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Apresentação do PowerPointd as
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s As cargas são transmitida por meio das rodas pneumáticas dos veículos.
A área de contato entre os pneus e o pavimento tem a forma elíptica, e a distribuição (pela forma do pneu) é parabólica.
A pressão máxima é exercida no centro da área carregada.
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Para efeito de estudo da ação das cargas, visando dimensionamento do pavimento, pode-se admitir uma carga aplicada gerando uma pressão de contato uniformemente distribuída numa área de contatos circular.
A pressão de contato é aproximadamente igual a pressão dos pneus, sendo a diferença desprezível para efeito do dimensionamento.
As pressões calculadas são referidas às cargas das rodas (carga de roda), muito embora geralmente se faça referência a cargas por eixo
Sistemas de cargas
• q = carga de contato
• Q = 2.π.r².q
• r = [(Q/2) / π.q] ¹/²
• Para os eixos simples adota-se os raios das área de contato efetivas r2 = m. [(Q/2) / π.q] ¹/²
Distribuição dos esforços
EXERCÍCIO 1:
Qual a pressão aplicada no subleito de uma carga por eixo simples Q= 10,0tf, aplicada
segundo um círculo de raio de r=15cm, e um pavimento de espessura z=20cm e α=45° ?
Exercício 1
A pressão aplicada no subleito, nas condições impostas, é da ordem de um quinto da pressão de contatos no topo do pavimento.
Distribuição dos esforços
Como a pressão aplicada é reduzida com a profundidade, as camadas superiores estão submetidas a maiores pressões, exigindo na suas
construção materiais de superior qualidade.
Aplicações dos Pavimentos em Aeroportos
Aplicações dos Pavimentos em Aeroportos
Camadas
Camadas
Camadas
Sub-leito É o terreno de fundação onde será apoiado todo o pavimento.
Deve ser considerado e estudado até as profundidades em que atuam significativamente as cargas impostas pelo tráfego (de 60cm a 1,50m de profundidade).
Subleito
• O Ensaio CBR consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente.
Regularização do subleito
• É a operação destinada a conformar o leito, transversal e longitudinalmente. Poderá ou não existir, dependendo das condições do leito.
Regularização do subleito
A Regularização deve dar à superfície as características geométricas do pavimento acabado.
Reforço do subleito
Reforço do subleito
http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/normas/especificacao-de-servicos-es/dnit138_2010_es.pdf
Sub-base
Camada complementar à base. Deve ser usada quando não for aconselhável executar a base diretamente sobre o leito regularizado ou sobre o reforço, por circunstâncias técnico- econômicas.
Entre o subleito e a camada de
base. Material deve ter boa
capacidade de suporte. Previne o
bombeamento do solo do subleito para a camada de base.
Base • Camada destinada a resistir os esforços verticais oriundos do
tráfego e distribui-los.
distribui as tensões nas camadas inferiores.
Revestimento
É a camada tanto quanto possível impermeável que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos e destinada econômica e simultaneamente:
- a melhorar as condições do rolamento quanto à comodidade e segurança;
- a resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento.
Deve ser resistente ao desgaste.
É a camada mais nobre do pavimento.
Revestimento
Pavimento Rígido X Pavimento Flexível
Pavimentos Flexíveis • Sistema de camadas superpostas, onde as de melhor qualidade encontram-
se mais próximas da carga aplicada
Macadame betuminoso é uma camada de pavimento realizada por intermédio de duas aplicações alternadas de ligante betuminoso sobre agregados de tamanho e quantidades especificadas; é espalhada, nivelada e comprimida na pista.
PAVIMENTOS RÍGIDOS • Seu dimensionamento é baseado nas propriedades resistentes de placas
de concreto de cimento portland, as quais são apoiadas em uma camada de transição, a sub-base.
Pavimentos Rígidos:
Pavimentos Rígidos
Pavimentos Rígidos
Pavimentos Rígidos
PAVIMENTOS SEMI-RÍGIDOS (SEMI-FLEXÍVEIS)
Situação intermediária entre os pavimentos rígidos e flexíveis. É o caso das
misturas solo-cimento, solo-cal, solo-betume dentre outras, que apresentam razoável resistência à tração
Comparativo
Comparativo
Materiais
Materiais
BETUME • “Betume é uma mistura de hidrocarbonetos de consistência sólida, líquida ou gasosa, de origem natural ou pirogênica, completamente solúvel em dissulfeto de carbono, frequentemente acompanhado de seus derivados nãometálicos” (ABNT NBR 7208).
BETUME
• Material pirogênico: Produzido pelo calor ou pela ação do fogo
• Dissulfeto de carbono: produto químico; líquido aquoso; sem coloração a amarelo; odor de ovo podre; afunda na água; inflamável; produz vapores irritantes; fórmula CS2 .
Histórico
•Torre de Babel: tijolos assentados com argamassa betuminosa;
•Ásia menor, onde há abundância de petróleo e seus derivados, os asfaltos foram usados em argamassas muito antes da cal ou outros aglomerantes;
Histórico
Todas as civilizações posteriores usaram os betumes: egípcios, gregos, romanos etc.
