (a) vista geral da pista

    (b) Realizao de ensaio de permeabilidade (c) Textura superficial

  • 167Tipos de revestimentos asflticos

    em mdia em torno de 3,5 a 4,5%, dependendo do tipo de agregado, forma, natureza, viscosidade e tipo de ligante. O ligante utilizado dever ter baixa suscetibilidade trmica e alta resistncia ao envelhecimento. Em geral recomenda-se o emprego de asfalto modifi-cado por polmero para aumentar a durabilidade e reduzir a desagregao.

    A camada inferior CPA deve ser necessariamente impermevel para evitar a entrada de gua no interior da estrutura do pavimento.

    A CPA deve ser dosada pelo mtodo Marshall (discutido no Captulo 5), prevalecendo o volume de vazios requerido. Os agregados devem ser 100% britados e bem resistentes (abraso Los Angeles 30%) para no serem quebrados na compactao, pois eles esto em contato uns com os outros e a tenso nesse contato muito elevada durante o processo de densificao. Para ter um contato efetivo dos agregados, eles devem ser cbicos com o ndice de forma 0,5. A absoro de gua para cada frao deve ser no mximo de 2%, e quanto sanidade deve apresentar perda de 12%.

    Um teste fundamental a ser realizado o desgaste por abraso Cntabro, recomenda-do originalmente pelos espanhis para esse tipo de mistura aberta drenante. Esse ensaio abordado no Captulo 6.

    Na Europa tem-se procedido limpeza desses revestimentos, aps certo tempo de uso, com equipamentos projetados para essa finalidade a fim de minimizar os problemas de colmatao, resultantes da contaminao dos vazios por impurezas, uma vez que devido a elas h reduo da permeabilidade.

    TABElA 4.4 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E REqUISITOS DE DOSAgEM DA CAMADA POROSA DE ATRITO (DNER-ES 386/99)

    Peneira de malha quadrada

    FaixasPorcentagem em massa, passando

    ABNTAbertura mm

    I II III IV V Tolerncia

    19,0 100 12,5 100 100 100 100 70100 73/8 9,5 80100 70100 8090 7090 5080 7N 4 4,8 2040 2040 4050 1530 1830 5N 10 2,0 1220 520 1018 1022 1022 5N 40 0,42 814 612 613 613 5N 80 0,18 28 3N 200 0,075 35 04 36 36 36 2Ligante modificado por polmero, %

    4,06,0 0,3

    Espessura da camada acabada, cm

    3,0 < 4,0

    Volume de vazios, % 1825Ensaio Cntabro, % mx.

    25

    Resistncia trao por compresso diametral, a 25C, MPa, mn.

    0,55

  • 168 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    Como exemplos da utilizao da camada porosa de atrito no Brasil, so citadas as seguintes obras: Aeroporto Santos Dumont no Rio de Janeiro: em 1999, foi executado um pavimento

    superposto, na pista principal, e sobre ele aplicada uma CPA nos 923m centrais, com coeficiente mnimo de atrito de 0,61 (meter). Para manter esse nvel de atrito, a cama-da de CPA foi renovada em 2003, nos pontos de maior uso, visto que houve colmatao dos vazios e perda de capacidade drenante ao final de seis anos de uso intenso;

    Rodovia dos Imigrantes, ligando So Paulo a Santos: em 1998 foi feita uma restaura-o atravs de fresagem seguida de recapeamento, com uma espessura de 5cm entre os quilmetros 11,5 e 30;

    Rodovia Presidente Dutra, prximo a So Paulo: em 1998, 3km nas trs faixas e no acostamento apresentavam condies precrias antes da restaurao, com buracos, trincamento generalizado e bombeamento de material da base na superfcie. Foi efe-tuada uma fresagem do revestimento existente ou recomposio do greide da pista com caimento de 3%; executada uma camada de 2cm de microrrevestimento asfl-tico a frio e aplicada uma CPA com 4cm de espessura.

    SMA Stone Matrix AsphaltA sigla SMA significa originalmente Splittmastixasphalt conforme designao na Ale-manha local de sua concepo, traduzido em ingls para Stone Mastic Asphalt, e posteriormente para Stone Matrix Asphalt, sendo esta ltima terminologia adotada nos Estados Unidos e, atualmente, tambm no Brasil. Em portugus SMA pode ser traduzido para matriz ptrea asfltica, porm a denominao pela sigla original internacionaliza a terminologia e gera menos confuso de conceitos e especificaes.

    Concebido em 1968 na Alemanha, a partir dos anos 80 passou a ser utilizado ampla-mente na Europa, em pases como Blgica, Holanda, Sua, Sucia, Inglaterra, Espanha, entre outros. Uma das aplicaes mais freqentes alems tem sido a reabilitao de pavi-mentos de concreto de cimento Portland. As misturas asflticas densas convencionais em geral resistem pouco reflexo de trincas e deformao permanente, o que retardado na soluo de SMA. Em 1990, o SMA foi introduzido no Canad e em 1991 nos Estados Uni-dos. Atualmente a tecnologia vem sendo aplicada tambm na sia e na Amrica Latina.

    O SMA um revestimento asfltico, usinado a quente, concebido para maximizar o contato entre os agregados grados, aumentando a interao gro/gro; a mistura se caracteriza por conter uma elevada porcentagem de agregados grados e, devido a essa particular graduao, forma-se um grande volume de vazios entre os agregados grados. Esses vazios, por sua vez, so preenchidos por um mstique asfltico, constitudo pela mistura da frao areia, fler, ligante asfltico e fibras. O SMA uma mistura rica em ligante asfltico, com um consumo de ligante em geral entre 6,0 e 7,5%. Geralmente aplicado em espessuras variando entre 1,5 a 7cm, dependendo da faixa granulomtrica. So misturas que tendem a ser impermeveis com volume de vazios que variam de 4 a 6% em pista, ao contrrio da CPA vista anteriormente.

  • 169Tipos de revestimentos asflticos

    A Figura 4.10 ilustra a composio granulomtrica do SMA em comparao com um CA. Observe-se a maior quantidade de consumo de agregado grado na mistura SMA. A Figura 4.11 mostra o aspecto final de uma camada de SMA sendo executada em pista. O SMA recomendado para aplicao em pavimentos como camada de rolamento ou de ligao.

    Devido graduao e alta concentrao de agregados grados, tem-se macrotextura (ver Captulo 9) superficialmente rugosa, formando pequenos canais entre os agregados

    Figura 4.11 Exemplo do aspecto de uma camada de SMA executada em pista

    Figura 4.10 Composies granulomtricas comparativas entre um SMA e um CA (Foto: Horst Erdlen)

    Agregados grados

    Agregados grados

    SMA CA

  • 170 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    grados, responsveis por uma eficiente drenabilidade superficial e aumento de adern-cia pneu-pavimento em dias de chuva.

    No pas, pioneiramente foi construda a pista do autdromo de Interlagos em So Paulo em fevereiro de 2000, empregando-se o SMA (Beligni et al., 2000). Em agosto de 2001 foi construdo um trecho experimental de SMA na curva mais fechada e perigosa da Via Anchieta, rodovia que interliga So Paulo a Santos, mostrando grande sucesso e superioridade de comportamento funcional e estrutural em relao a outras solues asflticas at ento empregadas (Reis et al., 2002). Desde ento outros trechos vm sendo executados usando ora graduaes alems, ora americanas. As mais recentes obras so em rodovias dos estados de So Paulo e Minas Gerais, alm de uso urbano em So Paulo, Rio de Janeiro e Salvador.

    A especificao alem foi a primeira a ser publicada como norma, em 1984, e engloba quatro tipos de SMA, denominados de 0/11S; 0/8S; 0/8 e 0/5, sendo o ltimo algarismo referente ao dimetro nominal mximo do agregado (onde at 10% no mximo ficam reti-dos em peneira desse tamanho) Tabela 4.5 (ZTV Asphalt StB, 2001). Para trfego pe-sado ou solicitaes especiais, as especificaes restringem-se s faixas 0/11S e 0/8S.

