Aula 05 Materiais Betuminosos

Materiais Betuminosos Ponto de amolecimento Ensaio: Temperatura em que uma pequena bola de aço, que empurra para baixo o CAP contido em um anel toca o fundo do recipiente (colocado 1” abaixo do anel).

Características do ensaio: - Diâmetro da bola de aço d=3/8”; - Anel dinterno= 5/8”; h = 1/4”; - Temperatura do CAP - acréscimos de 5oC

Utilização: Exsudações e deformações permanentes (inferir)!!!!

Ponto de amolecimento: ABNT NBR-6560 ASTM D 2398-68 IP 198/66T AASHTO T53-74

Materiais Betuminosos Ponto de amolecimento

Materiais Betuminosos Ponto de Fulgor Ponto de Fulgor: Aquecimento gradual de uma amostra de asfalto e periodicamente expô-la à chama. A temperatura na qual os vapores desprendidos do asfalto provocam chama é o ponto de fulgor. Utilização: Temperatura máxima do asfalto sem risco de incêndio (manipulação).

Ponto de fulgor: AASHTO T 48-74 ASTM D 92-66 - IP 36/67 DNIT-ME 148/94

Materiais Betuminosos Ponto de Fulgor

Ponto de fulgor: AASHTO T 48-74 ASTM D 92-66 - IP 36/67 DNIT-ME 148/94

Materiais Betuminosos Especificações

Materiais Betuminosos Especificações

Materiais Betuminosos Especificações

Resolução N. 19 - ANP

Materiais Betuminosos Extração de asfaltos

DNIT-ME 053/94

Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) Exemplo: características

Agregados graúdos Abrasão “Los Angeles” Abrasão Los Angeles: Avalia a resistência do agregado graúdo ao desgaste por abrasão no cilindro “Los Angeles”, contendo esferas metálicas. O desgaste é função da porcentagem de material que passa na peneira nº 12, após 500 rotações no tambor. (desgaste igual ou inferior a 40%)

DNIT-ME 035/94

Agregado graúdo Sanidade Sanidade: Avalia a resistência do agregado a desintegração pela ação do tempo. Está relacionado ao grau de alteração da rocha. Consiste em cinco ciclos de imersão em solução de sulfato de sódio por 16 horas e secagem em estufa por um período de 8 horas. A perda é determinada na peneira cuja malha é metade da malha original antes de submetido aos ciclos. (perda inferior a 12%)

DNER/DNIT-ME 89

Agregado graúdo Absorção Absorção: É a capacidade do agregado graúdo tem de reter água em seus poros permeáveis. Agregados muito porosos não devem ser utilizados para serviços de pavimentação pois absorvem uma grande quantidade de água, mascarando resultados de ensaios dos controles tecnológicos, tais como densidade e teor de CAP.

Agregado graúdo Lameralidade Índice de Lameralidade: Está relacionada com a forma do agregado. Partículas longas tendem a ter resistência ao cisalhamento menor, e facilidade de quebra durante a rolagem. Os basaltos, diabásio e quartzo tendem a forma lamelar (índice de forma superior a 0,5).

DNER/DNIT-086

Agregado miúdo Equivalente de areia Equivalente de areia: Determina a qualidade do material, relacionado a quantidade de material granular com a quantidade de argila ou impurezas. O ensaio consiste em relacionar a altura da coluna em suspensão na proveta após a imersão da amostra em solução padronizada e a altura da coluna após 20 minutos. Quanto maior a altura da coluna sedimentada mais argiloso ou contaminado é o agregado (igual ou superior a 55%).

DNER/DNIT-ME 054

Agregados Exemplo: características

Agregados Faixas granulométricas (DNIT – ES 31/06) Peneira de malha quadrada

% em massa passando

Série ASTM

Abertura (mm)

Faixa A

Faixa B

Faixa C

Tolerâncias

2”

50,8

100

-

-

-

1½“

38,1

95-100

100

-

+/- 7%

1”

25,4

75-100

95-100

-

+/- 7%

¾”

19,1

60-90

80-100

100

+/- 7%

½”

12,7

-

-

80-100

+/- 7%

3/8”

9,5

35-65

45-80

70-90

+/- 7%

Nº 4

4,8

25-50

28-60

44-72

+/- 5%

Nº 10

2,0

20-40

20-45

22-50

+/- 5%

Nº 40

0,42

10-30

10-32

8-26

+/- 5%

Nº 80

0,18

5-20

8-20

4-16

+/- 3%

Nº 200

0,075

1-8

3-8

2-10

+/- 2%

Asfalto solúvel no CS2(+) (%)

