Dissertação de Mestrado

RESTAURAÇÃO RODOVIÁRIA USANDO ASFALTO MODIFICADO POR POLÍMERO

AUTOR: MÁRCIO GUSMÃO

ORIENTADOR: Prof. Dr. Gilberto Fernandes (UFOP)

MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA GEOTÉCNICA DA UFOP

OURO PRETO - MAIO DE 2009

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RESTAURAÇÃO RODOVIÁRIA USANDO ASFALTO MODIFICADO POR POLÍMERO

Dissertação apresentada ao Mestrado Profissional em Engenharia Geotécnica do Núcleo de Geotecnia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, como parte integrante dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Geotecnia, área de concentração em Geotecnia

de Pavimento.

Esta dissertação foi apresentada em sessão pública e aprovada em 18 de maio de 2009, pela Banca Examinadora composta pelos membros:

Prof. Dr. Gilberto Fernandes (Orientador / UFOP) Prof. Dr. Adílson do Lago Leite (UFOP) Prof. Dr. Geraldo Luciano de Oliveira Marques (UFJF)

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Catalogação: sisbin@sisbin.ufop.br

G982r Gusmão, Márcio. Restauração rodoviária usando asfalto modificado por polímero[manuscrito] / Márcio Gusmão - 2009. xxi, 147f. : il., color. graf.; tabs.; mapas.

Orientador: Prof. Dr. Gilberto Fernandes.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Engenharia Civil. Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Área de concentração: Geotecnia.

1. Asfalto - Teses. 2. Polímeros - Teses. 3. Terpolímeros - Teses. 4. Elastomérico -

Teses. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Título

iv

“A descoberta consiste em ver o que todos

viram e em pensar no que ninguém pensou.”

A. Szent-Gyorgyi (1893 – 1986).

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DEDICATÓRIA

À minha família que me apoiou e incentivou nesta caminhada. A Deus, origem de tudo.

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AGRADECIMENTOS

Ao amigo, professor e orientador Dr. Gilberto Fernandes, pela compreensão,

ensinamentos e ajuda na elaboração deste trabalho, sem a qual não teria chegado a um

porto seguro.

Ao Prof. Geraldo Luciano de Oliveira Marques pela boa vontade e ajuda na elaboração

desta dissertação.

Ao Dr. José Carlos Maia Ribeiro, pela compreensão das ausências, ensinamentos e

amizade nesta longa jornada juntos.

Ao meu amigo, eng.º Wantuil Eustáquio Pinto Rosa, pela ajuda e boa vontade nos

trabalhos de campo, pelas cobranças e incentivos nos momentos de desânimo, pelo

exemplo de perseverança.

Ao amigo Rowan de Mello Pereira, pela ajuda recebida.

Ao técnico Patrick Rodrigues, pela disposição, dedicação e competência nos

levantamentos de campo.

Ao laboratorista Pedro Soares e sua equipe, pela competência e dedicação na execução

dos ensaios de laboratório e de campo.

Ao amigo e companheiro Solony Queiroga Pinho, pelo incentivo e cobrança na

conclusão deste trabalho, o qual não viu terminado...

Ao amigo e colega Bernardino Praça, pelo inestimável auxílio prestado na digitação e

diagramação deste trabalho.

Aos alunos-estagiários do laboratório de pavimentação da Faculdade de Engenharia da

UFJF, pela execução dos ensaios.

vii

Aos funcionários do NUGEO Cristina e Rafael, pela amizade e colaboração.

viii

RESUMO

O presente trabalho apresenta um estudo sobre a utilização de asfalto modificado por

polímero em serviços de restauração rodoviária. O polímero modificador de asfalto

utilizado foi o Terpolímero Elastomérico Reativo (RET), por apresentar facilidade de

manuseio na incorporação ao ligante betuminoso. A metodologia utilizada constou de

seleção de um trecho experimental na rodovia BR-116/MG, que foi subdividido em

cinco segmentos com extensão aproximada de trezentos metros cada um, onde foram

aplicadas camadas de reforços em concreto betuminoso usinado a quente utilizando

asfalto modificado por polímero. Com intuito de se verificar a efetividade do teor de

polímero nos parâmetros avaliados, foram utilizados na confecção do concreto asfáltico,

cimento asfáltico de petróleo - CAP 50/70, modificados com teores de polímeros de

0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0% em peso sobre o cimento asfáltico de petróleo, além de um

segmento utilizando o cimento asfáltico de petróleo não modificado, para servir de

parâmetro de comparação com os recapeados com polímero. Previamente à aplicação da

massa asfáltica, foram efetuadas medidas das deflexões utilizando o equipamento

Falling Wheight Deflectometer que foram usadas para o dimensionamento do reforço, e

confeccionado o projeto do concreto betuminoso usinado a quente definindo as

quantidades de cada agregado, o teor de betume e as características Marshall da mistura.

A modificação do asfalto com a adição do polímero era realizada em tanques especiais

no próprio canteiro de obras. Os controles tecnológicos da massa e do ligante

obedeceram às prescrições constantes nas Normas e Especificações do Departamento

Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Após a aplicação da camada de reforço,

foram executadas medições de deflexões utilizando a viga Benkelman e retiradas

amostras do revestimento asfáltico utilizando a sonda rotativa. Estas amostras foram

submetidas aos ensaios de resistência à tração por compressão diametral, fadiga e

módulo de resiliência, além obter-se a sua massa especifica. Os dados obtidos foram

compilados e analisados, chegando-se à conclusão da sua superioridade em relação ao

cimento asfáltico de petróleo puro, principalmente no aumento da vida de fadiga e na

redução da deflexão do pavimento.

ix

ABSTRACT

The present document presents a study on use of polymer modified asphalts in highway

recovery. Ease of handling to incorporate directly to the asphalt binder justified the

application of the RET polymer (Reactive Elastomeric Terpolymer) in the present case.

The field test started with the selection of an experimental section on BR-116/MG

highway, subdivided into 5 minor segments, with about 300 m each, that were

submitted to reinforcement layers’ applications of hot mix asphalt (HMA) using

modified CAP 50/70 binder, with 0,5%, 1,0%, 1,5% and 2,0% of RET polymer. To

enhance the comparison, it has been analyzed the effects of a layer with a non-modified

binder (with 0% of RET) on another 300m segment. Before the application, the HMA

reinforcement layers’ thickness and composition were defined and dimensioned,

including Marshall characteristics of the mixture, each aggregate and binder. This task

was accomplished using the measured deflections to the whole 1.500m section, obtained

through a FWD (Falling Weight Deflectometer) measurement campaign. The RET

polymer addition was done directly into selected tanks on asphalt plant site, according

to rules and specifications used by Transportation Infrastructure National Department

(DNIT). There has been made another deflection measurement, using Benkelman beam,

and also extracted samples after the reinforcement layer application. These samples

were tested to traction through diametric compression, with also fatigue and resilient

module analysis and density determination.. The analysis of the obtained data suggest

that the use of RET polymer modified asphalt run ahead to non-modified one.

x

Lista de Figuras

Figura 2.1- Esquema simplificado de produção de asfalto

Figura 2.2- Esquema simplificado da produção de asfalto - Dois estágios de destilação

Figura 2.3- Destilação em três estágios

Figura 2.4- Rotas de produção de CAP

Figura 2.5- Esquema de fracionamento por solvente

Figura 2.6- Esquema de fracionamento por precipitação química

Figura 2.7- Esquema de fracionamento pelo método da Sílica Gel

Figura 2.8- Esquema de fracionamento pelo método de Corbert

Figura 2.9- Cromatograma

Figura 2.10- Quadro comparativo dos procedimentos de fracionamento

Figura 2.11- Módulo de rigidez (S) x tempo de carga(t), temperatura (T)

Figura 2.12- Esquema de aplicação da tensão na amostra de asfalto

Figura 2.13- Defasagem entre tensão e deformação

Figura 2.14 – Exemplos de resultados do ângulo de fase de dois asfaltos diferentes

Figura 2.15 - Representação esquemática do carregamento e deslocamento medidos

Figura 2.16 - Desenho esquemático dos equipamentos

Figura 2.17 – Viscosímetro rotacional

Figura 3.1- Gráfico log. penetração x temperatura

Figura 3.2- Vista do Falling Weight Deflectometer Dynatest 8000E

Figura 3.3- Vista do esquema do levantamento com FWD

Figura 3.4- Bacia de deflexão medida com FWD

Figura 3.5- Bacia de deflexão medida com FWD

Figura 3.6- Exemplo de determinação de segmento homogêneo

Figura 4.1- Tanque misturador de polímero e CAP

Figura 4.2- Penetração x Teor de Polímero

Figura 4.3- Ponto de Amolecimento x Teor de Polímero

Figura 4.4- Recuperação Elástica x Teor de Polímero

Figura 4.5- Viscosidade Brookfield x Temperatura

xi

Figura 4.6- log. Penetração x Temperatura

Figura 4.7- Curvas granulométricas: Mistura, Faixa de Trabalho e Faixa C-DNIT

Figura 4.8- Densidade Aparente x Teor de betume

Figura 4.9- Vazios x Teor de betume

Figura 4.10- Relação Betume Vazios x Teor de Betume

Figura 4.11- Estabilidade x Teor de Betume

Figura 4.12- Fluência x Teor de Betume

Figura 4.13- Localização do Trecho Experimental

Figura 4.14- Pavimento original antes do reforço

Figura 4.15- Medição das deflexões com Viga Benkelman

Figura 4.16- Redução da Deflexão x Teor de polímero

Figura 4.17- Diferença de Tensões x Número de aplicações

Figura 4.18- Aplicação da massa e execução da emenda longitudinal

Figura 4.19- Compactação inicial com rolo de pneus

Figura 4.20- Compactação da massa com dois rolos de pneus

Figura 4.21- Compactação da emenda longitudinal com rolo liso

Figura 4.22- Vista geral do trecho experimental após reforço

Figura 4.23- Vista do trecho experimental pronto

Figura 4.24- Usina gravimétrica Cyber-UA-2 com capacidade de 60 a 80 t/h.

Figura 4.25- Tanque de adição e equipamento misturador do polímero

Figura 4.26- Embalagem do polímero RET Elvaloy® utilizado.

Figura 4.27- Embalagem do ácido polifosfórico, utilizado como catalizador

Figura 4.28- Local de extração de alguns corpos-de-prova utilizados

xii

Lista de Tabelas

Tabela 1.1- Quantidade Transportada por Modalidade

Tabela 1.2- Matriz do Transporte de Cargas

Tabela 1.3- Malha Rodoviária por Jurisdição

Tabela 1.4- Estado Geral das Rodovias

Tabela 1.5- Estado do Pavimento

Tabela 1.6- Investimento Necessário

Tabela 1.7- Programa de Aceleração do Crescimento – PAC

Tabela 2.1- Parte da Especificação SHRP ou SUPERPAVE de ligantes asfálticos tipo

CAP (ASTM 63 + 73/1999) (Bernucci et al, 2008)

Tabela 2.2- Especificação dos Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) – Classificação

por penetração (DNIT 095/2006 – EM)

Tabela 2.3- Especificação brasileira de asfalto diluído (ANP – 2007)

Tabela 2.4- Especificação brasileira de emulsões asfálticas catiônicas (CNP 07/88)

Tabela 2.5- Benefícios de diferentes tipos de modificadores de asfalto

Tabela 2.6- Especificação de asfalto modificado por polímero SBS (DNER-EM

396/99)

Tabela 2.7- Especificação de emulsão asfáltica polimerizada por SBS ou SBR para

pintura de ligação (DNER-EM 396/99)

Tabela 2.8- Principais tipos de polímeros produzidos no Brasil

Tabela 3.1- Especificação dos Cimentos Asfálticos de Petróleo Modificados por

Polímero SBS (Resolução ANP 31/2007)

Tabela 3.2- Faixas granulométricas (DNIT 031/2006-ES)

Tabela 3.3- Características da Mistura

Tabela 3.4- Vazios do Agregado Mineral

Tabela 3.5- Pesos para o cálculo do IGG

Tabela 3.6- Exemplo de determinação de segmento homogêneo

Tabela 3.7- Valores de I1 e I2

Tabela 3.8- Grupos de solos

Tabela 3.9- Características do Terpolímero Elvaloy®

xiii

Tabela 3.10- Características físicas e químicas do catalisador

Tabela 3.11- Cronologia dos serviços e localização dos segmentos

Tabela 4.1 - Granulometria Brita 1

Tabela 4.2 - Granulometria Brita 0

Tabela 4.3 - Granulometria Pó-de-pedra

Tabela 4.4- Resumo dos Ensaios em Agregados

Tabela 4.5- Viscosidade Brookfield

Tabela 4.6- Índice de Susceptibilidade Térmica

Tabela 4.7- Coeficiente Angular

Tabela 4.8- Granulometria dos Agregados em Separado e da Mistura

Tabela 4.9- Quadro Resumo das Características Marshall

Tabela 4.10- Contagem de Tráfego

Tabela 4.11- Calculo dos Fatores de Veículos (FV)