    TABElA 4.5 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E REqUISITOS DE SMA PElA ESPECIFICAO AlEM (ZTv Asphalt StB 94, 2001)

    Peneira FaixasPorcentagem em massaSMA 0/11S SMA 0/8S SMA 0/8 SMA 0/5

    < 0,09mm 913 1013 813 813> 2mm 7380 7380 7080 6070> 5mm 6070 5570 4570 < 10> 8mm > 40 < 10 < 10 > 11,2mm < 10 Caractersticas e requisitos

    Tipo de asfalto1

    Teor de asfalto na mistura, % em peso

    B65 ou PmB45

    > 6,5

    B65 ou PmB45

    > 7,0

    B 80

    > 7,0

    B80 ou B200

    > 7,2

    Fibras na mistura,% em peso

    0,3 a 1,5

    Dosagem Marshall (50 golpes por face)Temperatura de compactao, C 135oC 5oC (para PmB deve ser 145oC 5oC)Volume de vazios, % 3,04,0 3,04,0 2,04,0 2,04,0Camada de rolamentoEspessura, mmOu consumo, kg/m2

    354085100

    304070100

    204045100

    15303575

    Camada de nivelamentoEspessura, mmOu consumo, kg/m2

    255060125

    204045100

    Grau de compactao > 97 %Volume de vazios da camada compactada

    < 6,0 %

    1 A designao B corresponde a asfaltos convencionais e o nmero significa a penetrao; PmB so modificados por polmeros. Os asfaltos polmeros (PmB45) so recomendados para solicitaes especiais.

  • 171Tipos de revestimentos asflticos

    Na Unio Europia h outras faixas sugeridas, incluindo dimetros nominais reduzi-dos, como 4 e 6mm, ou mesmo muito maiores, como 16, 19 ou ainda 25mm. A espe-cificao norte-americana do SMA segue a norma da AASHTO MP 8-02, recomendando trs faixas Tabela 4.6. As propriedades da mistura so ditadas por especificaes obtidas no equipamento de compactao giratrio Superpave Tabela 4.7.

    TABElA 4.6 FAIxAS gRANUlOMTRICAS NORTE-AMERICANAS SEgUNDO AAShTO MP 8-02

    Abertura(mm)

    FaixasPorcentagem em massa, passando19,0mm 12,5mm 9,5mmMn Mx Mn Mx Mn Mx

    25 100

    19 90 100 100

    12,5 50 88 90 99

    9,5 25 60 50 85 100 100

    4,75 20 28 20 40 70 95

    2,36 16 24 16 28 30 50

    1,18 20 30

    0,6 21

    0,3 18

    0,075 8 11 8 11 12 15

    TABElA 4.7 CARACTERSTICAS E PROPRIEDADES DA MISTURA SMA SEgUNDO AAShTO MP 8-02

    Propriedade Requisito para corpos-de-prova compactados no equipamento giratrio Superpave

    Volume de vazios, % 4,0a

    VAM (vazios no agregado mineral), % mn. 17VCAmixb < VCAdrcb

    Estabilidade Marshall, N, mn. 6.200c RRT Resistncia trao retida (AASHTO T 283), % mn.

    70

    Teste de escorrimento (draindown) na temperatura de produod, % em peso mx.

    0,30

    Teor de asfalto na mistura, % mn. 6,0

    a Em locais com clima frio o projeto pode ser realizado para 3,5% de volume de vazios.b VCAmix corresponde aos vazios totais do agregado grado, e VCAdrc aos vazios com ar requerido + vazios ocupados pela fibra e asfalto + vazios ocupados pelos agregados midos.c Valor sugerido da prtica.d Escorrimento segundo AASHTO T 305-97.

    As faixas com dimetro nominal mximo de 19mm e 12,5mm so at o momento as mais empregadas nos Estados Unidos. A faixa com tamanho nominal mximo de 9,5mm tem sido a adotada mais recentemente e h uma tendncia de aumentar seu emprego nos prximos anos.

    No h consenso na especificao dos ligantes asflticos. As especificaes so em geral no-restritivas, empregando tanto os asfaltos modificados por polmeros como as-

  • 172 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    faltos convencionais. As fibras so geralmente orgnicas (de celulose) ou minerais, e so adicionadas durante a usinagem para evitar a segregao da mistura em seu transporte, facilitar a aplicao e evitar o escorrimento do ligante asfltico (Napa, 1999). As fibras orgnicas podem ser utilizadas tambm em pellets ou agregaes. Em alguns casos vm impregnadas de ligante asfltico para facilitar sua abertura na usinagem, contendo em geral 1:2 de ligante para fibras. Em alguns pases so utilizadas fibras de vidro. H di-versas experincias com sucesso sem uso de fibras, porm em geral com uso de ligantes modificados.

    Os agregados em praticamente todos os pases so obrigatoriamente 100% britados, com esparsas excees. Segundo a AASHTO D 5821, deve haver 100% de agregados britados em pelo menos uma face e 90% em duas faces. Os norte-americanos, como os alemes, tm especificado abraso Los Angeles 30% (AASHTO T 96), porm h casos de sucesso com agregados britados cuja abraso excedeu 50%. A forma dos agregados de preferncia cbica. A absoro deve ser de 2% pela AASHTO T 85; o ataque aos sulfatos de sdio de 15% aps 5 ciclos, e de magnsio de 20%, conforme AASHTO T 104.

    Em resumo, algumas aplicaes do SMA, atualmente, so: vias com alta freqncia de caminhes; intersees; reas de carregamento e descarregamento de cargas; rampas, pontes, paradas de nibus, faixa de nibus; pistas de aeroporto; estacionamentos; portos.

    As principais caractersticas de desempenho do SMA so: boa estabilidade a elevadas temperaturas; boa flexibilidade a baixas temperaturas; elevada resistncia ao desgaste; boa resistncia derrapagem devido macrotextura da superfcie de rolamento; reduo do spray ou cortina de gua durante a chuva; reduo do nvel de rudo ao rolamento.

    Gap-gradedOutra opo mais recentemente introduzida no Brasil a graduao com intervalo (gap) descontnua densa, conhecida por gap-graded, que uma faixa granulomtrica espe-cial que resulta em macrotextura superficial aberta ou rugosa, mas no em teor de vazios elevado. Algumas utilizaes dessa faixa vm sendo realizadas com asfalto-borracha. Esse tipo de mistura asfltica tem sido empregado como camada estrutural de revesti-mento, por exemplo na restaurao da pavimentao e na duplicao de trechos na Ro-dovia BR-040, com asfalto-borracha, trecho Rio de JaneiroJuiz de Fora, sob concesso da Concer S.A. (Cordeiro, 2006).

  • 173Tipos de revestimentos asflticos

    A Tabela 4.8 mostra a faixa granulomtrica que vem sendo utilizada em servios de pavimentao com asfalto-borracha feitos no pas pela BR Distribuidora (2004). As Tabelas 4.9 e 4.10 mostram aspectos dessas misturas. A Figura 4.12 mostra a faixa granulomtrica citada e a Figura 4.13 um aspecto de uma dessas aplicaes feita na Rodovia RioTerespolis (Fritzen, 2005).