•Na preparação de múmias os materiais de base asfáltica eram predominantes;
•Em 1802 as primeiras pavimentações com asfaltos naturais ocorreram na França, seguido posteriormente pelos Estados Unidos (1838) e pela Inglaterra (1869);
•Os asfaltos processados, provenientes do petróleo, começaram a ser produzidos e utilizados no início do século XX.
BETUME • São materiais de grande emprego na construção civil;
• Tipo: asfalto, alcatrões, óleos graxos;
• São de uso preponderante em pavimentações rodoviárias e impermeabilizações;
• Usados também em pinturas, isolamentos elétricos e outros;
• É muito difícil ter 02 porções de betume absolutamente iguais devido a variação entre os hidrocarbonetos ou a sua proporção.
BETUME • Os materiais betuminosos são composições de betume com outras substâncias: argila, areia,
óleo, solventes, graxas, e outros;
• Aplicação na Construção Civil: asfalto, alcatrões, breus, piches. Feltros asfálticos, tintas, pastas vedantes, etc.
• Origem:
• pirogênica: obtido pelo aquecimento do petróleo ou outros materiais orgânicos;
BETUME Características:
•é muito plástico, moldando-se até sob pequenas pressões;
•é mau condutor de calor, eletricidade e som;
•incendeia-se com facilidade e tem fumaça preta espessa;
BETUME
Características:
•pode apresentar-se no estado sólido, líquido ou pastoso;
•não existe uma fórmula química exata para o betume;
•é acessível devido ao baixo custo por ser subproduto de outros materiais como gasolina, óleo e outros;
• São inócuos ou inertes, isto é, não reagem quimicamente com os agregados minerais que são utilizados como material de enchimento.
Materiais Betuminosos Básicos: ALCATRÕES
•Alcatrão bruto: material betuminoso resultante da condensação de matérias gasosas produzidas na destilação seca (aquecimento sem acesso de ar seguido de condensação) de algumas substâncias orgânicas.
•Alcatrões por destilação seca são provenientes da hulha, madeira, turfa e outros, com melhor qualidade e custo mais baixo.
* Turfa: carvão fóssil de formação mais recente; * Linhito: carvão de formação intermediária; * Hulha: carvão de formação mais antiga; * Antracito: carvão antigo menos volátil.
Materiais Betuminosos Básicos: ALCATRÕES
Materiais Betuminosos Básicos: ALCATRÕES
O alcatrão praticamente não é mais utilizado em pavimentação desde que se determinou o seu poder cancerígeno.
Além disso, apresenta pouca homogeneidade e baixa qualidade para ser utilizado como ligante em pavimentação.
Materiais Betuminosos Básicos: PICHE
O nome “Piche” é uma designação genérica para os resíduos finais da destilação de alcatrões e outras substâncias como o petróleo e resinas;
•Também pode ser obtido de asfalto impróprio para o refino;
•Composto por 11,0 a 17,0 % de betume com resíduo de argila, pedrisco e outros;
•É sólido nas temperaturas normais e funde desuniformemente deixando nódulos ou grãos;
•Vendido em três tipos: mole, semiduro e duro.
Materiais Betuminosos Básicos : BREU
• É o resíduo do refino do piche, perdendo quase todo o betume. É um material sólido à temperatura ambiente e de maior dureza que os outros betuminosos, mas com boa resistência a intempéries;
• No processo, a areia quase plastifica transformando-se parcialmente em vidro, resultando no BREU.
Materiais Betuminosos Básicos: ASFALTO
Pode ser encontrado na natureza (CAN), mas em geral provém do refino do petróleo (CAP).
Materiais Betuminosos Básicos: ASFALTO • É um material cimentício;
• Termoviscoplástico (Flexível);
• Impermeável à água (garantir ao pavimento vedação eficaz contra penetração da água superficial);
• Pouco reativo;
• Aglutinador (proporciona uma íntima ligação entre agregados, capaz de resistir às forças mecânicas de desagregação produzidas pelo tráfego);
Materiais Betuminosos Básicos: ASFALTO
•Não se dissolve na água sem uso de artifícios químicos;
•Origem: rochas asfálticas (sedimentares ou calcáreas com 10 a 30% de betume impregnado); asfaltos naturais (extraídos de lagos e depósitos; são mais consistentes).
Materiais Betuminosos Básicos: ASFALTO
• O asfalto é um constituinte natural do petróleo, sendo obtido submetendo-se o petróleo a um processo de destilação no qual as frações leves (gasolina, querosene e diesel), são separadas do asfalto por vaporização, fracionamento e condensação em torres de fracionamento com arraste de vapor, sendo que o estágio final é a destilação a vácuo.
• O resíduo obtido, após a remoção dos demais destilados de petróleo é o cimento asfáltico de petróleo (CAP).
Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP)
Os cimentos asfálticos são classificados de acordo com os resultados dos ensaios de penetração.
•Estes constituem uma medida da consistência ou dureza.
CAP
Utilização → Em vias urbanas e rodoviárias; → Manutenção de pavimentos; → Como base para aplicação de massas asfálticas executadas com asfaltos modificados.