Tabela 4.12- Crescimento da Frota ao Longo do Período de Projeto

Tabela 4.13- Cálculo do Número “N”

Tabela 4.14- Cálculo do IGG

Tabela 4.15- Classificação do pavimento em função do IGG

Tabela 4.16- Deflexões do segmento

Tabela 4.17- Temperatura do CAP e CBUQ

Tabela 4.18- Quadro de Deflexões

Tabela 4.19- Granulometria e Teor de Betume

Tabela 4.20- Características Marshall

Tabela 4.21- Grau de Compactação

Tabela 4.22- Resistência à Tração por Compressão Diametral

Tabela 4.23- Módulo de Resiliência

Tabela 4.24- Vida de Fadiga x Nível de Tensão x Teor de Polímero

xiv

Lista de Símbolos, Nomenclatura e Abreviações

A – Asfaltenos

ASTM – American Society of Testing and Materials

a.C – Antes de Cristo

A1 – Acidafinas I

A2 – Acidafinas II

AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ALP – Afundamento

ANTT - Agência Nacional de Transportes Terrestres

BBR – Bending Beam Rheometer

BR-116/MG – Rodovia BR-116, estado de Minas Gerais

CAP – Cimento Asfáltico de Petróleo

CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente

CNP – Conselho Nacional de Petróleo

CNT – Confederação Nacional do Transporte

CS2 - Bissulfeto de carbono

cSt – Centistoke

d - Percentagem de veículos por sentido

D – Deflexão

D – Desgaste

D – Percentagem de veículos comerciais na faixa mais solicitada

D25 – Deflexão a 25cm do ponto de prova

Dadm – Deflexão admissível

Dag – Densidade do agregado

Dc – Deflexão característica

Df1 – Deflexão medida no ponto 1

Df2 – Deflexão medida no ponto 2

DNC – Departamento Nacional de Combustíveis

xv

DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes

Do – Deflexão real

DSR – Reômetro de Cisalhamento Dinâmico

Dt – Densidade teórica da mistura agregado/ligante

DTT – Ensaio de tração direta

EB – Especificação Brasileira

EM – Especificação de Material

ES – Especificação de Serviço

EVA – Etileno acetato de vinila

EX – Exsudação

FC – Fator de carga

FC-1 – Trinca classe 1

FC-2 – Trinca classe 2

FC-3 – Trinca classe 3

FE – Fator de eixo

Fe – Ferro

Fr – Fator climático regional

FV – Fator de veiculo

FWD – Falling Weight Deflectometer

G* - Módulo complexo de cisalhamento

G.P.C. – Método de Permeação em Gel

GLP – Gás Liquefeito de Petróleo

H2SO4 – Ácido sulfúrico

H3PO4 - Ácido Polifosfórico

hef – Espessura efetiva do revestimento

HR – Espessura de reforço em CBUQ

I1 e I2 - Constante relacionada às características resilientes da camada não granular da

estrutura de referência

IBP – Instituto Brasileiro de Petróleo

IGG – Índice de Gravidade Global

IP – Índice de Penetração

xvi

IPR – Instituto de Pesquisas Rodoviárias

IST – Índice de Susceptibilidade Térmica

K – Constante da viga

kN – quiloNewton

Lf – Leitura final

Lo – Leitura inicial

M – Parâmetro de relaxação

mPa- megaPascal

mPa.s – miliPascal.segundo

N – Moléculas nitrogenadas

N – Nitrogênio

N – número equivalente de operações do eixo padrão

NaOH – Hidróxido de sódio

Ni – Níquel

O – Ondulação

O – Oxigênio

P – Hidrocarbonetos saturados ou parafina

P – Período de projeto

P- Panela

P-1 – Pedreira Pescador

PA – Ponto de Amolecimento

PAC – Programa de Aceleração do Crescimento

PAV – Vaso de envelhecimento sob pressão

PBT – Peso Bruto Total

PEN – Penetração

pH – Potencial de hidrogeniônico

PNV – Plano Nacional de Viação

PRO – Procedimento

R – Raio de curvatura

R – Remendo

RBV – Relação betume vazios

REGAP – Refinaria Gabriel Passos

xvii

RET – Terpolímero elastomérico reativo

RL – Ruptura lenta

RL-1C – Emulsão catiônica de ruptura lenta com mínimo de 60% de resíduo

RM – Ruptura média

RM-1C – Emulsão catiônica de ruptura média com mínimo de 62% de resíduo

RM-2C – Emulsão catiônica de ruptura média com mínimo de 65% de resíduo

RR – Ruptura rápida

RR-1C – Emulsão catiônica de ruptura rápida com mínimo de 62% de resíduo

RR-2C – Emulsão catiônica de ruptura rápida com mínimo de 67% de resíduo

RTFOT – Rolling Thin Film Oven Test

RTV – Viscosímetro rotacional

S – Enxofre

S – Módulo de rigidez

SB – Estireno butadieno

SBR – Borracha –butadieno-estireno

SBR – Copolímeros aleatórios de estireno e butadieno

SBS – Estireno Butadieno Estireno

SHRP – Superior Highway Research Program

SIS – Estireno Isopreno Estireno

sSF – segundos Saybolt Furol

T – Temperatura

TKU – Tonelada x quilômetro

TR – Borracha termoplástica

UFJF – Universidade Federal de Juiz de Fora

UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto

USACE – Unites State Army Corps of Engineers

V – Volume de vazios

VAM – Vazios do agregado mineral

VAM – Vazios do Agregado Mineral

VCB – Vazios cheios com betume

VCB – Vazios Cheios com Betume

VMD – Veículos Médio Dia

xviii

WASHTO – Western Association of State Highway and Transportation Officials

γmax – Máxima deformação

∆t - Tempo de defasagem

ε – Deformação específica

σ – Desvio-padrão

σ – Tensão de tração aplicada

τmax – Máxima tensão de cisalhamento

ω - Freqüência angular

xix

Lista de Anexos

Anexo I – Granulometria e Teor de Betume

Anexo II – Características Marshall

Anexo III – Levantamento Deflectométrico

Anexo IV – Inventário da Superfície do Pavimento

Anexo V – Ensaios de Módulo de Resiliência, Vida de Fadiga e Resistência à Tração por Compressão Diametral

xx

S U M Á R I O

CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO

1.1 – Contextualização do tema ................................................................................1

1.2 – Objetivos ..........................................................................................................7

1.3 – Estrutura do Trabalho ......................................................................................8

CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 – Introdução.........................................................................................................9

2.2 – Asfalto

2.2.1 – Definições .............................................................................................11

2.2.2 – Obtenção ...............................................................................................12

2.2.3 - Fracionamento Químico do Asfalto .....................................................17

2.2.4 – Reologia ................................................................................................26

2.2.5 – Tipos de Asfaltos ..................................................................................36

2.2.6 – Revestimentos Asfálticos .....................................................................44

2.2.7 – Os defeitos nos pavimentos asfálticos ..................................................47

2.3 – Asfalto Modificado

2.3.1 – Os polímeros modificadores .................................................................51

2.3.2 – Influência da variação da temperatura sobre o asfalto modificado ......56

2.3.3 – Classificação dos polímeros para modificar os asfaltos .......................58

2.3.4 – Vantagens da utilização do asfalto modificado ....................................60

2.3.5 – Principais polímeros utilizados em pavimentação ...............................61

2.3.6 – Polímero RET ......................................................................................62

CAPÍTULO 3 – NORMAS E METODOLOGIAS ........................................................64

3.1 – Agregados

3.1.1 – Características Tecnológicas ................................................................65

3.1.2 - Agregado graúdo ...................................................................................68

3.1.3 - Agregado miúdo ....................................................................................67

3.2 - Ligantes Asfálticos ..........................................................................................70

xxi

3.2.1 – Caracterização dos Ligantes .................................................................68

3.2.2 – Controle de Qualidade ..........................................................................75

3.3 – Misturas Asfálticas ........................................................................................76

3.4 – Estudo de Tráfego ..........................................................................................80

3.4.1 – Contagem volumétrica e Classificatória de Veículos ...........................80

3.4.2 – Projeção de Tráfego ..............................................................................80

3.4.3 – Cálculo do Número “N” .......................................................................80

3.5 - Levantamento Deflectométrico ......................................................................83

3.5.1 - Viga Benkelman ....................................................................................83

3.5.2 - Falling Weight Deflectometer ...............................................................84

3.6 – Avaliação Objetiva do Pavimento .................................................................87

3.7 – Diagnóstico ....................................................................................................89

3.8 – Dimensionamento do reforço pelo Método DNER PRO269/94 –

TECNAPAV ..................................................................................................91

3.8.1 – Cálculo da Deflexão Admissível ..........................................................92

3.8.2 – Cálculo da Espessura Efetiva do Revestimento ...................................92

3.8.3 – Cálculo da Espessura de Reforço em CBUQ .......................................94

3.9- Modificação do asfalto, confecção e aplicação do concreto asfáltico . ............95

3.9.1- Modificação do asfalto ..........................................................................95

3.9.2- Confecção e aplicação do concreto afáltico ..........................................97

CAPÍTULO 4 – ESTUDO DE CASO: TRECHO EXPERIMENTAL.........................100

4.1 – Estudos em Laboratório ...............................................................................100

4.1.1 – Estudo em Agregados .........................................................................100

4.1.2 – Estudos em Ligantes ...........................................................................103

4.1.3 – Projeto do CBUQ ................................................................................109

4.2 – Trecho Experimental ...................................................................................115

4.2.1 – Estudo de Tráfego ...............................................................................116

4.2.2 – Dimensionamento do Reforço e Ensaios..............................................116

4.2.3 – Fotografias do trecho experimental .....................................................129

xxii

CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PARA PESQUISAS

FUTURAS ..................................................................................................................136

5.1 – Conclusões ...................................................................................................136

5.1.1 Estudo de ligantes ................................................................................136

5.1.2 Trecho Experimental ............................................................................137

5.2 Sugestões para Pesquisas Futuras .................................................................139

Referências Bibliográficas ..........................................................................................140

1

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

1.1 - CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA.

“Governar é abrir estradas”. O lema da campanha de 1920 à presidência da República

de Washington Luis demonstra a importância do segmento rodoviário no

desenvolvimento do país. A distribuição demográfica da população brasileira é

heterogênea, havendo uma maior concentração nas regiões sul e sudeste e uma

dispersão nas demais regiões, com grandes distancias entre os centros urbanos. Devido

a estas condições as ligações entre sítios urbanos e entre regiões deveriam ser feitas por

um meio que provesse rapidez, custos baixos e facilidade de implantação, condições

atendidas pelo transporte rodoviário.

Outra característica peculiar ao rodoviarismo brasileiro, foi a interiorização do

desenvolvimento do país, como pode ser observado quando da implantação de varias

rodovias, como por exemplo, a Rodovia BR-4 (Rio-Bahia), hoje BR-116, pioneira no

País, ligando o sul/sudeste ao nordeste, levando o progresso por onde passava, dando

origem inclusive a povoados que hoje são cidades e que nasceram de acampamentos de

empresas construtoras ou do Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER).

O transporte rodoviário no Brasil é o principal meio de transporte, quer de pessoas ou

de mercadorias. Segundo dados da Agencia Nacional de Transportes Terrestres – ANTT

no ano de 2007 (Tabela 1.1) 55,3% da quantidade (tonelada) transportada e 61,1% do

total transportado (Tabela 1.2) medidos em tonelada x quilômetro foram feitos por

rodovia. Deve-se atentar para o fato de que do volume transportado por ferrovias, a

maior parte se refere a um único produto, minério de ferro, em grande parte destinado a

exportação que, se excluído do total transportado no país, aumenta ainda mais a

participação do transporte rodoviário na vida brasileira.

2

Tabela 1.1 – Quantidade Transportada por Modalidade

Quantidade Transportada (toneladas) - 2007

Rodoviário

Modal

Transportadoras Outras Cargas

Ferroviário Aquaviário Aeroviário Total

Total 584.111.894 553.071.440 465.465.851 450.860.049 1.318.614 2.054.827.828

% 55,3% 22,7% 21,9% 0,06% 100,0%

Fonte: ANTT

Tabela 1.2 – Matriz do Transporte de Cargas

Matriz do Transporte de Cargas - 2007

Modal Milhões (TKU) Participação (%)

Rodoviário 485.625 61,1

Ferroviário 164.809 20,7

Aquaviário 108.000 13,6

Dutoviário 33.300 4,2

Aéreo 3.169 0,4

Total 794.903 100,0

Fonte: CNT

A malha rodoviária brasileira apresenta, segundo dados do DNIT referentes ao ano de

2006, uma extensão de 1.603.131 quilômetros, sendo 196.280 quilômetros

pavimentados. É uma extensão pequena se comparada a países de dimensões

semelhantes, ou até menores, que possuem uma rede implantada maior que a do Brasil.