    TABElA 4.8 ExEMPlO DE UMA FAIxA GAp-GrAded COM ASFAlTO-BORRAChA USADA EM PROJETOS NO PAS

    Peneiras Porcentagem em massa, passandoMistura % Faixa CALTRANS limite Faixa de trabalho limite

    ABNT Abertura (mm)

    Passando Mnimo Mximo Mnimo Mximo

    3/4 19,1 100 100 100 100 1001/2 12,7 92,5 90 100 90 1003/8 9,5 87,4 78 92 82,4 92N 4 4,75 40,9 28 42 35,9 42N 8 2,4 20,3 15 25 15,3 25N 30 0,6 11,3 10 20 10 16,3N 50 0,3 8,4 7 17 7 12,4N 100 0,15 6,3 4 10 4 9,3N 200 0,075 4,7 2 7 2,7 6,7

    (Fonte: BR Distribuidora, 2004)

    TABElA 4.9 ExEMPlO DE CARACTERSTICAS DE UMA MISTURA GAp-GrAded COM ASFAlTO-BORRAChA USADA NO PAS

    Ensaios Resultados UnidadeTeor de asfalto-borracha 6 %Massa especfica terica 2,482 g/cm3

    Vazios totais 5,7 %Vazios cheios betume 13,7 %Vazios do agregado mineral 19,4 %Relao betume/vazios 70,6 %Estabilidade 788 kgfFluncia 1/100 14 pol.Densidade aparente 2,34 g/cm3

    (Fonte: BR Distribuidora, 2004)

    TABElA 4.10 CARACTERSTICAS DE ASFAlTO-BORRAChA UTIlIZADO EM PROJETOS DE GAp-GrAded

    Caracterizao do asfalto-borracha

    Ensaios Faixa Mtodo

    Penetrao, (100g, 25C, 5s) 0,1mm 3570 ASTM D-5

    Ponto de amolecimento, C mn. 55 ASTM D-36

    Viscosidade Brookfield a 175C, cP 1.5004.000 ASTM D-4402

    Recuperao elstica, dutilmetro a 25C, % mn. 50 DNER 382/99

    (Fonte: BR Distribuidora)

  • 174 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    AAUq areia asfalto usinada a quenteAinda dentro do grupo das misturas a quente, tm sido utilizadas na prtica as arga-massas asflticas, tambm denominadas areia asfalto usinada a quente (AAUQ). Em regies onde no existem agregados ptreos grados, utiliza-se como revestimento uma argamassa de agregado mido, em geral areia, ligante (CAP), e fler se necessrio, com maior consumo de ligante do que os concretos asflticos convencionais devido ao au-mento da superfcie especfica (DNIT 032/2005 ES) Tabela 4.11. O DNIT tambm abre a possibilidade hoje do uso de asfalto modificado por polmero nas AAUQs atravs da especificao DNER-ES 387/99 Tabela 4.12. Nas referidas tabelas as exigncias se referem compactao Marshall com 75 golpes.

    Figura 4.12 Caractersticas da faixa granulomtrica gap-graded e a curva usada no experimento da Rodovia RioTerespolis (Fritzen, 2005)

    Figura 4.13 Aspecto da superfcie do revestimento construdo com a mistura indicada na Figura 4.12 (Fritzen, 2005)

  • 175Tipos de revestimentos asflticos

    TABElA 4.11 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E CARACTERSTICAS DE DOSAgEM RECOMENDADAS PElO DNIT PARA AAUq COM CAP (DNIT 032/2005 ES)

    Peneiras Faixas

    Porcentagem em massa, passando

    A B Tolerncia

    ABNT Abertura (mm) 4,75mm 2,0mm

    3/8 9,5 100

    N 4 4,8 80100 100 5%

    N 10 2,0 6095 90100 4%

    N 40 0,42 1652 4090 4%

    N 80 0,18 415 1047 3%

    N 200 0,075 210 07 2%

    Emprego Revestimento Revestimento

    Teor de asfalto,% sobre o total da mistura

    6,012,0 7,012,0 0,3%

    Volume de vazios, % 3,08,0

    Relao betume/vazios, % 6582

    Estabilidade, kN, mn. 30

    Fluncia, mm 2,04,0

    TABElA 4.12 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E CARACTERSTICAS DE DOSAgEM RECOMENDADAS PElO DNIT PARA AAUq COM ASFAlTO POlMERO (DNER-ES 387/99)

    Peneira de malha quadrada Faixas

    Porcentagem em massa, passando

    ABNT Abertura (mm) A B C Tolerncia

    N 4 4,8 100 100 100

    N 10 2,0 90100 90100 85100 5%

    N 40 0,42 4090 3095 25100 5%

    N 80 0,18 1047 560 062 3%

    N 200 0,075 07 010 012 2%

    Teor de asfalto, % 5,08,0 5,08,5 5,09,0 0,3%

    Volume de vazios, % 3,08,0

    Relao betume/vazios, % 6582

    Estabilidade, kN mn. 25

    Fluncia, mm 2,44,5

    A AAUQ normalmente empregada como revestimento de rodovias de trfego no muito elevado. Como toda mistura a quente, tanto o agregado quanto o ligante so aquecidos antes da mistura e so aplicados e compactados a quente. Essas misturas, devido elevada quantidade de ligante asfltico e presena de agregados de pequenas dimenses, requerem muito cuidado na execuo (IBP, 1999). Um dos problemas mais freqentes dessas misturas que comumente apresentam menor resistncia s deforma-es permanentes, comparadas s misturas usinadas a quente vistas anteriormente.

  • 176 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    Misturas asflticas a quente especiais francesasOs franceses tm desenvolvido vrias concepes de combinao de granulometria e de ligantes especiais para comporem misturas asflticas a serem utilizadas como camadas estruturais de revestimento, camada de ligao ou mesmo base de pavimentos.

    Ligantes duros so geralmente aplicados em bases e camadas de ligao, o ligante de penetrao na faixa 15/25 pode ser usado em camada de rolamento em condies favorveis: espessura maior que 5cm, baixas deflexes nas camadas de fundao e tem-peraturas mnimas variando entre 0 e -10C.

    Devido a sua elevada viscosidade, a compactao torna-se um fator importante no comportamento quanto resistncia fadiga, indicando-se temperaturas de usinagem e compactao em torno de 20C acima das temperaturas dos ligantes convencionais (AIPCR, 1999). A Tabela 4.13 ilustra alguns ligantes duros produzidos na Frana para uso em misturas de alto mdulo.

    Os cimentos asflticos duros podem ser puros, asfaltos modificados por asfaltita ou asfaltos modificados por polmeros. As principais caractersticas dos ligantes duros esto relacionadas penetrao a 25C entre 10 e 20 x 10-1mm, e ponto de amoleci-mento entre 65 e 80C (Serfass et al., 1997). Ensaios reolgicos e de caracterizao especiais tais como BBR, espectroscopia infravermelha, teor de asfaltenos entre outros so realizados em desenvolvimento de novos materiais ou projetos especiais (Brosseaud et al., 2003).

    A dosagem das misturas asflticas francesas determinada com base em requisitos de desempenho da mistura tais como resistncia fadiga, deformao permanente e resistncia umidade (ver Captulo 6).

    O uso de bases de misturas asflticas a quente com teor de asfalto muito baixo bas-tante empregado na Frana, em camadas espessas como substituio de bases tratadas com cimento. Esse o conceito da mistura denominada grave-bitume GB (base as-fltica) codificada em 1972. Essa base asfltica se caracteriza pelo uso de aproximada-mente 3,5% de asfalto de penetrao nas faixas 40/50 ou 60/70 x 10-1mm, graduao contnua e elevada proporo de agregado britado.

    Nos anos 1980, a restaurao das rodovias que atravessavam cidades e a reestrutu-rao das vias lentas das auto-estradas levaram ao desenvolvimento dos revestimentos de mdulo elevado que provm da modificao de dois tipos de misturas asflticas tra-dicionais: BB (bton bitumineux) e GB (grave-bitume), visando melhorar o desempenho mecnico e, em contrapartida, reduzir as espessuras (Brousseaud, 2002b). Assim surgi-ram a mistura asfltica de mdulo elevado (enrob module lev EME) e o concreto betuminoso de mdulo elevado (bton bitumineux module lev BBME). A primeira aplicada como camada de ligao (binder) ou como base, e foi normatizada em outubro de 1992 com o cdigo NF P 98-140. A segunda, usada como camada de rolamento ou ligao para pavimentos que exijam revestimentos com elevada resistncia formao de trilhas de roda, est normatizada pela AFNOR desde 1993 com o cdigo NF P 140-141 (Cort, 2001).

  • 177Tipos de revestimentos asflticos

    A necessidade de fazer a manuteno dos pavimentos j reforados cujas exigncias no eram mais aumentar a capacidade estrutural, mas restabelecer as caractersticas superficiais (principalmente impermeabilidade e textura para resistncia derrapagem) direcionaram as pesquisas para novas misturas asflticas que pudessem ser usadas como camada delgada. Em 1979 foi codificada uma nova mistura denominada bton bitumineux mince, BBM (concreto asfltico delgado) para ser executada em camadas de 30 a 40mm.

