UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PavimentaoAULA: Dimensionamento de pavimentos asflticosProf Michelle AndradeSemestre 2/2011

Dimensionamento de pavimentos asflticosEstrutura do Captulo Introduo Critrio do CBR Dimensionamento extinto DNER e atual DNIT Dimensionamento AASHTO Dimensionamento Prefeitura de So Paulo

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo Dimensionar um pavimento: determinar espessuras de camadas e tipos de materiais a serem utilizados em sua construo, de modo a conceber uma estrutura capaz de suportar um volume de trfego preestabelecido, nas condies climticas locais, oferecendo o desempenho desejvel para suas funes. Historicamente: dezenas de mtodos de dimensionamento de pavimentos foram desenvolvidos ao redor do mundo, em geral constitudas de adaptaes de mtodos bsicos, considerando a experincia no trato das condies locais adquiridas pelos rgos rodovirios ao longo do tempo.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo Mas, porque h diferentes mtodos de dimensionamento de pavimentos? A existncia de diferentes condies climticas, geolgicas, pedolgicas e de trfego. A existncia de diferentes opinies entre os tcnicos. A no-existncia de uma descrio unnime e precisa, em termos quantitativos, de como se constitui, efetivamente, a ruptura de um pavimento.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo So 3 os tipos bsicos de ruptura considerado nos principais mtodos de dimensionamento de pavimentos: Ruptura plstica e estrutural: na qual se verifica que a estrutura do pavimento no suporta mais as cargas aplicadas e apresenta excessiva deformabilidade plstica. Ruptura por fadiga: caracterizada pelo trincamento dos revestimentos. Ruptura funcional ou operacional: quando o pavimento no serve mais ao usurio, em termos de conforto e segurana ao rolamento, independentemente da existncia de problemas de ordem estrutural.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo Os mtodos de projeto existentes foram concebidos de 2 maneiras: Com base nos resultados ltimos ou no desempenho observado ao longo do tempo, obtidos de experincias de campo (modelos empricos); A partir de teoria elstica considerada adequada para a interpretao dos fenmenos fsicos quantificados em campo (modelos semi-empricos e semi-tericos).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo 1) Modelos empricos: mtodo da AASHTO Obtidos de observao em campo da evoluo do estado de condio dos pavimentos, sendo os parmetros medidos em campo, tabulados periodicamente e associados a grandezas como repetio de cargas e a resistncia dos materiais. Limitao: limitao no campo de aplicao do mtodo. 2) Mtodos semi-empricos: mtodo CBR, mtodo DNER Gerados de extrapolaes tericas e racionais de modelo observacional obtido pelo acmulo de dados e experincias. 3) Critrio semi-terico ou emprico-mecanicista: Procuram avaliar , de forma coerente e analtica, o comportamento estrutural de sistemas de camadas do pavimento. No entanto, a parametrizao dos materiais realizada por meio do conhecimento emprico, laboratorial, ou de pista.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosIntroduo importante ressaltar que no se pode afirmar que critrio absolutamente vlido, ou completamente satisfatrio. Cada critrio apresenta vantagens e desvantagens inerentes a: considerao de parmetros fsicos e numricos, campo de aplicao, e simplicidade de utilizao. Portanto, h ainda muito a ser investigado para alcanar um critrio universal para o dimensionamento de pavimentos.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosCritrio do CBR Critrio desenvolvido no California Division of Highways (CDH), pela equipe gerenciada pelo engenheiro Porter em 1929. Foi o primeiro mtodo de pavimentos flexveis criado sobre bases estritamente empricas, com um considervel nmero de avaliaes experimentais e laboratoriais. Critrio bsico de ruptura considerado: critrio de ruptura por cisalhamento do subleito e das camadas granulares, que causariam o aparecimento de sulcos nas trilhas de rodas (deformaes permanentes) ou mesmo rupturas plsticas no subleito.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosCritrio do CBR Valor do CBR = porcentagem da resistncia penetrao de um dado material, tido como valor de referncia, na poca de sua concepo, o resultado de penetrao obtido em um grande nmero materiais britados e bem graduados, que foi tratado como valorpadro (o CBR de britas ou pedregulhos graduados tomado genericamente como 100%). Os experimentos realizados tinham a finalidade de: 1. 2. Fazer previses sobre o desempenho de materiais utilizados para pavimentao (materiais britados eram usados em bases); Quantificar a espessura de materiais mais nobres a serem depositados sobre o subleito, tendo em vista o CBR desse solo de subleito, para que essa camada ficasse protegida contra efeitos de deformaes cisalhantes plsticas excessivas mediante as solicitaes na rodovia (cargas).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT O processo do DNER roteiriza o dimensionamento de pavimentos flexveis em funo dos seguintes fatores: capacidade do subleito (CBR) e ndice de grupo IG; nmero equivalente de operaes do eixo padro (N) e espessura total do pavimento durante o perodo de projeto. Com base na espessura total determinam-se as espessuras das camadas constituintes, multiplicando-se as espessuras obtidas para o material padro (base granular) pelos coeficientes estruturais parciais correspondentes a cada tipo de material.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Capacidade de Suporte do Subleito Para a avaliao da capacidade de suporte do subleito e dos materiais que iro compor as camadas do pavimento utilizado o ensaio CBR em amostras moldadas em laboratrio, nas condies de servio (compactao) e submersas em gua por quatro dias. A fim de uma maior segurana a norma recomenda utilizar o ndice de Suporte (IS), que um CBR corrigido em funo do ndice de Grupo (IG), conforme expresso a seguir:

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Onde: ISCBR = ndice de suporte numericamente igual ao ndice de Suporte Califrnia (CBR obtido em ensaio e dado em %) ISIG = ndice de suporte derivado do ndice de grupo, correspondendo praticamente a uma inverso de escala, fazendo com que solos de boa qualidade tenham os maiores valores de ISIG. Valor de ISIG deve ser obtido na Tabela 1 em funo do ndice de Grupo.

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OBS: o mtodo impe a condio de que o ndice de Suporte mximo seja igual ao valor do CBR; isto significa que quando o IS for maior que o CBR, o valor adotado para o IS ser o do prprio CBR.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Espessuras das camadas e coeficientes de equivalncia estrutural Os valores dos coeficientes de equivalncia estrutural dependem do tipo de material construtivo utilizado no pavimento. Cada camada possui um coeficiente de equivalncia estrutural (k), que relaciona a espessura que a camada deve possuir de material padro (base granular), com a espessura equivalente do material que realmente ir compor a camada. Exemplo: Se o revestimento de concreto betuminoso possui coeficiente k = 2, significa que 10 cm de revestimento de concreto betuminoso tm a mesma capacidade estrutural que 20 cm de base granular, que por se tratar do material padro, possui coeficiente k = 1.

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Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Os coeficientes de equivalncia estrutural para sub-base granular e reforo do subleito podem ser calculados em funo da relao entre o CBR dessas camadas e o CBR do subleito:

Sendo: KRef = coeficiente de equivalncia estrutural do reforo do subleito KS = coeficiente de equivalncia estrutural da sub-base CBR1 = CBR do reforo ou da sub-base CBR2 = CBR do subleitoObs: O coeficiente de equivalncia estrutural (K) da sub-base granular ou do reforo do subleito dever ser 1,0 toda vez que o CBR desses materiais for igual ou superior a trs vezes o CBR do subleito.

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Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Espessuras mnimas de revestimentos (Rmin) so dadas em funo de N e do tipo de material do revestimento. finalidade: proteger a camada de base dos esforos impostos pelo trfego e preservar o revestimento ruptura.