Asfaltos diluídos (ADP)
Asfaltos diluídos (ADP)
Asfaltos diluídos (ADP)
Asfaltos diluídos (ADP)
Emulsões Asfálticas (EDP)
Comparativo
IMPRIMADURAS E PINTURAS DE LIGAÇÃO
• Consistem na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície da base concluída, antes da execução do revestimento.
Aplicação na Engenharia Civil
Imprimadura
• Impermeabilizar a base evitando, tanto quanto possível, a penetração da água que porventura se infiltre pelo revestimento.
• Proporcionar aderência entre a base e o revestimento.
• Aumentar a coesão da porção superficial da base, ao formar nela um solo betume.
Aplicação na Engenharia Civil
Imprimadura • Deve permitir a formação do solo betume pela penetração do asfalto na
camada superficial (±1 cm) da base, para impermeabilizá-la;
• Deve penetrar e preencher as trincas, tanto quanto possível, permitindo a execução da camada de rolamento de tratamento, sem danificar a superfície a base pela ruptura frágil de sua superfície, quando da rolagem dos agregados do tratamento superficial.
Aplicação na Engenharia Civil
Pintura de Ligação ou Imprimadura ligante
• Consiste na aplicação de uma camada de ligante asfáltico e a formação de película contínua sobre a superfície de base/solo-cimento ou pavimento.
• Objetivo: promover aderência do novo revestimento e a camada subjacente.
A diferença fundamental entre uma imprimação e uma pintura de ligação é que, na primeira, o material asfáltico deverá penetrar na camada e, na segunda, não deverá ocorrer qualquer penetração.
Aplicação na Engenharia Civil
• Pré-misturado à quente (PMQ)
• Consiste na mistura íntima, devidamente dosada, de material betuminoso e agregado mineral em usina e na compressão do produto final, à quente, por equipamento apropriado.
Rev. por mistura a quente
Aplicação na Engenharia Civil
• Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) ou Concreto Asfáltico (CA)
• É o mais nobre dos revestimentos
• Resulta da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado mineral graduado, material de enchimento e material betuminoso, espalhado e comprimido a quente.
Rev. por mistura a quente
Aplicação na Engenharia Civil
Aplicação na Engenharia Civil
Revestimentos
• Areia asfalto à quente • Consiste na mistura de areia com um produto betuminoso obtido em usinas fixas.
• A areia utilizada, normalmente é a passante na # 10 (2mm), embora 2 ou 3 areias possam ser misturadas para se obter a granulometria desejada.
• Apresenta o inconveniente de produzir uma superfície lisa e macia, ocasionando problemas de escorregamento.
• Pode-se usar pedrisco para tornar a superfície mais áspera.
Rev. por mistura a quente
Aplicação na Engenharia Civil
Revestimentos
• Pré-misturado a frio • Mistura de agregado mineral e emulsão asfáltica ou asfalto diluído, em
equipamento apropriado, sendo a mistura espalhada e comprimida a frio.
• Os agregados também não são aquecidos.
• Neste tipo de mistura é permitida a estocagem durante certo período de tempo.
• Muito utilizado em serviços de conservação, mas também pode ser usado como revestimento final, porém com qualidade inferior.
Rev. por mistura a frio
Aplicação na Engenharia Civil
Lama Asfáltica
• É uma associação (mistura), em consistência fluida, de agregados ou misturas de agregados miúdos, fíler (ou material de enchimento) e emulsão asfáltica, devidamente espalhada e nivelada.
• Empregada no rejuvenescimento de pavimentos asfálticos (pavimentos desgastados);
• Por apresentar condições de elevada resistência à derrapagem, devido a seu alto coeficiente de atrito, é também empregada na correção de trechos lisos e derrapantes.
• A espessura final é da ordem de 4mm e a compactação é executada pelo próprio tráfego.
Aplicação na Engenharia Civil
Fluência
• A fluência é a medida do quanto a massa asfáltica pode “andar” (esmagar, deformar) sob ação cisalhante sem se romper.
• É a medida da elasticidade da massa. Se uma massa asfáltica “andar” muito, acarretará esmagamento da mistura e em consequência, ondulação à pista.
• É inconveniente também que a massa asfáltica “ande” pouco, pois ao sofrer ação de elevado carregamento, sem capacidade de mover-se, pode trincar.
• graduação densa: curva granulométrica contínua e bem-graduada de forma a proporcionar um esqueleto mineral com poucos vazios visto que os agregados de dimensões menores preechem os vazios dos maiores. Exemplo: concreto asfáltico (CA);
• graduação aberta: curva granulométrica uniforme com agregados quase exclusivamente de um mesmo tamanho, de forma a proporcionar um esqueleto mineral com muitos vazios interconectados, com insuficiência de material fino para preencher os vazios entre as partículas maiores, com o objetivo de tornar a mistura com elevado volume de vazios com ar e, portanto, drenante, possibilitando a percolação de água no interior da mistura asfáltica. Exemplo: mistura asfáltica drenante, conhecida no Brasil por camada porosa de atrito (CPA);