    Com o objetivo de evitar elevado volume de vazios, introduziu-se o uso de granulo-metrias descontnuas (granulometria 0/10 com descontinuidade na frao 4/6 e granu-lometria 0/14 com descontinuidade 2/6 ou 2/10) e o uso de teores maiores de ligante, variando de 5,7 a 6%. A descontinuidade na curva granulomtrica aumentou a aptido compactao alm de melhorar a textura superficial. No entanto, essas duas mudanas na composio apresentaram a desvantagem de reduzir a resistncia fadiga, no sendo apropriadas para rodovias de trfego intenso.

    TABElA 4.13 CARACTERSTICAS DE lIgANTES DUROS PRODUZIDOS NA FRANA PARA EMPREgO EM MISTURAS DE MDUlO ElEvADO (EME) (AIPCR, 1999)

    Ligante no-envelhecido

    Penetrao a 25C 0,1mm 15/25 15/25 10/25 10/20 10/20 10/20 10/20 10/20

    Ponto de amolecimento C 60/72 64/72 55/75 60/74 60/74 64/74 65/80 75/85

    IP (LCPC) 0/1 0/1,5 1,3 +0,4 +0,4 -0,20 0/1 2,1

    P. R. Fraass C -6 -8 -6 -5 -6 +3 -3 +2

    Mdulo E (7,8Hz; 25C) MPa 54 40 34 60 56 61 66 55

    ngulo de fase (7,8Hz; 25C) 37 39 38 35 29 34 - 36

    Mdulo E (7,8Hz; 60C) MPa 0,6 0,6 0,5 0,9 0,9 0,6 1 1,4

    ngulo de fase (7,8Hz; 60C) 64 62 63 62 64 64 59 56

    Mdulo E (250Hz; 25C) MPa 6 6 5 8 9 7 10 10

    ngulo de fase (250Hz; 25C) 63 56 57 59 60 67 61 53

    Ligante aps RTFOT

    Penetrao a 25C 0,1mm 11 17 18 7/13

    Penetrao residual % 69 83 86

    Ponto de amolecimento C 75 72 74 62/76

    Aumento do ponto de amolecimento

    C 11,5 6 6

    P. R. Fraass C -4 -6 -6 0/+4

    Aumento de P. R. Fraass C +2 +2 0

    Mdulo E (7,8Hz; 25C) MPa 71 39 39

    ngulo de fase (7,8Hz; 25C) 28 35 36

    Mdulo E (7,8Hz; 60C) MPa 1,2 0,72 0,7

    ngulo de fase (7,8Hz; 60C) 60 58 58

    Mdulo E (250Hz; 25C) MPa 10 6 6

    ngulo de fase (250Hz; 25C) 53 54 54 47

  • 178 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    Devido a essas limitaes foi organizado um concurso de tcnicas inovadoras em 1983-84 pelo poder pblico francs que resultou na introduo do bton bitumineux trs mince, BBTM (concreto asfltico muito delgado). Essa mistura deve ser usada em camadas com espessuras de 20 a 25mm com o objetivo de promover elevada e durvel macrotextura e resistncia derrapagem sob trfego pesado. usada tanto em manuten-o como em novas construes, especialmente na rede de auto-estradas concedidas. Esse sucesso est relacionado introduo do conceito de dissociao de funes entre a camada de rolamento/desgaste e a camada de ligao. Ainda nos anos 1980, o conceito de misturas delgadas foi impulsionado com o surgimento dos bton bitumineux ultra-mince, BBUM (concreto asfltico ultradelgado) Magalhes (2004).

    A necessidade de novos padres de misturas asflticas serviu de motivao para o desen-volvimento de novos ensaios de laboratrio com o objetivo de predizer a trabalhabilidade e o desempenho mecnico (resistncia deformao permanente para capa de rolamento, rigi-dez e resistncia ao trincamento por fadiga para camadas de ligao, ensaios considerados atualmente fundamentais para o projeto de mistura a quente). Houve, desde 1970, o desen-volvimento de uma srie de novos ensaios (compactador de cisalhamento giratrio, o simula-dor de trfego wheel-tracking test, mdulo complexo, ensaio de fadiga), que agora compem o mtodo francs de misturas asflticas baseado no desempenho (ver Captulo 6).

    A maioria das exigncias para revestimentos asflticos, que faz parte das especifica-es e normas francesas, baseia-se no desempenho exigido sobre o produto acabado e no sobre um mtodo como receita de composio. Os diferentes revestimentos so definidos pelo tipo, posio dentro da estrutura, pela espessura mdia, pela graduao e pela classe de desempenho, esta determinada em laboratrio pelo estudo de dosagem. As exigncias sobre os agregados dizem respeito s caractersticas mecnicas (dureza, angu-laridade, resistncia ao polimento), dimenso do agregado e propriedades dos finos (poder absorvente e rigidificante, fineza). Os agregados so totalmente britados e a composio granulomtrica no mais definida sob a forma de uma faixa a ser respeitada. Quanto aos ligantes, embora as normas francesas no faam restries s caractersticas do ligante, que tanto pode ser um ligante puro, modificado com polmeros ou com aditivos (fibras), a dosagem mnima em asfalto fixada atravs do mdulo de riqueza que traduz uma espessura mnima de filme de asfalto sobre o agregado (Brosseaud, 2002b).

    Apresenta-se na Tabela 4.14 as principais caractersticas dos revestimentos asflticos franceses e um resumo dos requisitos a serem atendidos de algumas misturas francesas (Tabelas 4.15, 4.16, 4.17, 4.18, 4.19).

    No Brasil o tipo de mistura EME vem sendo estudado em laboratrio, em pesquisas patrocinadas pelo CTPETRO (fundo de pesquisa gerado pelas empresas produtoras de petrleo), com recursos Finep e Petrobras, com o objetivo de introduo em breve em obras de pavimentao em locais de alto volume de trfego. Tem sido designada de mistura de mdulo elevado, tendo sido testado com ligante tipo RASF (resduo asfltico de penetrao 10) e um ligante modificado com EVA. Detalhes podem ser vistos em Magalhes (2004) e Magalhes et al. (2004).

  • 179Tipos de revestimentos asflticos

    Uma descrio sucinta dos tipos de misturas a quente normatizados na Frana feita a seguir (Magalhes, 2004; Ferreira, 2006): camadas superficiais de revestimentos espessos (BBSG, BBME) os concretos as-

    flticos do tipo BBSG so os revestimentos clssicos que constituem as camadas de superfcie (ligao e rolamento) com funo estrutural, buscando-se ainda aderncia e conforto, aplicam-se em pavimentos novos e reforos. O BBME uma categoria parti-cular do BBSG com rigidez e resistncia deformao permanente elevadas, alm de apresentar bom desempenho fadiga. Seu emprego est limitado aos locais sujeitos a intensas solicitaes. Esses revestimentos so essencialmente produtos especiais das empresas;

    camadas superficiais de revestimentos delgados (BBM, BBTM, BBUM) esses tipos de revestimentos so aplicados de acordo com a filosofia francesa de dissociao de funes das camadas betuminosas exercendo o papel funcional do revestimen-to com um ganho nas seguintes caractersticas: impermeabilidade, drenabilidade, aderncia pneu-pavimento, conforto ao rolamento e baixo rudo. A mistura do tipo BBM uma tcnica rstica aplicada na restaurao da superfcie do pavimento em manutenes mais pesadas, com espessuras variando de 30 a 50mm, composio descontnua 2/6 e teor de asfalto entre 5,4 a 5,8% de ligante puro ou modificado. A tcnica de BBTM tem-se tornado a mais utilizada para a manuteno dos pavimen-tos com trfego rpido e elevado, aplicada em 1/3 da rede de auto-estradas e em torno de 1/4 da rede nacional francesa. Essas misturas apresentam uma desconti-nuidade marcante na frao 0/2, duas classes em funo dos resultados na prensa de cisalhamento giratrio PCG (vazios menor que 18% para a classe 1 e entre 18 e 25% para a classe 2) e espessuras entre 20 e 25mm com excelente rugosidade superficial e manuteno da mesma ao longo do tempo. As misturas ultradelgadas BBUM (espessura entre 10 e 15mm) so utilizadas tanto em vias urbanas (tipo 0/6 devido ao baixo nvel de rudo) quanto em manuteno de rodovias secundrias (tipo 0/10) em substituio aos tratamentos superficiais. As formulaes tm graduao descontnua 2/6 ou 2/4, com 5,2 a 5,5% de ligante puro ou modificado, aplicadas a uma taxa de 25 a 35kg/m2;