1,5 a 3,0 cm

Espessura do revestimento: R

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT J temos: o Nmero de Solicitaes N, o CBR das camadas (em porcentagem), os Coeficientes de Equivalncia Estrutural (K), e Espessura mnima do revestimento (R). Agora, mediante anlise do baco (ou aplicao da equao) que traz a espessura equivalente (Heq) (em cm), forma-se o sistema de inequaes para a obteno das espessuras das camadas.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNITFigura 1: Espessura total do pavimento, em funo de N e de IS ou CBR, em termos de material com k = 1,00, isto , em termos de base granular

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Espessuras Hm, Hn, H20, podem ser obtidas pelo grfico da Figura 1 ou pela equao, em funo do CBR dessas camadas e do N. Sendo: CBR base = 80% CBR sub-base = 20%

H20: espessura equivalente(1) sobre a sub-base, Hn: espessura equivalente(1) sobre o reforo do subleito, Hm: espessura equivalente(1) sobre o subleito.(1)

equivalente em termos de brita graduada

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn, H20, pelo grfico da Figura 1 ou pela equao e R pela Tabela 4 de espessura mnima de revestimento betuminoso, as espessuras da base (B), sub-base (h20) e reforo do subleito (hn) so obtidas pela resoluo sucessiva das seguintes inequaes: KR R + KB B H20 KR R + KB B + KS h20 Hn KR R + KB B + KS h20 + Kref hn Hm Onde: KR: coeficiente de equivalncia estrutural do revestimento, R: espessura do revestimento, KB: coeficiente de equivalncia estrutural da base, B: espessura da base, H20: espessura de pavimento sobre a sub-base,

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Ks: coeficiente de equivalncia estrutural da sub-base, h20: espessura da sub-base, Hn: espessura do pavimento sobre a camada com IS = n, Kref: coeficiente de equivalncia estrutural do reforo de subleito, hn: espessura do reforo do subleito, e Hm: espessura total do pavimento necessria para proteger um material com CBR ou IS igual a m.

Obs1: as espessuras mxima e mnima de compactao das camadas granulares so de 20cm e 10cm, respectivamente. Obs2: espessura construtiva mnima (base + sub-base) = 15 cm

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Consideraes sobre o controle tecnolgico dos materiais Caractersticas desejveis para material do subleito CBR 2% Expanso 2 % (medida com sobrecarga de 10lb) Caractersticas desejveis para materiais a se utilizar em reforo de subleito IS ou CBR > CBR subleito Expanso 1 % (medida com sobrecarga de 10lb) Caractersticas desejveis para materiais a se utilizar em sub-base IS ou CBR 20% IG = 0 Expanso 1 % (medida com sobrecarga de 10lb)

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Caractersticas desejveis para materiais a se utilizar em base: IS ou CBR 80 ( para N 5 106) IS ou CBR 60 (para N < 5 106) Expanso 0,5 % (medida com sobrecarga de 10lb) Limite de liquidez 25 % ndice de Plasticidade 6

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo extinto DNER atual DNIT Casos especiais: Para o caso de solos com limite de liquidez e/ou ndice de plasticidade superiores queles recomendados previamente, o material pode ser empregado como base (satisfeitas as demais condies), desde que o equivalente de areia seja superior a 30%. Para N < 5 106, podem ser empregados materiais para base com CBR 60 e as faixas granulomtricas E e F da AASHTO. A frao que passa pela peneira n 200 deve ser inferior a 2/3 da frao que passa pela peneira n. 40. A frao grada deve apresentar um valor de abraso Los Angeles igual ou inferior a 50%, podendo ser utilizado um desgaste maior, desde que j se tenha experincia no uso do material.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosExerccios 1) Faa a distino entre ruptura estrutural e ruptura funcional de um pavimento. 2) Um pavimento novo deve ser dimensionado para um trfego previsto de 3,5x107 repeties do eixo-padro de 80kN. Dimensione esse pavimento pelo mtodo do DNER, sabendo-se que: CBR subleito =3% Base executada em macadame betuminoso. Sub-base executada em solo-agregado com CBR>20% H disponibilidade de solo para reforo do subleito com CBR=9%. Revestimento executado em concreto asfltico e pr-misturado a quente (binder).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Histrico O Road Test AASHO, teve um investimento de US $ 27 milhes (1960 dlares) e foi o maior experimento rodovirio j realizado. Foi concebido e patrocinado pela ento AASHO (American Association of State Highway Officials) como um estudo do desempenho de estruturas de pavimentos de espessura conhecida, sob ao de cargas mveis de magnitude conhecida e freqncia (Highway Research Board, 1961). Os testes e estudos foram realizados tanto para pavimentos de concreto de cimento portland como para pavimentos asflticos. Foi tambm estudado revestimentos de pontes de pequenos vos. As informaes obtidas a partir dos testes da AASHO foram cruciais para o avano do conhecimento relativo ao projeto estrutural de pavimentos, o desempenho dos pavimentos, equivalncias de carga, efeitos climticos, dentre outros.