A Tabela 1.3 apresenta os dados referentes à jurisdição e tipo de rodovias do país.

3

Tabela 1.3 – Malha Rodoviária por Jurisdição

Malha Rodoviária – Extensão em Km

Modal Pavimentada Não Pavimentada Total

Federal 58.152 14.857 73.009

Estadual Coincidente

17.016 7.146 24.162

Estadual 98.377 109.942 208.319

Municipal 22.735 1.274.906 1.297.641

Total 196.280 1.406.851 1.603.131

Malha Rodoviária Concessionada – extensão em Km 10.803

Administrada por Iniciativa Privada 9.739

Administrada por Operadoras 1.064

Fonte: PNV 2006 – DNIT

A confederação Nacional de Transportes – CNT realiza todos os anos uma pesquisa

para avaliar as condições da malha rodoviária nacional. No ano de 2007 foram

vistoriados 87.592 km dos quais 58.812 são federais e 28.780 estaduais. Do total

inspecionado, 76.756 km estão sob gestão pública e 10.836 km são administradas sob

regime de concessões.

Das rodovias pesquisadas, (Tabela 1.4) 26,1% estão em estado bom/ótimo e 73,9%

inserem-se no estado regular/ruim ou péssimo.

Tabela 1.4 – Estado Geral das Rodovias

Fonte: Pesquisa Rodoviária CNT - 2007

Estado Geral das Rodovias

Estado Geral Km Percentual

Ótimo 9.211 10,5

Bom 13.682 15,6

Regular 35.710 40,8

Ruim 19.397 22,1

Péssimo 9.592 11,0

Total 87.592 100,00

4

O estado do pavimento observado (Tabela 1.5) demonstra que das rodovias

inspecionadas, 45,5% estão em estado ótimo/bom e 54,5% apresentam estado

regular/ruim ou péssimo.

Tabela 1.5 – Estado do Pavimento

Fonte: Pesquisa Rodoviária CNT - 2007

A pesquisa da Confederação Nacional dos Transportes estimou também o montante de

recursos necessários (Tabela 1.6) para se recuperar as rodovias vistoriadas, de acordo

com os serviços a serem efetuados nas seguintes modalidades:

• Reconstrução (Trechos totalmente destruídos): Operações que necessitem de trabalhos

que englobem base, leito e subleito.

• Restauração (Trechos com buracos, ondulações e afundamentos, pavimentos ruim e

regular): Adição ou substituição total ou parcial de camadas estruturais em pontos

localizados, de forma que a estrutura resultante restabeleça as condições originais da

rodovia em termos de segurança e conforto

• Manutenção (Trechos desgastados, pavimento bom): Operações destinadas a manter as

rodovias em condições técnicas e operacionais favoráveis.

Estado do Pavimento

Estado Geral Km Percentual

Ótimo 34.132 39,0

Bom 5.683 6,5

Regular 31.384 35,8

Ruim 9.442 10,8

Péssimo 6.951 7,9

Total 87.592 100,00

5

Tabela 1.6 – Investimento Necessário

Fonte: Pesquisa Rodoviária CNT - 2007

No ano de 2007 o Governo Federal lançou o Programa de Aceleração do Crescimento –

PAC, com “objetivo de superar limites estruturais e ampliar a cobertura geográfica da

infra-estrutura de transportes”. Conforme consta no site do Ministério dos Transportes,

o PAC prevê para aplicação no período 2007-2010 um aporte de recursos de R$ 16,736

bilhões na área rodoviária como apresentado na Tabela 1.7.

Tabela 1.7 – Programa de Aceleração do Crescimento

Fonte: Ministério dos Transportes

Investimentos Necessários para Recuperação do Pavimento

Tipo de Serviço km Custo/km Total (R$)

( x 109 )

Reconstrução (trechos totalmente destruídos – pavimento

péssimo) 6.951 R$ 750.000,00 5,20

Restauração (trechos buracos, ondulações e afundamentos

– pav. ruim e regular) 40.826 R$ 420.000,00 17,10

Manutenção (trechos desgastados – pavimento bom) 5.683 R$ 190.000,00 1,02

Total 53.460 - 23,4

Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) – 2007/2010

Discriminação Valor R$

( x 109 )

Conservação de 52.000 km de Rodovias 1,7

Manutenção e Recuperação de Rodovias 8,0

Estudos e Projetos para 14.500 km de Rodovias 1,0

Controle de Peso – Implantação e Operação de 206 postos 0,666

Sistema de Segurança em Rodovias 1,1

Sinalização de 72.000 km de Rodovias 0,47

Concessões 3,8

Total 16,736

6

Como se observa haverá um grande investimento do poder público no setor rodoviário,

e este investimento obrigatoriamente ocasionará um salto na qualidade dos serviços,

principalmente no uso de tecnologias modernas, que já são utilizadas nos países

desenvolvidos, mas ainda não se tornaram rotina no Brasil em virtude dos baixos

investimentos no setor em épocas recentes.

Dentre essas tecnologias, destacamos o uso de asfalto modificado por polímeros. Com

o crescimento do país nos últimos anos, houve um incremento significativo do volume

de tráfego nas rodovias brasileiras e do peso por eixo, que aliado ao excesso de peso

devido à falta de controle, exige o uso de agentes que promovam a mudança de

propriedades dos asfaltos, de modo a se garantir a durabilidade dos serviços efetuados.

Conforme Negrão et al (2007), os polímeros mais utilizados no Brasil para modificação

de ligantes asfálticos voltados à pavimentação são: SBS (copolímero de estireno

butadieno), SBR (borracha de butadieno estireno), EVA (copolímero de etileno acetato

de vinila) e o RET (coluna de etileno com dois copolímeros acoplados).

O polímero RET que significa Terpolimero Elastomérico Reativo, é um modificador de

asfalto em uso há pouco tempo no Brasil, foi desenvolvido exclusivamente para ser

utilizado na melhoria de asfaltos e apresenta as seguintes características (Negrão et al,

2007):

• A adição ao asfalto é de fácil execução, não necessitando de equipamentos

sofisticados e nem de técnicos altamente especializados.

• Incorporação ao ligante é efetuada em tanques com pouca modificação em

relação aos tanques de armazenagem de asfalto e é executada na própria obra;

• O asfalto modificado por este polímero apresenta estabilidade, não exigindo

agitação constante durante o armazenamento;

• Propriedades viscoelásticas semelhantes aos dos outros polímeros utilizados na

modificação de asfaltos.

7

1.2 OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivos estudar o desempenho e a influência do teor de

polímero no concreto betuminoso usinado a quente confeccionado com cimento

asfáltico de petróleo modificado por polímero RET (Reactive Elastomeric Terpolymer).

Na realização do trabalho, foi efetuada a modificação do cimento asfáltico de petróleo

(CAP) usando teores de polímeros RET com os seguintes percentuais: 0,5%; 1,0%;

1,5% e 2,0%. Para efeito de comparação foi também usado um cimento asfáltico de

petróleo puro (sem polímero). A seguir confeccionou-se um projeto de concreto

betuminoso usinado a quente (CBUQ) utilizando a faixa C do DNIT. Com o teor ótimo

de asfalto, e utilizando os asfaltos modificados com as taxas acima descritas, procedeu-

se a aplicação das misturas betuminosas em trecho experimental da rodovia BR-

116/MG. As propriedades da mistura foram avaliadas através de ensaios de

Granulometria, Teor de Betume, Características Marshall, Resistência a Tração por

Compressão Diametral, Módulo de Resiliência e Fadiga.

Um parâmetro fundamental na modificação de asfaltos consiste na determinação da

quantidade do agente modificador a ser adicionado ao mesmo. Na adição de polímero

RET, há teores diversos sendo utilizados, não tendo sido ainda objeto de estudos a

determinação do melhor teor a ser usado em serviços de restauração de rodovias, e,

principalmente com dados colhidos em produção industrial . Um dos objetivos desta

pesquisa será verificar a influência do teor de polímero nos valores de Resistência a

Tração, Módulo de Resiliência, Fadiga e na redução da deflexão do pavimento,

parâmetros fundamentais na durabilidade de um segmento restaurado.

8

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho foi dividido em cinco capítulos que são apresentados resumidamente a

seguir:

Capítulo 1 - Insere o tema da dissertação na atualidade, apresenta os objetivos e a

estrutura do trabalho.

Capítulo 2 - Contém a revisão bibliográfica referente ao asfalto, sua química,

características e comportamento quando modificado por polímeros.

Capítulo 3 - Apresenta os materiais utilizados na execução do trabalho, assim como as

metodologias usadas nos ensaios de campo e laboratório.

Capítulo 4 - Estudo de Caso referente ao trecho experimental executado na rodovia

BR- 116/MG (Rodovia Rio - Bahia) e estudos em laboratório.

Capítulo 5 - Conclusões do Trabalho, extraídas de análise dos resultados obtidos em

laboratório e campo, e feitas sugestões para futuras pesquisas versando sobre o assunto.

9

CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 INTRODUÇÃO

Os materiais betuminosos são, por definição, misturas complexas de hidrocarbonetos

não voláteis, solúveis em bissulfeto de carbono (CS2), de elevada massa molecular com

propriedades aglutinantes. São o resíduo da destilação a vácuo do petróleo. Segundo

Pinto (2003), a palavra asfalto se originou do termo Acádio “Asphaltu” ou “Sphallo”

que significa esparramar. Posteriormente, devido à sua utilização como material

aglutinante, passou a significar firme, estável, seguro.

Registros arqueológicos demonstram que os asfaltos são um dos materiais mais antigos

utilizados em obras de engenharia. Suas propriedades adesivas e impermeabilizantes são

conhecidas desde os tempos antigos. De acordo com Senço, (1997), o betume, em sua

forma natural, era usado na construção de navios na Suméria 6.000 a.C.; na Índia, os

reservatórios de água e as salas de banhos públicas eram impermeabilizados com

asfalto. No ano 3.000 a.C. (camada de 2 cm de cimento asfáltico entre camadas de

tijolos queimados); no Egito em 2.600 a.C. na mumificação e como impermeabilizante

na construção de edificações.

Senço (1997), apresenta o histórico do uso de asfaltos naturais provenientes de jazidas

como material de pavimentação. Segundo o autor, os primeiros registros datam de 1802,

pelos franceses. Posteriormente os americanos, em 1838, e os ingleses, em 1869,

executaram pavimentações de ruas e pátios. Os americanos começaram a utilizar o

asfalto como material de pavimentação rodoviária em 1870, utilizando uma mistura

fina, o “sheet asphalt”, também com asfalto natural.

Segundo o mesmo autor, a produção de asfalto no Brasil teve início em 1944, na

refinaria Ipiranga (Rio Grande, RS) , tendo sido utilizado petróleo geralmente vindo da

10

Venezuela. O asfalto utilizado nas obras de pavimentação até esta data, era importado

de Trinidad, e transportado em tambores de cerca de 200 litros. A partir daí, o uso de

asfalto na construção de estradas é crescente e está presente em mais de 97% das

rodovias pavimentadas no Brasil. Leite (1999), relata que a produção anual de asfaltos

pela Petrobrás era, à época, de cerca de 2 milhões de toneladas, sendo 60% a partir de

petróleos nacionais, 20% de petróleos venezuelanos e os 20% restantes de petróleos

argentinos e árabes. Dados divulgados pela Petrobrás informam que foram

comercializadas 2.168.922 toneladas de asfalto em 2008, superando em 27,25% a

produção de 2007.

11

2.2 ASFALTO

2.2.1 Definições

Conforme Paranhos (1982), os asfaltos de petróleo são em sua maioria, suspensões

coloidais em que a fase dispersa se compõe de hidrocarbonetos de alto peso molecular,

denominados de asfaltenos contendo em sua superfície resinas aromáticas que

apresentam polaridade, que as mantém em suspensão em uma fase de hidrocarbonetos

de menor peso molecular, que formam um meio oleoso, denominado malteno.

Os hidrocarbonetos constituem cerca de 90 a 95% dos cimentos asfálticos de petróleo.

Os outros 5 a 10% de sua composição química são formados por heteroátomos -

oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais, como vanádio, níquel e ferro, combinados

através de ligações covalentes (Leite, 1999).

Os asfaltos podem ser obtidos de duas maneiras: Retirados diretamente da natureza

(asfalto natural) ou extraídos de petróleo através de processos físicos ou químicos

(asfalto de petróleo) (Pinto, 2003).

No asfalto natural o mesmo se apresenta na forma de lagos de asfalto, onde o petróleo

surge à superfície da terra e a natureza através do vento e raios solares, se encarrega de

destilá-lo naturalmente, evaporando os gases e óleos leves, ficando um resíduo duro,

que é o asfalto. As maiores jazidas estão na ilha de Trinidad e na Venezuela. Além de

lagos, o asfalto natural pode ser encontrado em rochas tais como arenitos, xistos e

calcáreos asfálticos, que são rochas de grande porosidade que são preenchidas

naturalmente por asfalto.