4,0-7,0 Camada de ligação

4,5-7,5 Ligação e rolamento

4,5-9,0 Camada de Rolamento

+/- 0,3%

Estabilização “Porcentagens da mistura” MÉTODO ALGÉBRICO

 a  Ad  e   d  B a  b  Z a  c d  e  d  f a  b   a  A  a  c Z Y a  b  X  1  Y  Z 

Estabilização

Método de “Rothfuchs”

Estabilização

Exemplo:

Método de “Rothfuchs”

Estabilização

Exemplo: Método de Rothfuchs”

Estabilização

Rothfuchs

Estabilização UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DEC LABORATÓRIO DE SOLOS E ESTRUTURAS PENEIRAS

AJUSTAGEM DE GRANULOMETRIA

1 1/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" N0 4 N0 10 N0 40 N0 80 N0 200

PORCENTAGEM PASSANDO BRITA 19 TOTAL 100,00 100,00 100,00 43,54 7,81 0,61 0,54 0,52 0,48 0,37

24% 24,00 24,00 24,00 10,45 1,87 0,15 0,13 0,12 0,12 0,09

BRITA 12 TOTAL 100,00 100,00 100,00 100,00 96,82 41,47 14,72 7,07 4,20 2,44

34% 34,00 34,00 34,00 34,00 32,92 14,10 5,00 2,40 1,43 0,83

AREIA

FILLER

TOTAL 40,0% TOTAL 2% 100,00 40,00 100,00 2,00 100,00 40,00 100,00 2,00 100,00 40,00 100,00 2,00 98,00 39,20 100,00 2,00 97,00 38,80 100,00 2,00 95,00 38,00 100,00 2,00 82,00 32,80 100,00 2,00 49,00 19,60 100,00 2,00 19,00 7,60 100,00 2,00 6,00 2,40 100,00 2,00

COMBIN. RESULT. 100,00 100,00 100,00 85,65 75,59 54,25 39,93 24,13 11,14 5,32

ESPECIFICAÇÃO PT. MED. LIMITES 100 100 92,5 85-100 87,5 75-100 67,5 50-85 52,5 30-75 27,5 15-40 19 08--30 7,5 5--10

Dosagem Marshall a b % de ligante na mistura CP

Por peso

Por peso

de agregado

de mistura

1 2

c Altura

d

e

f

Peso

Volume

g h Peso específico

i

j Volume - % total

k

l

m Vazios - %

n

o Leitura

p

No ar

Na água

Aparente

Teórico

(cm)

(g)

(g)

(cm3)

(g/cm3)

(g/cm3)

4,5

6,617

1183,2

681,2

502

2,357

4,5

6,589

1206,3

694,3

512

2,356

3

4,5

6,593

1191,2

689,4

501,8

2,374

M

4,5

4*

4,5

6,610

1202,4

691,2

511,2

2,352

2,507

10,306

83,511

6,183

16,489

62,503

6,183

9

1082,26

5*

4,5

6,673

1197,8

693,8

504

2,377

2,507

10,413

84,380

5,207

15,620

66,667

5,207

10

959,74

6*

4,5

6,560

1197,4

690,5

506,9

2,362

2,507

10,350

83,869

5,781

16,131

64,165

5,781

8

1143,52

M

4,5

6,607

1196,383

Traço III

Densidades

%

%corrigidas

506,317

Brita 19

2,72

50

47,75

t

2,669

45

42,98

u

Caulim

2,584

5

4,78

v

CAP

1,027

4,5

4,50

x

100,00

z

2,690 K marshall

(tabela)

(Kg)

5,989

5

714,7

0,94

671,82

3,97

6,026

5

816,8

0,95

775,96

3,97

5,316

5

878,06

0,94

825,38

3,97

757,7181

3,97

0,94

1017,32

7,14

0,93

892,56

7,94

0,95

1086,34

6,35

998,7422

7,14

RBV

Total

2,507

10,328

83,683

5,989

16,317

63,294

2,507

10,324

83,651

6,026

16,349

63,144

2,507

10,402

84,283

5,316

15,717

66,179

64,2056 5,7769

64,4448 5,7234

Vazios

VCB

VAM

RBV

1

5,989

10,328

16,317

63,294

2

6,026

10,324

16,349

63,144

3

5,316

10,402

15,717

66,179

4

6,183

10,306

16,489

62,503

5

5,207

10,413

15,620

66,667

6

5,781

10,350

16,131

64,165

2,042

Resultados

(Kg)