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Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Histrico Pista experimental da AASHTO na Cidade de Ottawa, no estado no Illinois (EUA): Construda de agosto de 1956 a setembro de 1958 Monitorada sob trfego de outubro de 1958 a novembro de 1960. Relao entre a repetio de cargas com espessuras das camadas e perda de qualidade de rolamento expressa em termos de variao da serventia. A ruptura para o mtodo da AASHTO est relacionada condio de serventia do pavimento. Serventia (p) medida de quo bem um pavimento em dado instante do tempo serve ao trfego usurio com conforto e segurana de rolamento, considerando-se a existncia de trfego misto, sob qualquer condio climtica. (0,5 p 5,0).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Serventia A figura abaixo apresenta o esquema do desenvolvimento da serventia de um dado pavimento em funo da solicitao do trfego. Serventia: a habilidade de um pavimento servir ao trfego com segurana, conforto e economia.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Serventia onde:

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Equaes de desempenho As equaes para dimensionamento do mtodo da AASHTO so baseadas no binmio serventia-desempenho. Serventia: uma medida da habilidade de um pavimento de cumprir suas funes em um momento particular do tempo; Desempenho: a medida da histria de serventia de um pavimento no decorrer do tempo. A equao que relaciona o trfego (N), a serventia e as espessuras de camadas para descrever o desempenho de dado pavimento no tempo para pavimentos flexveis :P0 -1.5

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTOP0 -1.5

N nmero de repeties do eixo padro. Zr nvel de confiana embutido no processo de dimensionamento para assegurar que a alternativa de projeto atente para o perodo de vida til estipulado. definido em funo da classificao funcional e do tipo de via (Tabela 5). S0 = 0,35 SN nmero estrutural do pavimento valor abstrato que expressa a capacidade estrutural de um dado pavimento necessria para uma dada combinao de suporte do subleito, nmero total de repeties do eixo padro, serventia desejada para o final do perodo de projeto (vida til) e condies ambientais. (SN = a1 x D1 + a2 x D2 x m2 + a3 x D3 x m3) (ai: coeficiente estrutural da i-sima camada; Di: espessura (polegadas) da i-sima camada e mi: coeficiente de drenagem da i-sima camada). P0 serventia inicial (aps a construo) definido em funo da qualidade construtiva (4,2) Pt serventia terminal (no final da vida til) desejada para o pavimento. 1,5: ponto limite de trfego. Nveis sugeridos pela AASHTO: vias principais: 2,5 a 3,0; vias secundrias: 2,0. PSI = P0 Pt Mr mdulo de resilincia efetivo do subleito (lb/polegada2 ou PSI).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Equaes de desempenhoTabela 5: Nvel de confiana de projeto (Zr)

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Coeficiente de equivalncia estrutural (CE) Coeficiente de equivalncia estrutural de um material que compe uma camada expressa uma relao emprica entre o nmero estrutural (SN) e a espessura da camada. CE uma medida da capacidade relativa do material para atuar como componente estrutural de dado pavimento, dissipando presses sobre as camadas inferiores.Tabela 6: Coeficientes de equivalncia estrutural dos materiais (ai)

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Coeficiente de drenagem AASHTO prope uso de coeficientes modificados para as camadas em funo das caractersticas drenantes dos materiais. A qualidade da drenagem definida em funo do tempo exigido para a remoo da gua do pavimento (das camadas granulares). Os efeitos de drenagem em revestimentos betuminosos e bases cimentadas no so considerados no mtodo.Tabela 7: Coeficientes de drenagem (multiplicadores dos coeficientes de equivalncia estrutural)(mi)

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Variaes sazonais no mdulo de resilincia do subleito Pases de clima temperado: congelamento das camadas de solo no inverno e descongelamento na primavera: bombeamento de finos na fase de descongelamento. Considerando 24 perodos quinzenais, calcula-se os danos unitrios e posteriormente o dano mdio (mdia aritmtica).