A outra maneira de se obter o asfalto é através da destilação do petróleo crú, que será

apresentada em maiores detalhes no item 2.2.2.

Bernucci et al (2008), conceituam o betume, asfalto e alcatrão da seguinte maneira:

12

Betume: É uma mistura de hidrocarbonetos pesados, completamente solúveis no

bissulfeto de carbono (CS2);

Asfalto: Mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou por

destilação, que tem como componente principal o betume, podendo conter pequenas

frações de outros materiais, como oxigênio, nitrogênio e enxofre.

Alcatrão: Designação genérica de um produto que contém hidrocarbonetos, obtidos

através da queima ou destilação destrutiva do carvão, madeira, etc.

Leite (1999), ressalta que, em função das altas concentrações de compostos aromáticos

polinucleares emitidos durante a aplicação do alcatrão, houve restrição ao seu uso na

Europa e nos EUA, por causa do poder cancerígeno destas substâncias. No Brasil, o

alcatrão praticamente não é mais utilizado como material de pavimentação.

2.2.2 Obtenção

O petróleo é composto por uma mistura complexa de hidrocarbonetos que se vaporizam

em diferentes temperaturas, apresentando ainda, pequenas quantidades de compostos

orgânicos oxigenados, nitrogenados, sulfurados organo metálicos, água, sais, minerais e

areia, que são tidos como elementos estranhos. O rendimento do petróleo em termos de

asfalto é condicionado ao tipo de petróleo cru a ser refinado.

Segundo Guarçoni (1996), os processos de refinamento do petróleo, para obtenção de

cimento asfáltico de petróleo (CAP), também dependem do tipo de cru e do seu

rendimento em asfalto. Assim teremos:

• Petróleos com alto rendimento em asfalto (cru de base naftênica), basta o estágio

de destilação a vácuo no processo de refinamento (Figura 2.1).

• Petróleos com rendimento médio em asfaltos (cru de base intermediário) é

necessário a destilação em dois estágios, um à pressão atmosférica e o outro a

13

vácuo (Figura 2.2). Este processo produz resíduos asfálticos mais duros, tendo

necessidade de se proceder a uma correção nas características dos CAP, que é

feito com a adição de diluentes ao resíduo. Este ajuste pode ser feito na própria

torre de vácuo.

• Petróleo com baixo rendimento em asfalto (petróleos leves), além da destilação à

pressão atmosférica e a vácuo, deverá ser executada a desasfaltação a propano

(extração com propano/butano), conforme Figura 2.3. O objetivo deste processo é

eliminar a necessidade de se trabalhar a temperaturas elevadas.

Figura 2.1 – Esquema simplificado de produção de asfalto (Guarçoni, 1996)

14

REFINAÇÃO DE PETRÓLEOS MÉDIOS • Médio Rendimento de asfalto • Destilação atmosférica e a vácuo

Figura 2.2 – Esquema simplificado da produção de asfalto. Dois estágios de destilação (Guarçoni, 1996)

15

REFINAÇÃO DE PETRÓLEOS LEVES

• Baixo Rendimento de asfalto • Destilação em três estágios: atmosférica, a vácuo e desasfaltação a propano.

Figura 2.3 - Destilação em três estágios

16

Na Figura 2.4 é mostrado um esquema simplificado da produção de asfalto.

Figura 2.4 – Rotas de produção de CAP (Guarçoni, 1996)

17

2.2.3 Fracionamento Químico Do Asfalto

Como vimos anteriormente, o asfalto apresenta composição química complexa, pois

depende da natureza do petróleo e do processo de refino utilizado na sua produção.

Segundo Souza et al., apud Magalhães (2004), a composição do petróleo apresenta as

seguintes frações

C1 e C2 – gás natural;

C3 e C4 – gás liquefeito de petróleo (GLP);

C4 a C10 – nafta (solventes e gasolina);

C11 a C12 – querosene;

C13 a C18 – óleo diesel;

C18 a C25 – gasóleo e óleo combustível;

C25 a C38 – óleos lubrificantes

> C38 – asfalto.

Onde C representa o elemento Carbono e o índice n representa o número de carbonos

presentes na cadeia carbônica.

Devido ao grande número de componentes químicos presentes no asfalto, uma

metodologia capaz de promover a separação individual de cada um destes compostos

parece inviável. Várias pesquisas foram desenvolvidas a fim de se obter metodologias

de fracionamento químico baseados no princípio da solubilidade, relatividade química e

adsorção, com o intuito de separar conjuntos de substâncias com características

semelhantes.

Os métodos de fracionamento do asfalto utilizam uma propriedade fundamental dos

colóides, que é a sua desestabilização através da destruição da camada de proteção das

micelas, fazendo-as se associarem e precipitarem pela ação da gravidade. Uma vez com

a fase micelar, que são os asfaltenos separada, a fase intermicelar que são os maltenos

se solubiliza no solvente usado, e é fracionada em subgrupos por diferença de

reatividade química ou por cromatografia (Leite, 1990).

18

Pelo exposto, o princípio da solubilidade em naftas (heptana ou pentana) divide o

asfalto em duas frações: as insolúveis – que são os asfaltenos, e as solúveis – os

maltenos.

Os asfaltenos são hidrocarbonetos de peso molecular elevado, contendo maior teor de

heteroátomos (N, S, O, Ni, Fe) e quando isolado, tem a forma sólida quebradiça, preto,

de alta viscosidade e quimicamente semelhante às resinas. São tidos como os

componentes que mais influem no comportamento reológico dos CAP. Por serem

insolúveis em naftas, separam-se primeiro, por precipitação, com a adição de solventes

desta natureza, como o n-heptano.

Os maltenos ou petrolenos, são hidrocarbonetos de menor peso molecular, possuem

aspecto oleoso, e podem ser separados em outras frações, como as resinas, óleos

saturados e óleos aromáticos. Tem viscosidade menor que os asfaltenos e são sujeitos à

oxidação (Leite, 1990).

O asfalto tem peso molecular entre 300 e 2000, e suas moléculas contêm de 38 a 150

átomos de carbono.

São usados quatro métodos de análise por separação em frações do asfalto, que se

diferenciam em função do procedimento usado (Guarçoni, 1996):

• Fracionamento por solvente;

• Precipitação Química;

• Técnicas Cromatográficas;

• Procedimento com Sílica Gel e Arrapulgus;

• Procedimento com Alumina;

• Cromatografia por Exclusão de Tamanho.

A seguir, são apresentados os métodos acima descritos.

19

a) Fracionamento por solvente

Utiliza duas etapas de solvente, conforme a Figura 2.5.

Na 1ª etapa, o asfalteno é separado por adição de n-butanol.

Na 2ª etapa, elimina-se o n-butanol por evaporação e o óleo é fracionado por acetona,

que após dissolver o malteno, é resfriada, promovendo assim a precipitação dos

saturados (parafinas), separando-os da fração solúvel composta por cíclicos (aromáticos

e resinas).

Este método fraciona o CAP em:

• Asfaltenos

• Cíclicos (resinas e aromáticos)

• Saturados (Parafinas)

Figura 2.5 – Esquema de fracionamento por solvente (Guarçoni, 1996)

20

b) Precipitação Química

Método Rostler Stenberg (ASTM D-2006) Baseia-se na separação dos asfaltenos através de sua insolubilização em n-pentano, e posterior separação seletiva das frações maltênicas com ácido sulfúrico de densidades crescentes. A 1ª etapa separa a fase micelar de um colóide liófilo (cujas micelas formam ligações

com as moléculas da fase dispersora), pela solubilização da fase dispersante e dos

peptizantes ou solventes em solvente que não dissolva as micelas.

A 2ª etapa separa as frações maltênicas por diferença de reatividade química com

determinado reagente em função da sua concentração.

Nessa metodologia o asfalto é separado em cinco frações:

• Insolúveis em n-pentano - “A” - Asfaltenos

N – Moléculas nitrogenadas

• Solúveis em n-pentano A1 – Acidafinas I

(maltenos) A2 – Acidafinas II

P – Hidrocarbonetos saturados ou parafinas

Com a obtenção dos parâmetros A, N, AI, A2 e P, Rostler definiu correlações que

apontam para um perfeito equilíbrio das frações asfaltênica e maltênica.

P

N Equação 2.1 avalia o parâmetro de qualidade do asfalto.

PA

AN

+

+

2

1 Equação 2.2 avalia o parâmetro de durabilidade do asfalto

Para que determinado tipo de asfalto possa ser utilizado para fins rodoviário, devem ser

satisfeitas as seguintes condições:

P

N › 0,5 Equação 2.3 e

21

PA

AN

+

+

2

1 = 0,6 a 1,4 Equação 2.4

Segundo Paranhos (1982), foi introduzido mais um parâmetro de durabilidade para

avaliar os asfaltos de uso rodoviário.

8,121=

+

++

PA

AAN a 2,5 Equação 2.5

Na Figura 2.6 está apresentado esquematicamente o método acima descrito.

Figura 2.6 – Esquema de fracionamento por precipitação química (Guarçoni, 1996).

22

c) Técnicas Cromatográficas

Estas técnicas baseiam-se nos fenômenos de adsorção e dessorção combinados com a

separação da fase micelar (asfaltenos) por destruição da estabilidade do sistema, através

de extração com solvente.

c.1) Método da Sílica e Gel (ASTM D-2007)

Utiliza a insolubilização dos asfaltenos em n-pentano, e depois, pela separação dos

maltenos pela coluna cromatográfica.

Usa-se a sílica gel e a argila Attapulgus como fase estacionária adsorvente e solvente de

polaridade crescente, como fase móvel.

Nesta metodologia, o asfalto é separado em quatro frações:

Insolúveis em n-pentano – Asfaltenos

Resinas ou compostos polares

Solúveis em n-pentano Compostos aromáticos

(maltenos) Saturados

Este método é apresentado esquematicamente na Figura 2.7.

Figura 2.7 – Esquema de fracionamento pelo Método da Sílica Gel (Guarçoni, 1996)

23

c.2) Método de Corbert (ASTM D-4124)

Também conhecido por fracionamento SARA (Fracionamento químico em saturados,

aromáticos, resinas e asfaltenos).

De acordo com Leite, (1999), a separação de asfaltenos por n-heptano é seguida de

adsorção dos maltenos em alumina e subseqüente dessorção com solventes de

polaridade crescente, separando em saturados, nafteno-aromáticos e polar-aromáticos.

Nesta metodologia o asfalto é separado em quatro frações:

Insolúvel em n-heptano – Asfaltenos

Saturados

Solúveis em n-heptano Aromáticos naftênicos (maltenos) Aromáticos polares

A Figura 2.8 apresenta o esquema de fracionamento utilizado neste método

Figura 2.8 – Esquema de fracionamento pelo método de Corbert (Guarçoni, 1996).

24

c) Cromatografia por Exclusão de Tamanho

Método da Permeação em Gel (G.P.C) ASTM D 3953

O método fundamenta-se na separação dos constituintes dos CAP diluídos em solvente,

por tamanho – pequenas moléculas movem-se lentamente, entrando no meio poroso da

coluna, ao passo que estruturas maiores não conseguem penetrar, passando rapidamente

pela coluna (Leite, 1999).

A distribuição de tamanho dos constituintes pode ser avaliada através do cromatograma

resultante, começando pelos maiores e finalizando pelos menores. Efetua-se a

comparação dos CAP pelos perfis cromatográficos, ou pela divisão da área dos

cromatogramas em três partes (Figura 2.9), denominadas alto, médio e baixo tamanhos

moleculares.

TEMPO DE RETENÇÃO

VOLUME DE ELUIÇÃO

Figura 2.9 – Cromatograma (Guarçoni, 1996).

É um método que utiliza equipamento sofisticado e importado; que exige pessoal

qualificado em cromatografia e fornece resultados confiáveis. Dos métodos

apresentados, é o que produz resultados mais rápidos, em apenas um dia de trabalho.

25

É utilizado na forma comparativa, pois não se tem padrões de CAP. O método pode

avaliar também evolução do envelhecimento do asfalto, pois comparativamente

acompanha o crescimento das moléculas. O rejuvenescimento do CAP na reciclagem,

também pode ser verificado, através da comparação de gráficos de CAP novos.

• Conclusão

Todos os procedimentos aqui descritos são baseados na solubilidade em n-alcanos

(separação química com ácido sulfúrico), adsorção cromatográfica (polaridade) e peso

molecular.