    camadas de revestimento intermedirias (GB e EME) so empregadas na constru-o de camadas de ligao de pavimentos asflticos espessos, estruturas mistas ou na manuteno como reforo estrutural. Os GB so usados h mais de 30 anos com agregados de dimenses mximas de 14mm e eventualmente 20mm, tratados com 3,5 a 4% de ligante geralmente 35/50. O EME mais empregado da classe 2 devido sua maior resistncia fadiga. Empregam-se ligantes duros de penetrao 10/25 com teores de at 6%;

    misturas asflticas drenantes (BBDr) com vazios em torno de 20 a 22%, so apli-cadas com a finalidade de eliminar gua superficial, aumentar a aderncia e reduzir o nvel de rudo em auto-estradas e vias expressas. So aplicados teores de 4,5 a 5,2% de ligantes modificados por polmeros com espessura mdia de 40mm;

  • 180 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    tratamentos superficiais e misturas a frio os tratamentos superficiais (enduit super-ficiel NF P 98 160) representam a tcnica mais econmica utilizada na manuten-o da impermeabilizao e forte macroestrutura superficial de rodovias com volume de trfego de baixo a mdio. As misturas a frio (enrobs couls froid ECF) so misturas de agregados, emulso asfltica, gua e aditivos e tm sido aplicadas em substituio aos tratamentos mais sensveis desagregao com dosagem de 12 a 14kg/m2, s vezes em dupla camada na dosagem de 25kg/m2.

    TABElA 4.14 REvESTIMENTOS ASFlTICOS NORMAlIZADOS PElA AFNOR (SETRA e lCPC, 1994)

    Sigla Denominao Norma Classificao Espessura mdia (mm)Classe ou tipo Granulometria

    BBSG Btons bitumineux semi-grenus

    Concreto betuminoso de graduao contnua

    NF P 98-130 0/100/14

    60 a 7070 a 90

    BBM Btons bitumineux minces

    Concreto betuminoso delgado

    NF P 98-132 a, b, c ou d conforme gran.1, 2 ou 3 conforme desempenho def. perm.

    0/100/14

    30 a 4035 a 50

    BBC Btons bitumineux clouts

    Hot rolled asphalt

    NF P 98-133 0/60/10

    0/60/10

    3060

    BBDr Btons bitumineux drainants

    Concreto betuminoso drenante

    NF P 98-134 0/10 a 0/140/6

    4030

    BBS Btons bitumineux pour chausses souples faible traffic

    Concreto betuminoso para estrada de pavimento flexvel de trfego leve

    NF P 98-136 BBS tipo 1BBS tipo 2BBS tipo 3BBS tipo 4

    0/10 disc. 2/60/10 cont.0/14 cont.0/14 cont.

    40 a 5040 a 60810 a 12

    BBTM Btons bitumineux trs minces

    Concreto betuminoso muito delgado

    NF P 98-137 Tipo 1 ou 2 conforme PCG

    0/6 ou 0/10 ou 0/14 descontnua

    20 a 25

    GB Graves bitume Camada granular betuminosa

    NF P 98-138 Classe 1, 2 ou 3 conforme desempenho mecnico

    0/140/20

    80 a 120100 a 150

    EME Enrobs module lev

    Mistura asfltica de mdulo elevado

    NF P 98-140 Classe 1 ou 2 conforme desempenho mecnico

    0/100/140/20

    60 a 10070 a 120100 a 150

    BBME Btons bitumineux module lev

    Concreto betuminoso de mdulo elevado

    NF P 98-141 Classe 1, 2 ou 3 conforme desempenho mecnico

    0/100/14

    60 a 7070 a 90

  • 181Tipos de revestimentos asflticos

    TABElA 4.15 CARACTERSTICAS DAS MISTURAS ASFlTICAS DElgADAS ( 50mm) PARA CAMADA DE ROlAMENTO (Brosseaud, 2002b)

    Mistura PCG (% de vazios)

    Razo r/R1 Porcentagem de afundamento em trilha de roda (60C) aps 30.000 ciclos

    BBMa 6 11 0,75 15

    BBMb 7 12 0,75 15

    BBMc 8 13 0,75 15

    1 Ensaio Duriez de avaliao do dano por umidade induzida

    TABElA 4.16 CARACTERSTICAS DAS MISTURAS ASFlTICAS ESPESSAS (> 50mm) PARA CAMADA DE ROlAMENTO (Brosseaud, 2002b)

    Mistura PCG (% vazios)C60 (D 10mm)C80 (D 14mm)

    Razo r/R ATR2 (%) aps 30.000 ciclos

    Mdulo de rigidez (15C10Hz) MPa

    Deformao admissvel em fadigae6 (mdef)

    BBSG classe 1 5 104 9

    0,75 10 5.500 100

    BBSG classe 2 5 104 9

    0,75 7,5 7.000 100

    BBSG classe 3 5 104 9

    0,75 5 7.000 100

    BBME classe 1 5 104 9

    0,8 10 9.000 110

    BBME classe 2 5 104 9

    0,8 7,5 12.000 100

    BBME classe 3 5 104 9

    0,8 5 12.000 100

    2 Afundamento em trilha de roda

    TABElA 4.17 CARACTERSTICAS DAS MISTURAS ASFlTICAS PARA CAMADA INTERMEDIRIA OU DE lIgAO (Brosseaud, 2002b)

    Mistura PCG (% vazios)C60 (D 10mm)C80 (D 14 mm)

    Razo r/R ATR3 (%) * aps 10.000 ciclos** aps 30.000 ciclos

    Mdulo de rigidez (15C10Hz) MPa

    Deformao admissvel em fadiga e6 (mdef)

    GB classe 2 11 0,65 10* 9.000 80

    GB classe 3 10 0,7 10* 9.000 90

    GB classe 4 9 0,7 10** 11.000 100

    EME classe 1 10 0,7 7,5** 14.000 110

    EME classe 2 6 0,75 7,5** 14.000 130

    3 Afundamento em trilha de roda

  • 182 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    TABElA 4.18 DESEMPENhO MECNICO ExIgIDO PARA MISTURAS DE MDUlO ElEvADO EME (NF P 98-140)

    Ensaios do EME 0/10, 0/14 e 0/20 Classe 1 Classe 2Ensaio Duriez a 18C (NF P 98-251-1)Razo: r (em MPa) aps imerso R (em MPa) a seco

    0,70 0,75

    Ensaio de afundamento de trilha de roda (NF P 98-253-1)Profundidade do afundamento em porcentagem da espessura da placa, para uma placa de 10cm de espessura, a 30.000 ciclos e a 60C, numa porcentagem de vazios entre:l 7% e 10% (classe 1)l 3% e 6% (classe 2)

    7,5%

    7,5%

    Ensaio de mdulo complexo (NF P 98-280-2)Mdulo (em MPa), a 15C, 10Hz e porcentagem de vazios entre:l 7% e 10% (classe 1)l 3% e 6% (classe 2)

    14.000

    14.000

    Ensaio de trao direta (NF P 98-260-1)Determinao do mdulo e da perda de linearidade numa porcentagem de vazios entre:l 7% e 10% (classe 1)l 3% e 6% (classe 2)

    14.000

    14.000

    Ensaio de fadiga (NF P 98-260-1)Deformao relativa a 106 ciclos, 10C e 25Hz e porcentagem de vazios entre:l 7% e 10% (classe 1)l 3% e 6% (classe 2)

    100 mdef

    130 mdef

    TABElA 4.19 DESEMPENhO MECNICO ExIgIDO PARA MISTURAS DE MDUlO ElEvADO BBME (NF P 98-141)

    Ensaios do BBME 0/10 ou 0/14 Classe 1 Classe 2 Classe 3Ensaio Duriez a 18C (NF P 98-251-1)Razo: r (em MPa) aps imerso R (em MPa) a seco