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Espessura mnima para as camadas A equao de desempenho no apresenta soluo nica, pois diversas combinaes de tipos e espessuras de materiais so possveis para o atendimento do valor de SN requerido. Tabela 8: Espessuras mnimas de camadas de pavimentos (Di)

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Determinao das espessurasPassos: (a) Determinao dos nmeros estruturais necessrios sobre o subleito (SN3), sobre a sub-base (SN2) e sobre a base (SN1). Equao de desempenho.

(b) Calcular as espessuras de cada camada a partir das equaes:

Revestimento

Base

Sub-base

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Restries ao emprego do mtodo da AASHTO Tendo em vista as tcnicas modernas de anlise mecanicista de pavimentos em programas computacionais, sempre aconselhvel a verificao da estrutura dimensionada do ponto de vista de compatibilidade de tenes e deformaes, bem como de fadiga dos materiais. Essa sugesto parte do princpio que o mtodo da AASHTO fundamentado empiricamente. Essa recomendao tambm vlida para os demais mtodos empricos e semi-empricos disponveis na literatura. Outros aspectos limitantes do mtodo: Pequena variabilidade de materiais e de tipos de pavimentos; Subleito nico e constante para todas as sees experimentais; Pouca diversidade de cargas aplicadas e configuraes de eitos (no utilizou-se nibus nas simulaes);

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Restries ao emprego do mtodo da AASHTO (cont) No tratamento da inter-relao entre a idade do pavimento e o trfego nos modelos de previso de desempenho, o que impediu maior controle da varivel implcita (clima local). No variao das condies ambientais: o experimento ocorreu em clima temperado com veres amenos e invernos rigorosos.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da AASHTO Exerccio Dimensionar um pavimento pelo mtodo da AASHTO considerando os seguintes parmetros de projeto: N = 6,8*107 Tipo de via arterial urbana, nvel de serventia inicial = 4,2 (adotar Zr = 90%). Mdulo de resilincia efetivo do subleito = 3.500 psi. Materiais disponveis: CAUQ (Mr=500.000psi), Base granular com CBR=70% e Mr= 27.500 psi Sub-base granular com CBR=30% e Mr= 15000 psi Condio de drenagem do pavimento excelente, sem saturao.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da Prefeitura de So Paulo Introduo um dimensionamento de pavimento baseado no mtodo do DNIT, sendo o trfego considerado de forma semelhante ao mtodo do ndice de grupo (faixa de volume de trfego representada pelo trfego dirio mdio de veculos comerciais). O mtodo foi desenvolvido por um grupo tcnico formado nomeado pela prefeitura de So Paulo que durante um ano e meio desenvolveram a metodologia. O mtodo est agrupado em duas Instrues de Projeto (IP-04/2004 e IP05/2004) as quais podem ser obtidas na WEB, sendo: IP-04/2004: Dimensionamento de Pavimentos Flexveis para Trfego Leve e Mdio. IP-05/2004: Dimensionamento de Pavimentos Flexveis para Trfego Meio Pesado, Pesado, Muito Pesado e Faixa Exclusiva para nibus.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da Prefeitura de So Paulo Introduo Em ambos os critrios tornou-se obrigatria a anlise mecanicista fadiga de camadas asflticas e cimentadas, o que realizado por meio da instruo de projeto IP-08/2001 - Anlise Mecanicista Fadiga de Estruturas de Pavimentos.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da Prefeitura de So Paulo Descrio Segue as normas de dimensionamento do CBR, que concede abertura para emprego de outros materiais em camadas de base que no exclusivamente os macadames hidrulicos e betuminosos. Incorpora a possibilidade de revestimentos asflticos modificados por polmeros e uso de bases cimentadas e alternativas como solo-agregado e agregado reciclado de construo e demolio (RCD). As sub-bases devem possuir CBR 30%.