Existe uma grande importância na polaridade do asfalto, relacionada diretamente com a

presença de heteroátomos (nitrogênio, enxofre e oxigênio e anéis aromáticos

condensados). Como os solventes utilizados são n-pentano e n-heptano, para a

insolubilização dos asfaltenos, verificam-se que análises que utilizam diferentes

solventes podem conduzir a resultados diferentes, visto que o maior número de átomos

de carbono do n-heptano solubiliza maior número de componentes do asfalto e

apresenta menor teor de asfaltenos. Logo, pode-se concluir que é difícil uma

comparação das frações obtidas através de diferentes métodos. A Figura 2.10 apresenta

um quadro comparativo dos resultados utilizando as diversas metodologias.

Figura 2.10 – Quadro Comparativo dos Procedimentos de Fracionamento Asfáltico (Guarçoni,

1996)

26

2.2.4 Reologia

Pinto (1991), definiu a reologia dos materiais, genericamente, como o estudo da

deformabilidade dos materiais quando submetido à ação de um carregamento qualquer,

levando em consideração o tempo de aplicação do carregamento. No caso específico

dos materiais asfálticos, o efeito da temperatura tem grande relevância, pois trata-se de

materiais termo-sensíveis, ou seja, sua consistência varia com a mudança de

temperatura. Pode-se concluir que o comportamento elástico, viscoelástico e viscoso do

betume é função direta da temperatura e do tempo de aplicação do carregamento.

O cimento asfáltico, somente sob condições extremas, se comporta como um sólido

elástico (baixa temperatura e grande tempo de carregamento) ou como líquido viscoso

(alta temperatura e grande tempo de carregamento). A suscetibilidade à temperatura e

ao tempo de carregamento de um CAP é uma variável importante no desempenho de

pavimentos, devendo assim ser quantificada por ensaios reológicos (Oda, 2000).

Para caracterizar a dependência da sua deformabilidade da temperatura e do tempo de

aplicação de carga, foi introduzido o conceito do módulo de rigidez, conforme

demonstrado na Equação 2.6:

(S)t,T = (σ / Є)t,T Equação 2.6

Onde:

S = módulo de rigidez

σ = tensão de tração aplicada num tempo t

Є = deformação específica verificada a uma temperatura T

Segundo Pinto (1991), o módulo de rigidez é uma extensão do conceito do módulo de

Young adaptada para o estudo dos materiais viscoelásticos. O módulo de Young é uma

propriedade intrínseca dos materiais de comportamento elástico-linear. Já o módulo de

rigidez foi definido para caracterizar o comportamento reológico dos asfaltos, que

possuem elevada dependência da temperatura e do tempo de aplicação do carregamento.

27

O comportamento reológico pode ser resumido esquematicamente pela Figura 2.11,

segundo Van Der Poel et al., apud Pinto ( 1991):

Figura 2.11 – Módulo de rigidez ( S ) x Tempo de Carga ( t ), Temperatura ( T ) (Pinto,

1991)

Onde

n = coeficiente de viscosidade.

E= Módulo de elasticidade

Segundo Pinto (1991), mantendo-se constante uma certa temperatura T, pode-se

considerar:

• Se o tempo de aplicação da carga é muito pequeno, comportamento é elástico.

• Para tempo de aplicação da carga maior, o comportamento é dito viscoso.

• Para tempo de aplicação intermediário, o comportamento é viscoelástico.

Na prática da engenharia rodoviária interessa a zona de transição entre o

comportamento elástico e o viscoso, pois é o tempo de aplicação de carga que melhor se

assemelha àqueles encontrados nas rodovias pavimentadas (Pinto, 1991).

28

De acordo com Lu et al, apud Negrão (2006), para baixas temperaturas e/ou em altas

freqüências de carregamento, o asfalto apresenta um comportamento de um sólido

elástico. Com a elevação da temperatura e/ou quando a freqüência de carregamento é

reduzida, o comportamento viscoso do asfalto prevalece. Para condições de

temperaturas suficientemente altas e/ou em longo tempo de aplicação de cargas, o

asfalto apresenta as características de um líquido Newtoniano e pode ser relatado por

um valor de viscosidade, qualquer que seja a freqüência de carregamento.

Ainda segundo os autores, as propriedades reológicas dos asfaltos exercem grande

influência no desempenho das misturas asfálticas tanto na fase de sua preparação

(mistura e compactação) quanto na fase de serviço. Estas propriedades são regidas pelas

interações moleculares (forças moleculares), as quais são função da composição

química. Em principio, as propriedades reológicas podem ser alteradas a fim de se obter

um comportamento desejado para o asfalto, seja através de mudanças na sua

composição química por meio de reações químicas ou através da incorporação de

aditivos, tais como os polímeros.

O Programa Estratégico de Pesquisa Rodoviária - SHRP (“Strategic Highway Research

Program”) foi estabelecido em 1987, nos Estados Unidos, com o foco principal na

proposição de uma nova sistemática de especificações de materiais asfálticos. O

Superpave “Superior Performance Asphalt Pavements” (Pavimentos Asfálticos de

Desempenho Superior) foi um dos produtos finais do programa SHRP e concebido para

auxiliar na seleção de materiais e projeto de misturas (Marques, 2004).

De acordo com Bernucci et al (2008), as especificações do Superpave para ligantes

asfálticos (Tabela 2.1) são calcadas em ensaios reológicos e seus parâmetros

estabelecem a relação entre as propriedades do ligante e o desempenho das misturas

asfálticas em serviço. São utilizados para esse fim os seguintes equipamentos:

• reômetro de cisalhamento dinâmico – DSR (ASTM D 7175/2004)

• viscosímetro rotacional – RV (ASTM D 4402/2002)

29

• reômetro de fluência em viga – BBR (ASTM D 6648/2001)

• prensa de tração direta – DDT (ASTM D 6723/2002)

• estufa de película delgada rotacional – RTFOT (ASTM 2872/1997)

• vaso de pressão de envelhecimento – PAV (ASTM 6521/2000)

Tabela 2.1 – Parte da especificação SHRP ou SUPERPAVE de ligantes asfálticos tipo CAP (ASTM

63 + 73/1999) (Bernucci et al, 2008).

Grau de desempenho PG 64

-10 -16 -22

PG 70

-10 -16 -22

PG 76

-10 -16 -22

PG 82

-10 -16 -22

Ensaio

Ligante original

Viscosidade Brookfield (Max. 3.000cP), ºC

135

Ponto de fulgor, ºC 230

Cisalhamento dinâmico: 10 rad/s, G*sem δ (mín. 1,0 kPa), ºC

64 70 76 82

Após o RTFOT

Variação em massa, % < 1 < 1 < 1 < 1

Cisalhamento dinâmico: 10 rad/s, G*sem δ (mín. 2,2 kPa), ºC

64 70 76 82

Após o RTFOT/PAV

Cisalhamento dinâmico: 10 rad/s, G*sem δ (mín. 5,0 kPa), ºC

31 28 25 34 31 28 37 34 31 40 37 34

Fluência (BBR) @ 60 s, º C Coef. Angular, m (mín 0,3)

Módulo rigidez, S (máx. 300 MPa)

0 -6 -12 0 -6 -12 0 -6 -12 0 -6 -12

Alongamento na ruptura, ºC mín. 1,0% @ 1,0 mm/min.

0 -6 -12 0 -6 -12 0 -6 -12 0 -6 -12

• Reômetro de cisalhamento dinâmico - DSR (Dynamical Shear Rheometer)

O reômetro de cisalhamento dinâmico é utilizado para caracterizar as propriedades

viscoelásticas de ligantes asfálticos virgens ou envelhecidos, através da medida do

módulo de cisalhamento complexo (G*) e de ângulo de fase (δ). O G* indica a

30

resistência do ligante asfáltico ao acúmulo de deformação permanente sob as cargas do

tráfego (tensões repetidas de cisalhamento). O δ, definido como o intervalo de tempo

entre a aplicação da tensão cisalhante e a deformação cisalhante resultante, é um

indicador das parcelas de deformações recuperáveis e não recuperáveis ou permanentes

(Patriota, 2004).

O modulo complexo e o ângulo de fase podem ser definidos como:

G* = τ máx / γ máx Equação 2.7

δ = ω. (∆t) Equação 2.8

Onde:

G* = modulo complexo de cisalhamento, Pa;

τ máx = máxima tensão de cisalhamento aplicada, Pa;

γ máx = máxima deformação devido à tensão de cisalhamento aplicada;

δ = ângulo de fase;

ω = freqüência angular, Hz;

∆t = tempo de defasagem, s.

A Figura 2.13 mostra de forma esquemática os valores de G* e δ medidos no ensaio

DSR, como resposta a uma deformação cisalhante da amostra em torque constante. O

modo de aplicação das tensões ou deformações cisalhantes está representada

esquematicamente na Figura 2.12 A resposta à deformação cisalhante da amostra de

ligante está defasada em relação à tensão aplicada por certo intervalo de tempo ∆t. Esta

defasagem representa o atraso na deformação obtida. A fase em atraso é expressa em

medida angular. Multiplicando-se o tempo de atraso (∆t) pela freqüência angular (ω),

obtém-se o ângulo de fase (δ). A Figura 2.14 apresenta um exemplo de ângulo de fase.

Para materiais completamente elásticos δ é igual a 0º, isto é, não há atraso entre a

tensão cisalhante aplicada e a deformação cisalhante obtida. Ressalta-se que os

materiais perfeitamente elásticos não apresentam deformações residuais (permanentes).

Logo, é coerente a obtenção de δ igual a 0° para materiais desta natureza. Para materiais

31

totalmente viscosos, a deformação obtida está completamente defasada e δ vale 90º.

Materiais viscoelásticos, tais como ligantes asfálticos, possuem ângulo de fase variando

entre 0º e 90º (função direta da temperatura), caracterizando um comportamento

intermediário entre o material perfeitamente elástico e o puramente viscoso.

A especificação de ligante SHRP usa o parâmetro G*/sen δ para controle da rigidez a

temperaturas altas (›46ºC) e G*sen δ para o controle em temperaturas intermediárias

(entre 7ºC e 34ºC) . Controlando a rigidez a altas temperaturas, a especificação assegura

que o asfalto forneça resistência ao cisalhamento global em termos de elasticidade da

mistura a altas temperaturas. De forma análoga, ao controlar a rigidez a temperaturas

intermediárias a especificação assegura que o ligante não contribuirá para o trincamento

por fadiga (Bernucci et al, 2008).

Figura 2.12 - Esquema de aplicação da tensão na amostra de asfalto (Bernucci et al, 2008) τmáx

Tensão de Tempo Módulo complexo cisalhamento de cisalhamento aplicada

G* = Tmáx

∆t

δ = ω (∆t) Y máx

Deformação Freqüência angular cisalhante Tempo Ângulo de fase resultante

Figura 2.13 – Defasagem entre tensão e deformação (Bernucci et al, 2008).

32

Parte Viscosa δ1

δ2

Parte Elástica

Figura 2.14 – Exemplos de resultados do ângulo de fase de dois asfaltos diferentes (Bernucci, 2008) • Reômetro de fluência em viga – BBR (Bending Beam Rheometer)

Segundo Leite (1999), o reômetro de fluência em viga é usado na determinação e

caracterização da rigidez do ligante quando submetidos a baixas temperaturas. Os

parâmetros do ensaio são a rigidez estática (S) e o logaritmo do módulo de relaxação

(m). Estas propriedades são definidas a partir da resposta ao carregamento estático

(creep) sobre uma vigota de ligante a baixas temperaturas (-36°C < T < 0°).

Sabendo-se do valor da carga aplicada sobre a vigota e medindo-se a deflexão

correspondente, a rigidez estática pode ser determinada através dos conceitos da

mecânica. A especificação de ligante limita os valores de “S” e “m” em função do clima

do local onde o ligante será aplicado.

Ligantes com altos valores de m, são mais eficientes no que se refere à dissipação das

tensões formadas durante a contração do ligante, provocada por quedas abruptas da

temperatura, minimizando a formação de trincas e fissuras.

O módulo de rigidez (S) e o parâmetro de relaxação (m), a baixa temperatura, são

obtidos através das seguintes expressões (Bernucci et al, 2008):

S = σ/ Є Equação 2.9

m = coeficiente angular a 60s (S x t)

Onde:

S = modulo de rigidez (MPa)

σ = tensão aplicada (mN);

Є = deformação resultante;

33

m = parâmetro de relaxação (MPa);

t = 60s.

Quanto menor o valor da rigidez S, maior será a resistência ao trincamento, por isso se

limita o valor máximo para S. Conforme m diminui, há um alívio das tensões térmicas

na mistura asfáltica, sendo esse o motivo de se ter um valor mínimo requerido para m

(Bernucci et al, 2008). A Figura 2.15 apresenta esquematicamente o carregamento e os

deslocamentos medidos.

Segundo Vanelstraete e Teugels (2003), apud Magalhães (2004), o ensaio com o

reômetro de fluência em viga (BBR) é apropriado para a previsão do comportamento a

baixas temperaturas tanto para ligantes puros quanto para modificados por polímeros. A

máxima temperatura resultante de S(60s)=300MPa ou m(60s)=0,3 pode ser usado como

um indicador de desempenho adequado para este defeito.