    0,80 0,80 0,80

    Ensaio de afundamento de trilha de roda (NF P 98-253-1)Profundidade do afundamento em porcentagem da espessura da placa, para uma placa de 10cm de espessura, a 30.000 ciclos e a 60C, com uma porcentagem de vazios entre 5% e 8%

    10% 7% 5%

    Ensaio de mdulo complexo (NF P 98-280-2)Mdulo (em MPa), a 15C, 10Hz e porcentagem de vazios entre 5% e 8%

    9.000 12.000 12.000

    Ensaio de trao direta (NF P 98-260-1)Determinao do mdulo e da perda de linearidade numa porcentagem de vazios entre 5% e 8%mdulo em MPa a 15oC, 0,02s

    9.000 12.000 12.000

    Ensaio de fadiga (NF P 98-261-1)Deformao relativa a 106 ciclos, 10C e 25Hz e porcentagem de vazios entre 5% e 8%, e6

    110 mdef 100 mdef 100 mdef

  • 183Tipos de revestimentos asflticos

    4.2.2 Misturas asflticas usinadas a frioOs pr-misturados a frio (PMF) consistem em misturas usinadas de agregados gra-dos, midos e de enchimento, misturados com emulso asfltica de petrleo (EAP) temperatura ambiente. Dependendo do local da obra, podem ser usadas para misturar os PMFs: usinas de solo ou de brita graduada, usinas de concreto asfltico sem ativar o sistema de aquecimento dos agregados, usinas de pequeno porte com misturadores tipo rosca sem fim, ou usinas horizontais dotadas de dosadores especiais. Para ope-raes de manuteno de pavimentos em uso, pode-se at lanar mo de betoneiras comuns de preferncia as de eixo horizontal (IBP, 1999). H tambm facilidades de se operar a mistura em usinas mveis. O processo de usinagem pode ser visto no Captulo 8.

    O PMF pode ser usado como revestimento de ruas e estradas de baixo volume de trfego, ou ainda como camada intermediria (com CA superposto) e em operaes de conservao e manuteno, podendo ser: denso graduao contnua e bem-graduado, com baixo volume de vazios; aberto graduao aberta, com elevado volume de vazios.

    Santana (1992) ressalta os aspectos funcional, estrutural e hidrulico do PMF, que varia de acordo com o volume de vazios, e funo da granulometria escolhida. O mes-mo autor define ainda o PMF como uma mistura preparada em usina apropriada, com agregados de vrios tamanhos, emulso asfltica catinica em geral, espalhada e com-pactada na pista temperatura ambiente, podendo-se aquecer ou no o ligante, usada como camada de base ou revestimento, que pode ser executado em trs categorias: aberto (PMFA): com pequena ou nenhuma quantidade de agregado mido e com pou-

    co ou nenhum fler, ficando aps a compactao, com volume de vazios (VV) elevado, 22 < VV 34%;

    semidenso: com quantidade intermediria de agregado mido e pouco fler, ficando aps a compactao com um volume de vazios intermedirio, 15 < VV 22%;

    denso (PMFD): com agregados grado, mido e de enchimento, ficando aps a com-pactao com volume de vazios relativamente baixo, 9 < VV 15%.

    No que concerne permeabilidade, pode-se observar: vazios 12% apresenta baixa permeabilidade podendo ser usado como revesti-

    mento; vazios > 12% apresenta alta permeabilidade, necessitando uma capa selante caso

    seja usado como nica camada de revestimento. Quando >20% pode ser usado como camada drenante.

    Os PMFs podem ser usados em camada de 30 a 70mm de espessura compactada, dependendo do tipo de servio e da granulometria da mistura. Espessuras maiores de-vem ser compactadas em duas camadas. As camadas devem ser espalhadas e compac-

  • 184 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    tadas temperatura ambiente. O espalhamento pode ser feito com vibroacabadora ou at mesmo com motoniveladora, o que conveniente para pavimentao urbana de ruas de pequeno trfego. Tambm possvel estocar a mistura ou mesmo utiliz-la durante um dia inteiro de programao de servios de conservao de vias (Abeda, 2001).

    O uso de emulses de ruptura lenta e mistura densa pode levar o PMF a apresentar resistncias mecnicas maiores e mais adequadas para uso como revestimento. pos-svel tambm se lanar mo atualmente de emulses modificadas por polmeros para atender caractersticas especficas de clima e trfego (Abeda, 2001). A especificao tcnica DNER-ES 317/97 se aplica a esses tipos de misturas asflticas. Um resumo dessas especificaes no que se refere s graduaes e a alguns requisitos de dosagem mostrado na Tabela 4.20.

    TABElA 4.20 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E CARACTERSTICAS DE DOSAgEM RECOMENDADAS PElO DNIT PARA PR-MISTURADOS A FRIO (DNER-ES 317/97)

    Peneiras Faixas

    Porcentagem em massa, passando

    ABNT Abertura (mm) A B C D Tolerncia

    1 25,4 100 100 7,0%

    19,0 75100 100 95100 100 7,0%

    12,5 75100 95100 7,0%

    3/8 9,5 3060 3570 4070 4580 7,0%

    N 4 4,8 1035 1540 2040 2545 5,0%

    N 10 2,0 520 1025 1025 1530 5,0%

    N 200 0,075 05 05 08 08 2,0%

    Teor de asfalto, % sobre o total da mistura

    4,06,0 0,3%

    Volume de vazios, % 530

    Estabilidade, kN, mn. 25 (compactao de 75 golpes por face)15 (compactao de 50 golpes por face)

    Fluncia, mm 2,04,5

    As vantagens da tcnica de misturas a frio esto ligadas principalmente ao uso de equipamentos mais simples, trabalhabilidade temperatura ambiente, boa adesividade com quase todos os tipos de agregado britado, possibilidade de estocagem e flexibilidade elevada (Abeda, 2001).

    possvel ainda se utilizar as argamassas a frio, conhecidas como areias asfalto a frio AAF onde h carncia de agregados ptreos grados. Podem ser usados: areia, pedrisco, p de pedra, p de escria ou combinao deles. Nesse caso importante usar emulso de ruptura lenta que tenha por base asfaltos mais consistentes para melhorar as caractersticas mecnicas da AAF (Abeda, 2001).

    O DNIT inclui a possibilidade de uso de emulso asfltica modificada por polmero nos pr-misturados a frio. A especificao de servio que rege essa aplicao a DNER-

  • 185Tipos de revestimentos asflticos

    ES 390/99, que prev as mesmas faixas granulomtricas que as aplicaes com emulso asfltica convencional, com pequenas alteraes em alguns requisitos como volume de vazios de 5 a 25%, estabilidade mnima de 25kN com compactao dos corpos-de-pro-va Marshall com 75 golpes por face, e porcentagem de resduo de emulso entre 4,0 e 7,0 nas faixas C e D.

    4.3 MISTURAS IN SITU EM USINAS MvEIS

    Em casos principalmente de selagem e restaurao de algumas caractersticas funcio-nais, alm dos tipos de mistura descritos acima, que empregam usinas estacionrias ou mesmo mveis em alguns casos, possvel usar outros tipos de misturas asflticas que se processam em usinas mveis especiais que promovem a mistura agregados-ligante imediatamente antes da colocao no pavimento. So misturas relativamente fluidas, como a lama asfltica e o microrrevestimento.

    lama asflticaAs lamas asflticas consistem basicamente de uma associao, em consistncia fluida, de agregados minerais, material de enchimento ou fler, emulso asfltica e gua, uni-formemente misturadas e espalhadas no local da obra, temperatura ambiente. Esse tipo de mistura in situ comeou a ser utilizado na dcada de 1960, nos Estados Unidos (slurry seal), na Frana e no Brasil (IBP, 1999; Abeda, 2001).