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da Prefeitura de So Paulo Descrio Parmetros e informaes sobre o mtodo da Prefeitura de So Paulo

Consideraes de trfego para projetos de pavimentosDimensionamento pelo Mtodo da Prefeitura de So Paulo Descrio A Figura ao lado apresenta o baco para dimensionamento de pavimentos pelo mtodo da PMSP.

Estruturas Tpicas de PavimentosQuantas podem ser as estruturas de pavimentos flexveis?

Estruturas Tpicas de Pavimentos

Estruturas Tpicas de Pavimentos

Estruturas Tpicas de Pavimentos

Estruturas Tpicas de Pavimentos

Tipos de Revestimentos Asflticos2. Misturas Usinadas

Misturas a quente Uso do CAP Aquecimento do ligante Aquecimento do agregado Mais empregado: CA ou CBUQ

Misturas a frio Uso de EAP Ligante pode ser aquecido Agregado a frio

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente Subdivididas quanto ao padro granulomtrico, caractersticas mecnicas e aplicao a que se destina. Pela graduao dos agregados e do fler, as misturas a quente so classificadas usualmente em 3 tipos: Graduao densa Graduao aberta Graduao descontnua

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a QuenteGraduao Densa Curva granulomtrica contnua e bem-graduada. Assim, os agregados de dimenses menores preechem os vazios dos maiores. Graduao Aberta Curva granulomtrica uniforme com agregados quase exclusivamente de um mesmo tamanho. Observa-se a insuficincia de material fino (menor que 0,075mm) para preencher os vazios entre as partculas maiores. Esqueleto mineral com muitos vazios interconectados. Estrutura drenante, possibilitando a percolao de gua no interior da mistura asfltica. Ex: 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 Esqueleto mineral mais resistente deformao permanente com o maior nmero de contatos entre os agregados grados. Ex: matriz ptrea asfltica (stone matrix asphalt SMA); mistura sem agregados de certa graduao (gap-graded).

Esqueleto mineral com poucos vazios. Resulta em uma estrutura adensada e portanto impermevel. Ex: concreto asfltico (CA)

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente

(a) aberta

(b) descontnua

(c) densa ou bem graduada

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

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a QuenteTodos os 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. Os tipos especiais, SMA e CPA, sempre so colocados sobre outra camada preexistente de concreto asfltico ou de outro material, tal como 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) Camada de rolamento ou capa: camada superior que fica em contato com os pneus dos veculos. Tem requisitos de vazios bastante restritos, para garantir a impermeabilidade; (b) Camada de ligao, intermediria ou binder: a camada inferior que 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 modificar as caractersticas mecnicas e de flexibilidade da mistura, o que deve ser levado em conta no dimensionamento do pavimento.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a QuenteOs 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, devendo atender a especificao de servio particular para camada especial de correo de desnivelamentos ou regularizao em pavimentos em uso.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.1 CA ou CBUQCA ou CBUQ Tipo Quantidade de ligante Vazios Densa No muito elevada (4,5 a 6,0% em peso)

Camada de rolamento: 3 a 5% Camada intermediria: 4 a 6% Permeabilidade Impermevel Recomendao Uso de asfalto modificado por polmero: para reduzir a sensibilidade do CA e aumentar a durabilidade Mtodo Mashall Muito sensvel ao teor de ligante. Pequenas variaes podem resultar em deformaes permanentes causadas por fluncia e/ou exsudao R$ 15,60 e R$ 31,20 por m2