Devido ao conceito de superposição tempo-temperatura, o teste é feito em 60 segundos,

em vez de duas horas, à temperatura 10ºC inferior à reportada. O parâmetro S é função

da carga, distância entre suportes, dimensões da viga, e deflexão no tempo 60 segundos,

m = log S (t)/log t Equação 2.10.

Reômetro de viga BBR e esquema de ensaio

Carregamento constante (creep)

Deflexão

Carga Deflexão

Tempo Tempo

Figura 2.15 - Representação esquemática do carregamento e deslocamento medidos (Bernucci et al, 2008)

34

• Vaso de envelhecimento sob pressão - PAV “Pressure Aging Vessel”

Consiste em um equipamento que simula o endurecimento oxidativo que ocorre no

ligante ao longo da vida útil do pavimento em serviço (cerca de 10 anos). . Em uma

etapa anterior, as amostras são submetidas ao envelhecimento RTFOT que simula o

envelhecimento do ligante que ocorre durante a usinagem e compactação da mistura,

para depois serem ensaiadas no vaso de envelhecimento sob pressão (pressure aging

vessel – PAV). As amostras são dispostas em placas rasas de aço inox e envelhecidas

num vaso por 20 horas a 2,1 MPa de pressão de ar. A temperatura de envelhecimento é

selecionada de acordo com o tipo de CAP. Após a simulação do envelhecimento, a

amostra é colocada numa estufa à vácuo para desaerar (Bernucci et al, 2008). O CAP

envelhecido por esse método é a seguir testado no DSR, BBR e DTT para estudo do

efeito do envelhecimento de longo prazo nos ligantes asfálticos. A Figura 2.16 mostra o

desenho dos equipamentos utilizados no ensaio.

Figura 2.16 - Desenho esquemático dos equipamentos

• Ensaio de tração direta (DTT) ”Direction Tension Test”

Segundos Marques (2004), este teste é utilizado em ligantes (principalmente os

modificados pela adição de polímeros) que apresentam valores de rigidez acima do

desejado (medida pelo BBR), mas que poderão ser utilizados desde que possuam

ductilidade a baixas temperaturas.

35

Uma amostra de ligante é moldada à baixa temperatura (+6ºC a -36ºC) no formato de

gravata esticada, medindo-se a tensão de deformação na ruptura (fratura), objetivo deste

ensaio.

De modo semelhante ao BBR, o atendimento aos critérios do ensaio DTT assegura que

a ruptura do ligante, à baixa temperatura, seja minimizada (Bernucci et al, 2008).

• Viscosímetro rotacional – RTV (Rotacional Viscometer)

Caracteriza a rigidez do asfalto a 135ºC, temperatura onde se espera que o ligante tenha

o comportamento de um fluido viscoso. É um viscosímetro rotacional de cilindros

coaxiais, que mede a viscosidade através do torque necessário para rodar um spindle

imerso na amostra de asfalto quente à velocidade constante (Figura 2.17). Em geral,

espera-se que o ligante tenha uma viscosidade inferior a 3,5 Pa.s (3500 cP) a 135ºC,

garantindo que o ligante possa ser bombeado e produza bom envolvimento nos

agregados (Leite, 1999 apud Negrão, 2006).

Figura 2.17 – Viscosímetro rotacional (Leite, 1999)

36

Conforme Desmazes et al (2006), apud Negrão (2006), existem estudos que

realacionam o parâmetro G*/sen δ à resistência à deformação permanente de misturas

asfalticas a altas temperaturas. Estes estudos não se aplicam aos ligantes modificados

por SBS, que podem ter seu desempenho ao afundamento subestimados por este

parâmetro. Ressalta-se que a resistência à deformação permanente de uma determinada

mistura é função também da composição da mesma, e não só do tipo e do volume de

ligante utilizado. O esqueleto granular e a interação ligante/agregado têm papel

fundamental na determinação da resistência à deformação permanente da mistura

(Vanelstraete & Teugels, 2003 apud Negrão, 2006).

Ainda segundo Negrão (2006), há diversas pesquisas em andamento que estão

analisando outros critérios para especificar a resistência à deformação permanente e cita

como exemplo, a deformação acumulada e a viscosidade de cisalhamento zero, obtidas

a partir de ensaios de creep estático ou ensaios de compressão axial de carga repetida.

2.2.5 Tipos de asfaltos

Segundo DNER (1996), os materiais betuminosos que são comumente empregados em

serviços de pavimentação são os seguintes:

a) Cimentos asfálticos de petróleo (CAP);

b) Asfaltos diluídos;

c) Asfaltos emulsionados;

d) Asfaltos oxidados ou soprados;

e) Agentes rejuvenescedores;

f) Asfaltos modificados.

37

a) Cimentos asfálticos de petróleo (CAP)

O CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo) pode ser definido como asfalto que possui

propriedades (principalmente viscosidade, rigidez, consistência) adequadas para o uso

na construção de pavimento, tendo uma penetração a 25°C entre 5 e 300 décimos de

milímetro sob uma carga de 100 gramas, aplicada durante 5 segundos.

De acordo com Castro (2003), o CAP é um material complexo e que apresenta um

comportamento viscoso, caracterizado pela redução da rigidez para longos períodos de

aplicação de carga, e susceptibilidade térmica, caracterizada pela alteração de

propriedades em função da temperatura.

O cimento asfáltico pode ser considerado um material viscoelastoplástico. Em altas

temperaturas (acima de 100ºC) o material, ao ser carregado se deforma e não retorna ao

estado original quando cessada a solicitação, caracterizando um comportamento

plástico. Para baixas temperaturas (abaixo de 0ºC) comporta-se como um fluído

viscoso, assumindo comportamento elástico, deformando-se com a ação de uma carga,

mas voltando às suas dimensões originais cessado o carregamento (Specht, 2004).

Até julho /2005, os cimentos asfálticos de petróleos eram classificados da seguinte

maneira:

• por viscosidade absoluta: CAP-7, CAP-20 e CAP-40, sendo o número referente

ao início da faixa de viscosidade da classe.

• por penetração: CAP 30-45, CAP 50-60, CAP 85-100 e CAP 150-200, sendo os

números a faixa de penetração obtida no ensaio.

Em agosto de 2005, a classificação passou a ser por penetração e outros ensaios,

conforme consta na Tabela 2.2.

38

Tabela 2.2– Especificações dos Cimentos Asfálticos de Petróleo (CAP) – Classificação por

penetração (DNIT 095/2006 – EM)

Limites Métodos

Característica Unidade

CAP´30-45 CAP 50-70 CAP 85-100 CAP 150-200 ABNT ASTM

Penetração (100 g., 5s, 25ºC) 0,1mm 30 a 45 50 a 70 85 a 100 150 a 20 NBR 6576 D 5

Ponto de amolecimento, min.

ºC 52 46 43 37 NBR 6560 D 36

Viscosidade Saybolt-Furol

A 135ºC, min. 192 141 110 80

A 150ºc, min. 90 50 43 36

A 177º C

S

40 a 150 30 a 150 15 a 60 15 a 60

NBR 14950 E 102

Viscosidade Brookfield

A 135ºC, min. SP 21, 20 rpm, min.

374 274 214 155

a 150ºC, min. 203 112 97 81

A 177ºC, SP 21

cP

76 a 285 57 a 285 28 a 114 28 a 114

NBR 15184

D 4402

Índice de Sucetibilidade Térmica

(-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) (-1,5) a (+0,7) - -

Ponto de fulgor, min

ºC 235 235 235 235 NBR 11341 D 92

Solubilidade em tricloroetileno, min.

% massa 99,5 99,5 99,5 99,5 NBR 14855 D 2042

Dutilidade a 25ºC, min.

cm 60 60 100 100 NBR 6293 D 113

Efeito do calor e do ar a 163ºC por 85 minutos

Variação em massa, max.

% massa 0,5 0,5 0,5 0,5 D 2872

Dutilidade a 25ºC, min.

cm 10 20 50 50 NBR 6293 D 113

Aumento do ponto de amolecimento, máx.

ºC 8 8 8 8 NBR 6560 D 36

Penetração retida, mín. (*)

% 60 55 55 50 NBR 6576 D 5

39

O transporte, acondicionamento e manuseio do CAP exigem dos produtores,

importadores e distribuidores cuidados no sentido de assegurar que a temperatura do

produto não ultrapasse 177ºC e que não seja inferior a 40ºC. Além disso, o produto não

deve espumar quando aquecido até 177ºC, denotando presença de água.

b) Asfaltos diluídos

Os asfaltos diluídos ou “cut-backs” são diluições de cimentos asfálticos em solventes

derivados do petróleo de volatilidade adequada. São utilizados quando deseja-se

eliminar o aquecimento do ligante ou utilizá-lo moderadamente, reduzindo a sua

viscosidade, permitindo assim que a sua aplicação seja feita em temperatura ambiente.

Os diluentes proporcionam produtos menos viscosos e devem evaporar completamente

deixando como resíduo o CAP, que então desenvolverá as propriedades cimentícias. Ao

fenômeno de evaporação do diluente chama-se cura. De acordo com o tempo de cura, os

asfaltos diluídos são classificados em três categorias:

Cura Rápida (CR): Asfalto diluído composto de cimento asfáltico e um solvente de alta

volatilidade do tipo nafta ou gasolina. São utilizados principalmente nos serviços de

pintura de ligação, tratamentos superficiais de penetração invertida, pré-misturados a

frio e areias-asfalto a frio (CR-250 e CR-800).

Cura Média (CM): Asfalto diluído composto de cimento asfáltico e um solvente de

média volatilidade, como o querosene. Os asfaltos diluídos de cura média são utilizados

nos serviços de imprimação, areias-asfalto a frio e nos “road-mix” (misturas em estrada,

CM-250 e CM-800).

Cura Lenta (CL): Asfalto diluído composto de cimento asfáltico e óleos de baixa

volatilidade.

A Agência Nacional do Petróleo (ANP) classifica os asfaltos diluídos em quatro classes

distintas: CR-70, CR-250, CM-30 e CM-70. A especificação para os referidos produtos

é apresentada na Tabela 2.3.

40

Tabela 2.3 – Especificação brasileira de asfalto diluído (ANP-2007)

Métodos Tipos Características

ABNT/NBR ASTM CR-70 CR-250 CM-30 CM-70

No Asfalto Diluído

Viscosidade cinemática, cSt, 60ºC 14756 D 2170 70-140 250-500 30-60 70-140

Viscosidade Saybolt,-Furol, s

25ºC 75-150 -

50ºC

14950 D 88

60-120 - - 60-120

60ºC - 125-250 - 38

Ponto de fulgor (V.A. Tag) ºC, min.

5765 D 3143 - 27 38 38

Destilação até 360ºC, % volume total destilado, min.

% volume total destilado, min.

190٥C 10 - - -

225ºC 50 35 25 20

260ºC 70 60 40-70 20-60

316ºC

14856 D 402

85 80 75-93 65-90

Resíduo, 360ºC, % volume, min. 55 65 50 55

Água, % volume, máx. 14236 D 95 0,2 0,2 0,2 0,2

No Resíduo da destilação

Viscosidade, 60ºC, P² 5847 D 2171 600-2400

600-2400 300-1200

300-1200

Betume, % massa, mín.² 14855 D 2042 99,0 99,0 99,0 99,0

Dutilidade, 25ºC, cm, min.¹ ² 6293 D 113 100 100 100 100

c) Asfaltos emulsionados

São dispersões de cimento asfáltico divididos em pequenos glóbulos (1 µm ≤ φ ≤ 10

µm) suspensas em meio aquoso, com ruptura variável, obtidos a partir da mistura do

asfalto quente com água e agentes emulsificantes, que tem a função de facilitar a

dispersão das partículas de asfalto e envolvê-las com uma película, mantendo-as assim

em suspensão.

De acordo com o agente emulsificante, estes podem conferir às partículas cargas

elétricas positivas ou negativas. As forças de repulsão geradas por cargas elétricas

iguais é o que mantém as partículas dispersas.

41

Entende-se por ruptura a separação das duas fases da emulsão. Pode ocorrer quando a

emulsão é deixada em repouso, permitindo que os glóbulos da fase dispersante entrem

em contato, formando partículas maiores, com volume maior e superfície de contato

menor. De forma mais completa, quando a emulsão é aplicada sobre a superfície dos

agregados, o ligante betuminoso nela contido tende a se coagular. Parte da água é

absorvida pelo agregado e parte se evapora pela ação das intempéries e por reações

químicas e, rompendo-se o equilíbrio e dando-se assim a separação das fases deixando

sobre o agregado uma película de asfalto.

Quanto ao tempo de ruptura, as misturas asfálticas classificam-se em: Ruptura rápida

(RR); Ruptura Média (RM) e Ruptura Lenta (RL).