    A lama asfltica tem sua aplicao principal em manuteno de pavimentos, especial-mente nos revestimentos com desgaste superficial e pequeno grau de trincamento, sendo nesse caso um elemento de impermeabilizao e rejuvenescimento da condio funcio-nal do pavimento. Aplica-se especialmente em ruas e vias secundrias. Eventualmente ainda usada em granulometria mais grossa para repor a condio de atrito superficial e resistncia aquaplanagem. Outro uso como capa selante aplicada sobre tratamentos superficiais envelhecidos. No entanto, no corrige irregularidades acentuadas nem au-menta a capacidade estrutural, embora a impermeabilizao da superfcie possa promo-ver em algumas situaes a diminuio das deflexes devido ao impedimento ou reduo de penetrao de gua nas camadas subjacentes ao revestimento.

    A lama asfltica processada em usinas especiais mveis que tm um silo de agre-gado e um de emulso, em geral de ruptura lenta, um depsito de gua e um de f-ler, que se misturam em propores preestabelecidas imediatamente antes de serem espalhadas atravs de barra de distribuio de fluxo contnuo e tanto quanto possvel homogneo, em espessuras delgadas de 3 a 4mm, sem compactao posterior. A espe-cificao correspondente a DNER-ES 314/97, cujas faixas granulomtricas e algumas caractersticas da mistura constam da Tabela 4.10. A dosagem da lama asfltica rea-lizada segundo as recomendaes da ISSA International Slurry Surfacing Association, empregando os equipamentos WTAT (wet track abrasion test), LWT (loaded wheel tes-

  • 186 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    ter and sand adhesion) e WST (wet stripping test), tambm utilizados para a dosagem de microrrevestimento, mostrados no prximo item. A Figura 4.14 traz fotos de uma aplicao de lama asfltica.

    Microrrevestimento asflticoEsta uma tcnica que pode ser considerada uma evoluo das lamas asflticas, pois usa o mesmo princpio e concepo, porm utiliza emulses modificadas com polmero para aumentar a sua vida til. O microrrevestimento uma mistura a frio processada em usina mvel especial, de agregados minerais, fler, gua e emulso com polmero, e eventualmente adio de fibras (ABNT NBR 14948/2003).

    Figura 4.14 Exemplo de aplicao de lama asfltica em um trecho de via urbana(Fotos: BR Distribuidora)

    TABElA 4.21 FAIxAS gRANUlOMTRICAS E CARACTERSTICAS DE MISTURA RECOMENDADAS PElO DNIT PARA lAMA ASFlTICA (DNER-ES 314/97)

    Peneiras Faixas Tolerncia

    Porcentagem em massa, passando

    ABNT Abertura (mm) I II III IV

    3/8 9,5 100 100

    N 4 4,8 100 100 90100 90100 5%

    N 8 2,4 80100 90100 6590 4570 5%

    N 16 1,21 6590 4570 2850 5%

    N 30 0,6 3060 4065 3050 1934 5%

    N 50 0,33 2045 2542 1830 1225 4%

    N 100 0,15 10-25 1530 1021 718 3%

    N 200 0,075 515 1020 515 515 2%

    Mistura seca, kg/m2 46 25 58 813

    Espessura, mm 34 23 46 69

    % em relao ao peso da mistura seca

    gua 1020 1020 1015 1015

    Ligante residual 8,013,0 10,016,0 7,513,5 6,512,0

  • 187Tipos de revestimentos asflticos

    H vantagens em se aplicar o microrrevestimento com emulso asfltica de ruptura controlada modificada por polmero. A emulso preparada de tal forma que permita sua mistura aos agregados como se fosse lenta e em seguida sua ruptura torna-se rpida para permitir a liberao do trfego em pouco tempo, por exemplo, duas horas.

    O microrrevestimento utilizado em: recuperao funcional de pavimentos deteriorados; capa selante; revestimento de pavimentos de baixo volume de trfego; camada intermediria anti-reflexo de trincas em projetos de reforo estrutural.

    A Figura 4.15 mostra os equipamentos usados para dosagem de lama asfltica e microrrevestimento, conhecidos como LWT (loaded wheel tester and sand adhesion) e WTAT (wet track abrasion test), especificados pela ABNT NBR 14841/2002 e ABNT NBR 14746/2001, respectivamente. Alm desses dois ensaios ainda so utilizados os seguintes procedimentos de dosagem: ABNT NBR 14798/2002 determinao da coe-so e caractersticas da cura pelo coesmetro (Figura 4.16); ABNT NBR 14949/2003 caracterizao da frao fina por meio da absoro do azul-de-metileno; ABNT NBR 14757/2001 determinao da adesividade de mistura (Figura 4.17). Esses ensaios sero aplicados na dosagem que ser vista no Captulo 5.

    Figura 4.15 Equipamentos de lWT e WTAT usados na dosagem de microrrevestimento e lama asfltica

    (a) lWT mquina de ensaio de adeso da areia (b) WTAT abraso mida

    (a) Coesmetro (b) Ensaio em andamento (c) verificao do torque

    Figura 4.16 Etapas do ensaio de coeso de dosagem de microrrevestimento asfltico

  • 188 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    (c) Corpo-de-prova(a) Confeco do corpo-de-prova (b) Compactao do corpo-de-prova

    (d) Corpo-de-prova no tubo com gua (e) Tubo sendo colocado no equipamento

    (f) Equipamento em funcionamento

    Figura 4.17 Etapas do ensaio Schulze-Breuer e Ruck de dosagem de microrrevestimento asfltico

    A Figura 4.18 mostra exemplos de aplicao de microrrevestimento, cujas especifi-caes podem ser vistas em DNIT 035/2005-ES e ABNT NBR 14948/2003. A Figura 4.19 mostra uma aplicao de microrrevestimento como camada de manuteno de pavimentos em uso.

    4.4 MISTURAS ASFlTICAS RECIClADAS

    Quando um pavimento asfltico em uso torna-se deteriorado estruturalmente, h ne-cessidade de restaurar sua capacidade de carga atravs de colocao de espessuras adicionais de camadas ou atravs do corte de todo ou parte do revestimento deteriorado por equipamento especial fresadora e execuo de nova camada de revestimento asfltico. O material gerado no corte pode ser reaproveitado por reciclagem.

    Entende-se por reciclagem de pavimentos o processo de reutilizao de misturas asflticas envelhecidas e deterioradas para produo de novas misturas, aproveitando os agregados e ligantes remanescentes, provenientes da fresagem, com acrscimo de agentes rejuvenescedores, espuma de asfalto, CAP ou EAP novos, quando necessrios, e tambm com adio de aglomerantes hidrulicos.

    Fresagem a operao de corte, por uso de mquinas especiais, de parte ou de todo o revestimento asfltico existente em um trecho de via, ou at englobando outra camada do pavimento, como forma de restaurao da qualidade ao rolamento da superfcie, ou como melhoria da capacidade de suporte.

    Corpo-de-prova

  • 189Tipos de revestimentos asflticos

    Existem inmeros equipamentos atualmente que permitem processar esse corte, cha-mados de mquinas fresadoras, ou simplesmente fresadoras, que utilizam rolos especiais munidos de pontas (bits) cortantes pela presena de diamantes nas mesmas Figura 4.20. Mais informaes sobre esse processo de fresagem e sobre fresadoras podem ser vistas em Bonfim (2000), por exemplo, e nas pginas dos fabricantes.

    Figura 4.18 Exemplos de aplicao de microrrevestimento asfltico em rodovia de trfego pesado como restaurao funcional

    Figura 4.19 Exemplo de aplicao de microrrevestimento asfltico (Fotos: BR Distribuidora)

    (a) Antes da aplicao (b) Aps a aplicao

  • 190 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    A Figura 4.21 mostra um exemplo de um processo de fresagem em uma rodovia, mostrando ainda o material fresado sendo recolhido em um caminho para posterior reaproveitamento e a superfcie ranhurada resultante do corte com os bits fresadores.

    Normalmente os agregados de uma mistura envelhecida mantm as suas caractersti-cas fsicas e de resistncia mecnica intactas, enquanto o ligante asfltico tem suas ca-ractersticas alteradas, tornando-se mais viscoso nessa condio. possvel reaproveitar totalmente o material triturado ou cortado pelas fresadoras e recuperar as caractersticas do ligante com a adio de agentes de reciclagem ou rejuvenescedores.