Figura: Exsudao alta severidade

Dosagem Exemplo OBS

Custo

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.2 CPACPA Tipo Aberta

Quantidade de ligante No muito elevada (3,5 a 4,5% em peso) Vazios Permeabilidade Recomendao Dosagem Exemplo OBS 18 a 25% (Brasil) Na frana pode chegar a 30% Permevel Uso de asfalto modificado por polmero: para aumentar a durabilidade e minimizar a desagregao Mtodo Mashall Aeroporto Santos Dumont (RJ) 1999. Rodovia dos Imigrantes (So Paulo Santos)1998. Rodovia Presidente Dutra, 1998. Deve ser executada sobre uma camada densa e estrutural. Reduo de rudo, drenante, aumento da aderncia pneu-pavimento. Desvantagens: (1) Necessidade de limpeza peridica para minimizar problemas de colmatao dos vazios. (2) Mais suscetveis degradao (estrutura aberta). R$ 62,40 e R$ 93,60 por m2

Custo

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.2 CPA

Figura: Mecanismo de drenagem CPA

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.3 SMA (matriz ptrea asfltica)SMA Tipo Quantidade de ligante Vazios Permeabilidade Recomendao Descontnua Consumo elevado: 6,0 a 7,5% em peso. 4,0 a 6,0% Impermevel Uso de fibras orgnicas (de celulose), minerais ou de vidro usadas para evitar a segregao da mistura no transporte, facilitar a aplicao e evitar o escorrimento do ligante asfltico. A opo do uso sem fibras deve ser realizada, necessariamente, com ligantes modificados. Fibras 0,3 a 1,5% em peso da mistura Mtodo Mashall Autdromo de Interlagos (SP) 2000. Trecho em curva na via Anchieta (2001) Objetivo: maximizar o contato entre os agregados grados (graduao descontnua): os finos juntamente com o ligante formam um mstique asfltico. Sua estrutura o torna mais resistente que os CA na reflexo de trincas e deformao permanente. Tambm aumentam a aderncia pneu-pavimento (macrotextura).

Dosagem Exemplo OBS

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.3 SMA (matriz ptrea asfltica)

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.4 Gap-Graded (graduao com intervalo)Gap-graded Tipo Descontnua

Quantidade de ligante 6,0% (asfalto borracha) Vazios Permeabilidade Recomendao Dosagem Exemplo OBS 6,0% Impermevel Uso com asfalto borracha: para aumentar a durabilidade e minimizar a desagregao. Mtodo Mashall BR-040: recuperao e duplicao. Trecho Rio de Janeiro Juiz de Fora. Macrotextura superficial aberta e rugosa mas com baixo teor de vazios, usada com asfalto borracha: indicada como camada estrutural de revestimento.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.1 Misturas Usinadas a Quente 2.1.5 AAUQ (Areia Asfalto Usinada a Quente)AAUQ Tipo Areia

Quantidade de ligante Elevado consumo: 5,0 a 9,0% Vazios Permeabilidade Recomendao Dosagem Exemplo OBS 3,0 a 8,0% Impermevel Cuidado extra na execuo. Mtodo Mashall Indicado quando no h disponvel agregados ptreos grados. Aceitvel para rodovias com trfego no muito elevado. Pode ser usado com asfalto modificado por polmero.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.2 Misturas Usinadas a Frio (PMF)

Tipos de Revestimentos Asflticos2.2 Misturas Usinadas a Frio (PMF)Definio: Misturas usinadas de agregados grados, midos e de enchimento, misturados com emulso asfltica de petrleo (EAP) temperatura ambiente. Camadas finais de 30 a 70 mm. Classificao: Aberto (PMFA): graduao aberta com elevado volume de vazios (VV) (22 < VV 34%). Apresenta pouco ou nenhum agregado mido e fler. Semi-denso: com quantidade intermediria de agregado mido e pouco fler. (15 < VV 22%) Denso (PMFD): graduao contnua e bem graduada. Baixo volume de vazios (9 < VV 15%). Indicao: Revestimento de ruas e estradas de baixo volume de trfego e baixa carga por eixo; Camada intermediria de pavimentos PMQ; Operaes de conservao e manuteno.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.2 Misturas Usinadas a Frio (PMF)Vantagens: Ambientais: Emulses tm menores chances de contaminar o solo. Econmica: uso de equipamentos mais simples (baixo curto) e possibilidade de preparo in situ (reduz custo com transporte). Tcnica: uso de equipamentos mais simples, trabalhabilidade temperatura ambiente, boa adesividade com quase todos os tipos de agregados britados, possibilidade de estocagem.