Alguns fatores que podem retardar a ruptura das emulsões: emprego de um asfalto de

alta viscosidade; pequena concentração de asfalto; emprego de uma elevada quantidade

de emulsificante; emprego de emulsificante aniônico; uso de agregado úmido pouco

reativo e de pequena superfície específica; temperatura baixa dos agregados e da

emulsão; e ausência ou pequena agitação das misturas emulsão + agregado.

As especificações para emulsões asfalticas catiônicas são apresentadas na Tabela 2.4.

d) Asfaltos oxidados ou soprados

Asfaltos oxidados ou soprados são aqueles submetidos a um aquecimento e à ação de

corrente de ar, com o objetivo de alterar suas características originais a fim de adaptá-

los para usos específicos. Em geral, interrompe-se a destilação e o resíduo é agitado em

tubos cilíndricos de aço, onde é deixado esfriar até alcançar a temperatura que permita

sua embalagem sem risco de combustão (Leite, 1999). Os asfaltos oxidados são menos

dúcteis e apresentam menor susceptibilidade às variações de temperatura. Em

compensação, sofrem redução em sua ductilidade. Geralmente são utilizados para fins

industriais impermeabilizantes e, também, para a construção de pisos industriais cujas

condições de trabalho não permitam a utilização de cimentos asfálticos convencionais.

42

Tabela 2.4– Especificação brasileira de emulsões asfálticas catiônicas (CNP, 07/88)

Métodos Tipo de Ruptura

Rápida Média Lenta Característica ABNT ASTM

RR-1C RR-2C RM-1C RM-2C RL-1C

Ensaios sobre a emulsão

Viscosidade Saybolt-Furol, s, 50ºC NBR 14491 D 88 20-90 100-400 20-200 100-400 Máx. 70

Sedimentação, % em peso máx. NBR 6570 D 244 5 5 5 5 5

Peneiração, 0,84mm, % em peso máx.

NBR 14393 D 244 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

Resistência à água, % mín. de cobertura

Agregado seco 80 80 80 80 80

Agregado úmido

NBR 6300 D 244

80 80 60 60 60

NBR 6297 - - - - 2 Mistura com cimento, % máx. ou Mistura com fíller silícico. NBR 6302

D 244 - - - - 1,2 a 2,0

Carga da partícula NBR 6567 D 244 positiva positiva positiva positiva positiva

pH, máx. NBR6299 D 244 - - - - 6,5

Destilação

solvente destilado, % em vol. 0-3 0 - 3 0-12 3-13 nula

resíduo, % em peso mín.

NBR 6568 D 244

62 67 62 65 60

Desemulsibilidade

% em peso mín. 50 50 - - -

% em peso máx.

NBR 6568 D 244

- - 50 50 -

Ensaio sobre o solvente destilado

Destilação, 95% evaporados, ºC, máx.

NBR 9619 - - - 360 360 -

Ensaio sobre o resíduo

Peneiração, 25ºC, 100g, 5s, 0,1mm NBR 6576 D 5 50-250 50-250 50-250 50-250 50-250

Teor de betume, % em peso mín. NBR 14855 D 2042 97 97 97 97 97

Ductilidade a 25ºC,cm, mín. NBR 6293 D 113 40 40 40 40 40

e) Agentes rejuvenescedores

O ligante asfáltico, sob efeitos de intempéries como temperatura, ar, luz solar, chuva e

tempo em pavimentos asfálticos propicia a gradativa perda de seus elementos, levando

ao envelhecimento e, conseqüentemente no enrijecimento da mistura betuminosa. Sob a

ótica da química, o envelhecimento traduz-se na redução das cadeias aromáticas e no

aumento do aumento do teor de asfaltenos.

43

Os agentes rejuvenescedores são utilizados em processos de reciclagem do pavimento,

técnica de restauração que visa à reutilização dos agregados e do ligante do pavimento.

Nesta técnica, os agentes rejuvenescedores atuam na redução da viscosidade e na

reposição da fração maltênica, recompondo a natureza do ligante virgem.

A reciclagem pode ser efetuada a frio, utilizando emulsões rejuvenescedoras, ou a

quente, com o uso de cimentos asfálticos com agentes rejuvenescedores, adicionados ao

material fresado.

f) Asfaltos modificados.

Para melhorar o desempenho do ligante asfáltico para que este possa trabalhar em

situações adversas (condições ambientais, tráfego pesado, etc.), podem ser adicionados

produtos modificadores de suas propriedades, como os asfaltos naturais (gilsonilta ou

asfaltita), fíleres (cal, cimento, sílica etc.), fibras (vidro, asbestos, fibras de celulose e

fibras poliméricas) ou por enxofre elementar. Entretanto, a modificação mais

empregada atualmente é através do uso de polímeros. As influências em termos

qualitativos dos vários tipos de modificadores de asfalto são apresentadas na Tabela 2.5.

Maiores detalhes destes asfaltos poderão ser vistos no ítem 2.3.

Tabela 2.5– Benefícios de diferentes tipos de modificadores de asfalto (Bernucci et al, 2008)

Modificador Deformação Permanente

Trincas Térmicas

Trincas de Fadiga

Dano por Umidade

Envelhecimento

Elastômeros * * * *

Plastômeros *

Borracha de Pneu * * * *

Negro de Fumo * *

Cal * *

Enxofre *

Modificadores químicos *

Antioxidante *

Melhorador de adesividade * *

Cal hidratada * *

(*) Símbolo significa que há benefício.

44

2.2.6 Revestimentos asfálticos

O revestimento ou capa de rolamento é a camada do pavimento que tem a função de

receber os esforços oriundos da ação do tráfego, resistir à sua ação abrasiva e transmiti-

los de forma atenuada às camadas inferiores. Deve proporcionar aos usuários boas

condições ao rolamento (conforto e segurança). Desempenha também a função de

impermeabilizar o pavimento, protegendo as camadas inferiores dos agentes

intempéricos.

Segundo DNER (1996), os revestimentos asfálticos são constituídos pela associação de

agregados e materiais betuminosos, que pode ser feita de duas maneiras clássicas: por

penetração ou por mistura.

2.2.6.1 Revestimento asfáltico por penetração

Consistem nas técnicas de pavimentação em que a mistura de agregados e ligantes é

feita na pista, com posterior compactação, que irá promover o recobrimento e a adesão

dos agregados pelo ligante.

Os revestimentos por penetração distinguem-se pelo processo de aplicação do ligante:

Penetração Direta: A execução deste revestimento é iniciada com o espalhamento e

compactação de camadas de agregados com granulometria apropriada, sendo cada

camada, após compressão, submetida à aplicação de material betuminoso. Neste tipo de

revestimento, a última camada deve receber uma aplicação final de agregado miúdo.

Exemplo: Macadame betuminoso.

Penetração invertida: A execução deste revestimento é iniciada através de uma ou mais

aplicações de material betuminoso, seguidas de idênticos números de operações de

espalhamento e compressão de camadas de agregados com granulometria apropriadas.

Exemplo: Tratamentos superficiais e capas selantes.

45

Os tratamentos superficiais são executados da seguinte forma: O ligante é espargido

sobre a base imprimada. Após a aplicação do ligante, efetua-se o espalhamento do

agregado, normalmente por caminhões basculantes dotados de distribuidores. Procede-

se então a compressão dos agregados sobre o ligante com rolo compactador apropriado.

O número de vezes que o procedimento é realizado define a nomenclatura do

tratamento: Tratamento superficial simples, duplo ou triplo.

2.2.6.2 Revestimentos asfálticos por mistura

Nestes revestimentos, a mistura do agregado com o material betuminoso é efetuada em

usinas de asfalto. A massa asfáltica é então transportada até o local de aplicação, onde é

transferida para uma unidade de aplicação (vibroacabadora) que a distribuirá na pista

para então ser compactada.

De acordo com o processo construtivo, os revestimentos por misturas podem ser

classificados em: pré-misturado a frio (quando os tipos de agregados e de ligantes

utilizados permitem que o espalhamento seja feito à temperatura ambiente) e pré-

misturado a quente (quando é necessário o aquecimento do ligante e do agregado para

que seja efetuada a mistura), sendo descritos a seguir.

• CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente

Concreto betuminoso é o produto resultante da mistura a quente, realizada em usina

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

asfáltico, espalhado e compactado a quente, de modo a satisfazer as exigências das

especificações e de projeto, tais como granulometria, teor de betume, estabilidade,

volume de vazios, etc.

A designação, concreto betuminoso usinado a quente ou concreto asfáltico, tem sido

reservada para pré-misturados a quente de graduação densa, em que são feitas rigorosas

exigências no que diz respeito a equipamentos de construção e índices tecnológicos.

46

• SMA – “Stone Matrix Asphalt”

Conforme Bernucci et al (2008), é um revestimento asfáltico, usinado a quente,

concebido para maximizar o contato entre os agregados graúdos, aumentando a

interação grão-grão.

A mistura asfáltica SMA é caracterizada pelo elevado conteúdo de agregado que forma

o esqueleto mineral. Os vazios no esqueleto mineral são preenchidos por um mástique

betuminoso de alta viscosidade. O alto percentual de agregado graúdo, de cerca de 70%,

assegura um contato grão/grão depois da compactação. A rigidez necessária para o

mástique é alcançada por meio da adição da areia britada (Horst, 2000, apud Cardoso,

2004).

O consumo de ligante varia entre 6,0 e 7,5% e é aplicado com espessuras variando de

1,5 a 7,0 cm. Esta mistura tende a ser impermeável, com volume de vazios variando de

4 a 6%.

• CPA – Camada Porosa de Atrito

São concretos asfálticos que apresentam granulometria aberta, com grande percentagem

de vazios, normalmente entre 18 e 25%, em função das pequenas quantidades de filler

utilizados, agregado graúdo e ligante asfáltico. É empregado como camada de

rolamento com a finalidade principal de aumentar a aderência pneu-pavimento em dias

de chuva, atuando também como atenuador de ruídos. Os agregados utilizados devem

ser todos britados, apresentar abrasão Los Angeles de no máximo 30%, índice de forma

≥ 0,5, sanidade com perda ≤ 12% e absorção de água máxima de 12%.(Bernucci et al,

2008).

• “Gap-graded”

É uma mistura que apresenta uma graduação descontínua, proporcionando uma textura

superficial rugosa ou aberta, mas com teor de vazios não elevados.

47

• AAUQ - Areia Asfalto Usinada à Quente

É uma mistura em usina a quente, composta de agregado miúdo, geralmente areia,

cimento asfáltico de petróleo e caso necessário, filler. (Bernucci et al, 2008). É utilizada

como revestimento em rodovias com pequeno volume de tráfego, podendo ser utilizada

também como camada de regularização ou de nivelamento. Esta mistura apresenta um

desgaste acentuado e é recomendado principalmente para locais onde a aquisição de

agregado graúdo for onerosa. A espessura da camada acabada não deve ultrapassar 5

cm.

2.2.6.3 Misturas Confeccionadas e Aplicadas por Usinas Móveis

São as denominadas lamas asfálticas, consistindo basicamente da associação entre

agregados minerais, material de enchimento ou filler, emulsão asfáltica e água, que são

misturadas e espalhadas por uma usina montada em caminhão dotado de silos frios,

tanques de emulsão e água, misturador e espalhador.

O microrevestimento asfáltico é um tipo de lama asfáltica, sua diferença em relação à

lama tradicional consiste na utilização de emulsão modificada por polímero (Bernucci et

al, 2008).

A utilização de ambas se dá principalmente na manutenção de pavimentos que

apresentam desgaste superficial e pequeno grau de trincamento. Por possuir elevado

coeficiente de atrito, pode ser utilizada também como camada de atrito, empregadas na

correção de pavimentos que apresentam superfícies escorregadias, quando se emprega

uma granulometria mais graúda de agregados (Bernucci et al, 2008). A espessura

acabada é da ordem de 5 mm.

2.2.7 Os defeitos nos pavimentos asfálticos

No Brasil, grande parte dos pavimentos flexíveis possui revestimento de concreto

asfáltico e, como já discutido, estão sujeitos aos efeitos do envelhecimento, podendo

48

também apresentar desgaste prematuro, quer seja por falhas de projeto ou de execução,

pela falta de manutenção adequada ou pela ação de fatores externos, como o clima e o

tráfego.

Os principais defeitos dos pavimentos flexíveis são: afundamento da trilha de roda;

fissuras de fadiga; retração térmica e perda de adesividade. O afundamento da trilha de

roda e as fissuras de fadiga estão mais relacionados com o tráfego atuante e a estrutura

do pavimento, enquanto a retração térmica e a perda de adesividade estão associadas

com as características dos materiais utilizados e as condições climáticas atuantes

(Specht, 2004).

2.2.7.1 Afundamento de trilha de roda

O defeito mais freqüente nos pavimentos flexíveis. Ocorrem deformações permanentes,

irreversíveis, nas trilhas de rodas dos caminhões nas estradas, corredores de ônibus

urbanos, e nos pátios de estacionamento com revestimentos asfálticos.