Agregados

dagreg

Areia Caulim

Lida

Vazios

Correção Corrigida

s Fluência

no

Agregados

2,363634 2,50713

r

deflectomêtro

Ligante

2,362294 2,50713

q Estabilidade

1"/100

Tipos de Serviços em Pavimentação Imprimição Imprimação: Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a superfície de uma base concluída, antes da execução de um revestimento asfáltico qualquer, com o objetivo de promover a aderência entre a base. São os indicados os CM-30 e CM-70 com viscosidade Saybol Furol na faixa de 20 a 60 segundos. OBS: A imprimação não deve ser feita em dias chuvosos.

Tipos de Serviços em Pavimentação Pintura de Ligação Pintura de ligação: Consiste na aplicação de uma camada de material asfáltico sobre a base imprimada ou revestimento antigo com a finalidade principal de promover sua ligação com a camada sobrejacente a ser executada. Recomenda-se, RR-1C e RR-2C ou RM-1C e RM-2C e o CR-70 (exceto para superfície betuminosa). Quando se aplica a emulsão, esta deve ser diluída em água em igual proporção.

Tipos de Serviços em Pavimentação

Os tratamentos superficiais:

Tratamentos superficiais

Consistem no espalhamento de ligante asfáltico sobre a base de um pavimento, seguido da aplicação do agregado e compactação com rolo de pneus. Tipos:

- simples [uma camada de ligante e um agregado] - duplos [duas camadas de cada ] - triplos [três camadas de cada ]

Tipos de Serviços em Pavimentação Tratamentos superficiais Principais funções: -Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porém, de alta resistência ao desgaste; - impermeabilizar o pavimento e proteger a infra-estrutura do pavimento; - proporcionar um revestimento antiderrapante; - proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infra-estrutura.

Tipos de Serviços em Pavimentação Tratamentos superficiais simples Recomendações gerais: Os ligantes betuminosos utilizados nestes tratamentos podem ser: Cimento asfáltico de petróleo: CAP 7; Asfalto diluído: CR-250; Emulsão asfáltica: RR-2C.

Tipos de Serviços em Pavimentação

Recomendações gerais:

Tratamentos superficiais duplo e triplo

As quantidades de materiais (agregado mineral e ligante betuminoso), por metro quadrado, para a execução da camada devem ser determinadas por projeto e ajustadas no tempo. As temperaturas devem ser as que permitem a execução, dentro das seguintes faixas de viscosidade:

- Cimentos asfálticos de petróleo - 20 a 60 SSF; - Asfaltos diluídos - 20 a 60 SSF; - Emulsões asfálticas - 20 a 100 SSF.

Tipos de Serviços em Pavimentação Tratamentos superficiais duplo Mono: Monocamada • MDG: Monocamada com dois agregados MPG: Monocamada com pré-espalhamento de agregados • BIC: Bi-camada

TRÁFEGO Localização

Pesado

Moderado

Leve

Muito Leve

Campo

MDG, BIG

MONO, MDG, BIG

MONO, BIC

MONO

Cidade

Desaconselhado

MONO, MDG, BIC, MPG

MONO, BIC, MPG

MPG, BIC

Muito leve

Leve

Moderado

Pesado

< 50

50 a 300

300 a 750

> 750

Tráfego (Veículo com carga > 5t)

Tipos de Serviços em Pavimentação PRÉ-MISTURADO A FRIO

É uma mistura preparada, em usina apropriada, calibrada com agregado graúdo acompanhada ou não de agregado miúdo e filler a qual adicionamos emulsão asfáltica catiônica, espalhada e compactada na pista a temperatura ambiente e nunca inferior a 10ºC. Utilização: como camada de regularização, como base ou como revestimento, além de serviços de conservação.

DNER-ES 317/97

OBS: Asfalto residual: 4% A 6% em relação ao peso da mistura de agregados seca, considerada com 100%; Água: em quantidade adequada para dar consistência apropriada à mistura.