Especificao: DNER-ES 317/97 DNER-ES 390/99

Tipos de Revestimentos Asflticos2.2 Misturas Usinadas a Frio (PMF)

Tipos de Revestimentos Asflticos2.3 Misturas in situTipo de PMF Tipo Aplicao Lama asfltica Misturas in situ em usinas mveis Manuteno de pavimentos: impermeabilizao e rejuvenescimento; Com granulometria grossa para compor condio de atrito superficial; Capa selante (impermeabilizante): sobre tratamentos superficiais envelhecidos Microrrevestimento asfltico Misturas in situ em usinas mveis 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.

O que no faz

Ligante Espessura Compactao Especificao Dosagem

No corrige irregularidades; No corrige irregularidades; No aumenta a capacidade estrutural do No aumenta a capacidade estrutural do pavimento. pavimento. Emulso de Ruptura Lenta Emulses modificadas por polmero, com ruptura controlada Delgada: 3 a 4 mm Delgada: 3 a 4 mm No h compactao No h compactao DNER-ES 341/97 DNIT 035/2005-ES ABNT NBR 14948/2003 ISSA International Slurry Surfacing ISSA International Slurry Surfacing Association Association

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS IN SITU EM USINAS MV EIS Microrrevestimento asfltico 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.

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS ASFL TICAS RECICLADAS Quando um pavimento asfltico em uso torna-se deteriorado estruturalmente, h necessidade 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. Reciclagem de pavimentos: 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.

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS ASFL TICAS RECICLADAS 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.

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS ASFL TICAS RECICLADAS Existem inmeros equipamentos atualmente que permitem processar esse corte, chamados de mquinas fresadoras, ou simplesmente fresadoras, que utilizam rolos especiais munidos de pontas (bits) cortantes pela presena de diamantes nas mesmas.

Figura: Exemplo de um rolo de corte de uma fresadora

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS ASFL TICAS RECICLADAS Normalmente, os agregados de uma mistura envelhecida mantm as suas caractersticas fsicas e de resistncia mecnica intactas, enquanto o ligante asfltico tem suas caractersticas 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. Assim, a reciclagem pode ser efetuada: a quente, utilizando-se CAP, agente rejuvenescedor (AR) e agregados fresados aquecidos; a frio, utilizando EAP, agente rejuvenescedor emulsionado (ARE) e agregados fresados temperatura ambiente.

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: MISTURAS ASFL TICAS RECICLADAS 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.

Tipos de Revestimentos Asflticos2.4 ReciclagemTipo de mistura Tipo Aplicao Misturas asflticas recicladas In situ ou e usina Restaurao de capacidade de carga utilizando o material fresado da prpria rodovia para refazer o revestimento. EAP, CAP, espuma de asfalto. Camadas convencionais H compactao DNIT 033/2005 DNIT 034/2005 Mtodo Marshall Em usina a quente ou a frio In situ a quente (CAP) ou a frio (EAP) In situ com espuma de asfalto

Ligante Espessura Compactao Especificao Dosagem OBS:

Tipos de Revestimentos Asflticos2.5 Tratamentos superficiaisTipo de mistura Tipo Aplicao Tratamentos superficiais Aplicao sem mistura prvia proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porm, de alta resistncia 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 deformaes relativamente grandes da infra-estrutura. No aumenta substancialmente a resistncia estrutural do pavimento No corrige irregularidades No suporta altas cargas e intensos volumes de trfego. De 5 a 20mm H compactao DNER-ES 309/97 ISSA International Slurry Surfacing Association

O que no faz

Espessura Compactao Especificao Dosagem

Tipos de Misturas AsflticasTipos de Misturas Asflticas: TRATAMENTO SUPERFICIAL 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.

Tipos de Misturas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PavimentaoAULA: Dimensionamento de pavimentos asflticosProf Michelle AndradeSemestre 2/2011