    A reciclagem pode ser efetuada: a quente, utilizando-se CAP, agente rejuvenescedor (AR) e agregados fresados aque-

    cidos; a frio, utilizando EAP, agente rejuvenescedor emulsionado (ARE) e agregados fresados

    temperatura ambiente.

    Figura 4.20 Exemplo de um rolo de corte de uma fresadora

    Figura 4.21 Exemplo de fresadora e de servio de fresagem em uma rodovia

    (a) Processo de fresagem e recolhimento do material

    (b) Pista aps fresagem

  • 191Tipos de revestimentos asflticos

    Pode ser realizada em: usina, a quente ou a frio o material fresado levado para a usina; in situ, a quente ou a frio o material fresado misturado com ligante no prprio

    local do corte, seja a quente (CAP), seja a frio (EAP) por equipamento especialmente concebido para essa finalidade;

    in situ, com espuma de asfalto. Nesse caso pode ser incorporada ao revestimento antigo uma parte da base, com ou sem adio de ligantes hidrulicos, formando uma nova base que ser revestida de nova mistura asfltica como camada de rolamento.

    H, ainda, um outro processo de melhoria da condio funcional de um revestimento ainda novo que apresente problema construtivo que a termorregenerao. Esse um pro-cesso de reciclagem que envolve pequenas espessuras de revestimento e no h em geral fresagem e sim um aquecimento e posterior recompactao do trecho a ser corrigido.

    A Figura 4.22 mostra exemplos de equipamentos de reciclagem a frio in situ, com emulso modificada com (a) espuma de asfalto ou (b) com agente rejuvenescedor (ARE). H numerosas vantagens tcnicas em se utilizar a fresagem e a reciclagem nos processos de recuperao de pavimentos degradados, alm da questo ecolgica de preservao de recursos minerais escassos.

    Essas tcnicas tm sido freqentemente utilizadas no pas e atualmente j se tem vasta experincia nesse servio. As especificaes DNIT 033/2005 e DNIT 034/2005 indicam os requisitos a serem atendidos para reciclagem em usina ou in situ, respectivamente.

    4.5 TRATAMENTOS SUPERFICIAIS

    Os chamados tratamentos superficiais consistem em aplicao de ligantes asflticos e agregados sem mistura prvia, na pista, com posterior compactao que promove o re-cobrimento parcial e a adeso entre agregados e ligantes.

    Define Larsen (1985):Tratamento superficial por penetrao: revestimento flexvel de pequena espessura,

    executado por espalhamento sucessivo de ligante betuminoso e agregado, em operao simples ou mltipla. O tratamento simples inicia-se, obrigatoriamente, pela aplicao ni-ca do ligante, que ser coberto logo em seguida por uma nica camada de agregado. O ligante penetra de baixo para cima no agregado (penetrao invertida). O tratamento mltiplo inicia-se em todos os casos pela aplicao do ligante que penetra de baixo para cima na primeira camada de agregado, enquanto a penetrao das seguintes camadas de ligante tanto invertida como direta. A espessura acabada da ordem de 5 a 20mm.

    As principais funes do tratamento superficial so: proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porm, de alta resis-

    tncia ao desgaste;

  • 192 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    impermeabilizar o pavimento e proteger a infra-estrutura do pavimento; proporcionar um revestimento antiderrapante; proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deforma-

    es relativamente grandes da infra-estrutura.

    Devido sua pequena espessura, o tratamento superficial no aumenta substancial-mente a resistncia estrutural do pavimento e no corrige irregularidades (longitudinais ou transversais) da pista caso seja aplicado em superfcie com esses defeitos.

    De acordo com o nmero de camadas sucessivas de ligantes e agregados, podem ser: TSS tratamento superficial simples; TSD tratamento superficial duplo; TST tratamento superficial triplo.

    A Figura 4.23 mostra esquematicamente esses trs tipos de revestimentos. Nos tra-tamentos mltiplos em geral a primeira camada de agregados de tamanhos maiores e eles vo diminuindo medida que constituem nova camada. A Tabela 4.22 mostra um exemplo de faixas granulomtricas que podem ser empregadas no TSD, segundo norma DNER-ES 309/97.

    Figura 4.22 Exemplos de equipamentos do tipo fresadoras-recicladoras in situ

    (a) Reciclagem in situ com espuma de asfalto

    (b) Reciclagem in situ com emulso rejuvenescedora ARE

  • 193Tipos de revestimentos asflticos

    TABElA 4.22 ExEMPlO DE FAIxAS gRANUlOMTRICAS PARA TRATAMENTO SUPERFICIAl DUPlO DNER-ES 309/97

    Peneiras FaixasPorcentagem em massa, passando Tolerncia

    ABNT mm A1 camada

    B1 ou 2 camada

    C2 camada

    1 25,4 100 7,0% 19,1 90100 7,0% 12,7 2055 100 7,0%3/8 9,5 015 85100 100 7,0%N 4 4,8 05 1030 85100 5,0%N 10 2,0 010 1040 5,0%N 200 0,075 02 02 02 2,0%

    So ainda includos na famlia dos tratamentos superficiais, que se caracterizam pelo espalhamento de materiais separadamente e o envolvimento do agregado pela penetra-o do ligante (sempre com pequenas espessuras): capa selante por penetrao: selagem de um revestimento betuminoso por espalha-

    mento de ligante betuminoso, com ou sem cobertura de agregado mido. Espessura acabada: at 5mm, aproximadamente. Freqentemente usada como ltima camada em tratamento superficial mltiplo. Quando no usada cobertura de agregado mido, usa-se tambm o termo pintura de impermeabilizao ou fog seal;

    tratamento superficial primrio por penetrao: tratamento para controle de poeira (antip) de estradas de terra ou de revestimento primrio, por espalhamento de li-

    Figura 4.23 Esquema de tratamentos superficiais (sem escala) (Fonte: Nascimento, 2004)

    2 agregado

    Fases de execuo TSS(Penetrao invertida)

    3 compactao

    1 ligante

    Fases de execuo TSD(Penetrao invertida)

    5 aps compactao

    4 agregado3 ligante2 agregado1 ligante

  • 194 Pavimentao asfltica: formao bsica para engenheiros

    gante betuminoso de baixa viscosidade, com ou sem cobertura de agregado mido. O ligante deve penetrar, no mnimo, de 2 a 5mm na superfcie tratada;

    lama asfltica: capa selante por argamassa pr-misturada. Espessura acabada de 2 a 5mm;

    macadame betuminoso por penetrao (direta): aplicaes sucessivas (geralmente duas) de agregado e ligante betuminoso, por espalhamento. Inicia-se pela aplicao do agregado mais grado. Espessura acabada maior que 20mm. mais usado como base ou binder, em espessuras maiores que 50mm.

    A maior parte da estabilidade do tratamento superficial por penetrao simples deve-se adeso conferida pelo ligante entre o agregado e o substrato, sendo secundria a contribuio dada pelo entrosamento das partculas. J no macadame betuminoso, a estabilidade principalmente obtida pelo travamento e atrito entre as pedras, comple-mentada pela coeso conferida pelo ligante. Do tratamento superficial por penetrao simples at o tratamento mltiplo, h uma transio no que diz respeito estabilidade. Entretanto, quanto mais aplicaes se adotam no tratamento superficial, mais duvidosas sero as vantagens econmicas do processo; nesse caso um outro tipo de revestimento, como pr-misturado, deve ser levado em conta.

    Discriminam-se, freqentemente, os tratamentos superficiais mltiplos em diretos e invertidos: denomina-se por penetrao invertida o tratamento iniciado pela aplicao do ligante,

    como o caso do tratamento superficial clssico no caso de ligantes a quente. O tra-tamento superficial simples sempre totalmente de penetrao invertida;

    o termo penetrao direta foi introduzido para melhor identificar os tratamentos su-perficiais, principalmente em acostamentos, executados com emulso de baixa vis-cosidade, onde necessrio iniciar-se por um espalhamento de agregado para evitar o escorrimento do ligante. Nesse tipo de tratamento, era prevista uma penetrao (agulhamento) significativa do agregado no substrato j durante a compactao. Essa ancoragem necessria para compensar a falta de ligante por bai