Tipos de Serviços em Pavimentação

PRÉ-MISTURADO A FRIO

1 - Agregados Minerais: - de elevada resistência ao desgaste mecânico (Los Angeles) e químico (Soundness Test) responde pela estruturação; 2 - Emulsão Catiônica de Asfalto: - de ruptura média (RM) ou ruptura lenta (RL) no caso de PRÉMISTURADOS A FRIO SEMI DENSO OU DENSO;

3 - Material de Enchimento: - (filler mineral), tais como cimento portland, cal hidratada, pós calcários, etc, atua como agente melhorador da coesão da mistura; 4 - Água, agente fluidificante e dispersante: - assegura, corretamente proporcionado, consistência adequada à mistura.

Tipos de Serviços em Pavimentação

PRÉ-MISTURADO A FRIO

Asfalto residual: 4% A 6% em relação ao peso da mistura de agregados seca, considerada com 100%; Água: em quantidade adequada para dar consistência apropriada à mistura.

Tipos de Serviços em Pavimentação

Normas

PRÉ-MISTURADO A FRIO

DNER-ME 002/94: Emulsão asfáltica - carga da partícula; DNER-ME 004/94: Materiais betuminosos - determinação da viscosidade “Saybolt-Furol” a alta temp. DNER-ME 005/94: Emulsão asfáltica - determinação da peneiração; DNER-ME 006/94: Emulsão asfáltica - determinação da sedimentação; DNER-ME 035/94: Agregados - determinação da abrasão “Los Angeles”; DNER-ME 053/94: Misturas Betuminosas – porcentagem de betume; DNER-ME 054/94: Equivalente de areia; DNER-ME 059/94: Emulsão asfáltica - determinação da resistência à água (adesividade); DNER-ME 063/94: Emulsões asfálticas catiônicas - determinação da desemulsibilidade; DNER-ME 083/94: Agregados - análise granulométrica; DNER-ME 086/94: Agregado - determinação do índice de forma; DNER-ME 107/94: Misturas betuminosas a frio, com emulsão asfáltica – ensaio Marshall;; DNER-EM 369/97: Emulsões asfálticas catiônicas; DNER-ES 279/97: Caminhos de serviço; DNER-PRO 277/97: Metodologia para controle estatístico de obras e serviços; ABNT NBR-6568 : Emulsões asfálticas- resíduo por evaporação e destilação; ABNT NBR-6300: Emulsão asfáltica – determinação da resistência a água

Tipos de Serviços em Pavimentação

Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CBUQ)

É o produto resultante da mistura à quente, em usina apropriada, de agregado mineral, graduado, material de enchimento (filler) e cimento asfáltico, espalhado e compactado à quente de acordo com especificações. Este produto é empregado como camada de revestimento. Neste caso, são utilizados o CAP-20 e CAP-40 bem como os dois tipos CAP 30/45 e CAP 50/70.

Função dos Materiais Betuminosos

Pavimentação

• função aglutinante que consiste em proporcionar uma ligação acurada entre os emais materiais e capaz de resistir a ação mecânica de desagregação produziada pelos veículos • função impermeabilizante que garante a estanqueidade a água.

Função dos Materiais Betuminosos

Construção Civil

A principal função é a de impermeabilizar as estruturas por eles protegidas. Como muitas vezes estas impermeabilizações ficam expostas a ação das intempéries, torna-se necessário que se utilize um asfalto que apresente maior resistência a este fenômeno. Assim, o tipo de asfalto utilizado são os do tipo asfalto oxidado. Asfalto oxidado: Obtém-se asfalto oxidado, por meio da passagem de uma corrente de oxigênio através de uma massa destilada de petróleo (CAP), sob alta temperatura, durante um determinado número de horas. É neste processo que o CAP perde óleos voláteis de sua composição e incorpora moléculas de oxigênio, ocasionando aumento de sua viscosidade e do seu ponto de amolecimento (temperatura na qual o asfalto se liquefaz), diminuindo sua penetração.

Função dos Materiais Betuminosos

Construção Civil Propriedades de asfalto

I

II

III

Especificações

a) b) c)

Ponto de amolecimento (ºC)

60-75

75-95

95-105

Penetração (0,1mm)

25-40

20-35

15-25

Ponto de fulgor (ºC,min)

230

230

230

o asfalto do tipo I, é utilizado exclusivamente em impermeabilização de fundações; o asfalto tipo III, é utilizado exclusivamente em impermeabilização de coberturas; o asfalto tipo II, pode ser usado em impermeabilização de fundações ou cobertura, dependendo das condições climáticas e a critério do projetista.