Segundo Yoder e Witczak (1975), a deformação permanente é uma manifestação de dois

diferentes mecanismos, ou seja, uma combinação da densificação (variação de volume)

e da deformação cisalhante repetida (fluxo plástico sem variação de volume),

Além das condições do tráfego e condições ambientais terem efeitos diretos sobre a

ocorrência das trilhas-de-roda, as propriedades das misturas são de suma importância no

entendimento do fenômeno e, conseqüentemente, no controle de sua ocorrência em

pavimentos.

2.2.7.2 Fissuras por fadiga

O fenômeno da fadiga pode ser descrito como um processo de deterioração que o

pavimento apresenta quando submetido a um estado de tensões e de deformações

repetidas, causando assim o aparecimento de trincas ou fraturas completas, após um

número suficiente de repetições do carregamento.

49

Para Medina e Motta (2005), o trincamento é o início de uma fase de deterioração

estrutural que altera o estado de tensões e deformações dos pavimentos asfálticos e tem

por conseqüência a queda do seu desempenho. Segundo os mesmos autores, as misturas

asfálticas com volume de vazios elevados são mais susceptíveis ao trincamento por

fadiga.

As trincas iniciam-se geralmente na parte inferior do revestimento, propagando-se por

reflexão para as camadas superiores até atingir a superfície. Em revestimentos espessos,

de 20cm ou mais, as trincas podem ter início na superfície, pela curvatura convexa

próximo às rodas (Medina e Motta, 2005).

2.2.7.3 Perda de adesividade

Oliveira Filho e Soares (2006) relatam que, em misturas asfálticas, a perda da

adesividade entre agregado e ligante está comumente relacionada três fatores: a

incompatibilidade entre a constituição mineralógica do agregado e a constituição físico-

química do material betuminoso, a ação da água e a presença de sujeira e finos na

superfície do agregado.

Ainda segundo os autores, a perda de adesão do ligante asfáltico com a superfície do

agregado (fratura adesiva) bem como a fratura do próprio filme de ligante (fratura

coesiva), é a origem de muitos tipos de defeitos ocorrente na superfície dos pavimentos,

incluindo o trincamento por fadiga, as trilhas-de-roda e danos por umidade.

Specht (2004) comenta que outro fator importante é a influência do volume de vazios da

mistura na sua propensão a danos devido a ação da umidade. Misturas com volume de

vazios entre 6 e 13% não são impermeáveis, tampouco possuem boas características

drenantes, sendo assim mais susceptíveis ao dano por umidade induzida.

De acordo com o autor um eficiente sistema de drenagem de um pavimento é capaz de

evitar o acúmulo de água junto ao revestimento e a umidade ascendente por

capilaridade.

50

De acordo com Leite (1999), a adição de polímeros ao asfalto melhora sensivelmente a

sua propriedade mecânica, em especial a resistência ao trincamento a baixas

temperaturas e ao escoamento sob condições de temperaturas elevadas. Estes ganhos de

resistência concorrem com a melhoria de qualidade dos pavimentos rodoviários,

tendendo a retardar o aparecimento das patologias citadas.

51

2.3 ASFALTO MODIFICADO

A busca constante de novos materiais que melhorem o desempenho dos pavimentos

flexíveis levou ao desenvolvimento e uso de asfaltos modificados, que visam ampliar a

faixa de utilização dos ligantes asfálticos.

Insere-se neste contexto a utilização de asfaltos modificados com polímeros, que dão à

mistura alta flexibilidade, coesão e durabilidade incrementando a resistência dos

agregados ao arranque, sob a ação dos esforços tangenciais gerados pelas cargas

oriundas do tráfego, ao longo da sua vida útil (Oda e Fernandes Júnior, 2001).

Gonzalez et al. (2004), mostraram que a adição de polímeros ao CAP melhora suas

propriedades viscoelásticas conferindo maior estabilidade ao pavimento. Lamontagne et

al. (2001), ao estabelecerem a comparação entre o asfalto puro e o modificado,

concluíram que CAP’s modificados por polímeros reduzem a susceptibilidade térmica e

a deformação permanente causadas pelo grande número de solicitações de cargas

induzidas pelo tráfego, aumentando assim a vida útil dos pavimentos.

2.3.1 Os polímeros modificadores

As moléculas que contém um número de átomos encadeados superior a uma centena,

unidas por ligações covalentes são denominadas macromoléculas. Essas moléculas têm

características próprias que passam a predominar sobre as características dos átomos

que as constituem. Essas propriedades decorrem de interações envolvendo segmentos da

mesma macromolécula ou de outras. As propriedades especiais das macromoléculas,

geralmente surgem a partir de um peso molecular entre 1000 e 1500, aumentando à

medida que há crescimento deste valor (Pinto, 2003).

Diferentemente das macromoléculas naturais que são estruturalmente complexas, as

macromoléculas sintéticas são estruturalmente simples, formadas por unidades

repetidas, denominadas monômeros e por isso são chamadas de polímeros. Os

52

homopolímeros são aqueles constituídos por apenas um monômero. Os copolímeros,

por sua vez, apresentam pelo menos dois monômeros em sua estrutura. (Leite, 1999)

Os polímeros se classificam de diversas formas:

a) quanto à ocorrência: naturais e sintéticos;

b) quanto à preparação: adição e copolímeros;

c) quanto à cadeia: homogêneos ou heterogêneos;

d) quanto à estrutura: lineares ou tridimensionais;

e) industriais: elastômeros, plásticos e fibras.

O copolímero apresenta geralmente melhores propriedades físicas e mecânicas, e por

isso, o completo domínio da tecnologia de copolimerização foi um importante avanço

na engenharia de construção (Pinto, 2003).

Estruturalmente os polímeros são classificados em lineares (termo-sensíveis) e

tridimensionais (termofixos). Monômeros bifuncionais geram polímeros de cadeias

lineares, enquanto os monômeros tri e tetrafuncionais geram os tridimensionais,

caracterizado por uma estrutura espacial obtida pela interligação dessas unidades

polifuncionais. Em função da posição de cada monômero na cadeia de polímero, têm-se

os co-polímeros randômicos, quando unidades químicas estão dispostas aleatoriamente

na cadeia polimérica os polímeros são ditos estatísticos, por outro lado se houver uma

disposição perfeita entre os monômeros, estes são chamados de copolímeros alternados.

Os copolímeros em bloco são os que apresentam unidades químicas iguais

alternadamente. Se houver ramificações poliméricas na cadeia principal tem-se o

copolímero enxertado ou grafitizado (Pinto, 2003). A união de dois copolímeros para

formar um terceiro tem-se o Terpolímero (Negrão, 2006).

De acordo com Leite (1999), a classificação mais utilizada para os polímeros é a de

Disnnem que os classifica em quatro grupos distintos, que são:

53

• Termorrígidos: são aqueles que não se fundem, degradam ao atingirem uma

temperatura limite e endurecem irreversivelmente depois de aquecidos a uma

temperatura que é função de sua estrutura química. As cadeias moleculares

formam rede tridimensional resistente a qualquer mobilidade.

• Termoplásticos: são aqueles que, por apresentarem ligações intermoleculares

mais fracas (Van der Walls), se fundem e se tornam maleáveis, de modo

reversível, quando aquecidos. Normalmente consistem de cadeias lineares, mas

podem ser também ramificadas. São adicionados aos asfaltos à alta temperatura.

• Elastômeros: são aqueles que quando aquecidos se decompõem antes de

amolecer e apresentam propriedades elásticas semelhantes às da borracha (DNER,

1998);

• Elastômero-termoplásticos: são aqueles que, ao serem aquecidos se comportam

como termoplásticos, mas em temperaturas mais baixas apresentam propriedades

elásticas (DNER, 1998).

Leite et al. (2004) comentam que alguns modificadores ácidos, em especial o ácido

polifosfórico, melhoram a susceptibilidade térmica dos CAP’s e vêm sendo empregados

com sucesso nos EUA. Recentemente foi desenvolvido um polímero reativo para

modificar quimicamente o asfalto, designado terpolímero de etileno, butilacrilato e

glicidilmetacrilato, comercializado como Elvaloy®.

Com o objetivo de padronizar o uso dos asfaltos modificados com polímero, técnicos do

IPR/DNER elaboraram algumas especificações para asfalto e emulsão modificados com

polímeros, conforme apresentado nas tabelas 2.6 e 2.7, respectivamente.

O índice de suscetibilidade térmica (IST) deve ser determinado a partir da inclinação da

reta penetração x temperatura, para temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35°C. A inclinação

54

da reta é determinada pelo ajuste da Equação 2.7: log (pen) = C + AT, aos pontos dos

ensaios, onde: A = inclinação da reta; C = constante; T = temperatura (°C) PEN =

penetração em décimos de milímetro (DNER, ES 385/99, 1999). O produto não deve

produzir espuma quando aquecido a 175°C.

Tabela 2.6 - Especificação de asfalto modificado por polímero SBS (DNER-EM 396/99)

Exigência

Característica

Mínima Máxima

Penetração: 100 g, 5 s, 25ºC, 0,1 mm 45 -

Ponto de fulgor, ºC 235 -

Ductilidade, 25ºC, 5 cm/min, cm 100 -

Densidade relativa 25ºC/25ºC 1,00 1,05

Ponto de amolecimento, ºC 60 85

Ponto de ruptura FRAASS, ºC - -13

Recuperação elástica, 20cm, 25°C, % 85 -

Viscosidade cinemática, 135ºC, Cst 850 -

Viscosidade cinemática, 155ºC, Cst 350 -

Estabilidade ao armazenamento, 500 ml em estufa a 163ºC por 5 dias:

• diferença de ponto de amolecimento, ºC - 4

• diferença de recuperação elástica, 20 cm, 25ºC - 3

índice de suscetibilidade térmica (ISTx10²) 2 5

Efeito do calor e do ar

Variação de massa,% - 1,0

Porcentagem da penetração original 50 -

Variação do ponto de amolecimento, ºC - 4

Recuperação elástica, % 80 -

55

Tabela 2.7 - Especificação de emulsão asfáltica polimerizada por SBS ou SBR para pintura de ligação (DNER-EM 396/99)

Exigência

Mínima Máxima Ensaios Característica

SBS SBR SBS e SBR

ABNT – NBR 14491 Viscosidade Saybolt Furol, 25ºC, s 20 20 30

DNER – ME 006/94 Sedimentação, cinco dias, % em peso - - 5

DNER – ME 002/98 Peneiramento, retido peneira 0,84mm % em peso

- - 0,10

ABNT – NBR 002/98 Carga de partícula Positiva Positiva -

ABNT – NBR 6568 Resíduo de emulsão por destilação % em peso

62 62 -

Ensaio sobre o resíduo

DNER – ME 003/94 Penetração, 100g, 5s, 25ºC, 0,1mm 50 50 100

ABNT – NBR 6560 Ponto de amolecimento, ºC 55 55 -

ASTM – D 2170 Viscosidade cinemática, 135ºC, Cst 650 550 -

DNER – ME 382/99 Recuperação elástica, 20cm, 25ºC % 75 60 -

ABNT – NBR 6293 Ductibilidade, 25ºC, cm/ mim, cm 60 60 -

Conforme salienta Nascimento e Reis (1999) os polímeros do tipo elastômero

termoplásticos alteram sensivelmente o comportamento do cimento asfáltico,

melhorando as propriedades mecânicas num grande intervalo de temperatura, sob os

aspectos seguintes:

• acrescentam elasticidade ao cimento asfáltico, produzindo revestimentos mais

flexíveis. Para baixas temperaturas, o ganho de elasticidade os torna menos

susceptíveis ao aparecimento de trincas e fissuras. Os elastômeros proporcionam

também incrementos no ponto de amolecimento e da viscosidade do CAP. Para

temperaturas elevadas, este efeito minimiza o risco de exsudação, afundamento e

redução da macrotextura do pavimento;

• obtêm-se ligantes que, para a temperatura de aplicação, apresentam viscosidade

dentro dos limites recomendados pelas especificações e que na faixa de

temperatura de trabalho, apresentam elevada viscosidade;

• são capazes de retardar o envelhecimento do asfalto;

• o ponto de amolecimento , superior ao dos cimentos asfálticos convencionais

56

tornam o módulo de rigidez menos susceptíveis às variações de temperatura;

• permitem a realização de revestimentos com módulos elásticos dinâmicos que

atendam às condições a que serão submetidos, acarretando no aumento da

resistência dos pavimentos às deformações permanentes e à fadiga, sobretudo para

temperaturas de trabalho elevadas.

Os principais tipos de polímeros produzidos no Brasil estão apresentados na Tabela 2.8.

Tabela 2.8 - Principais tipos de polímeros produzidos no Brasil

Empresa Produto

Shell, Petroflex SBS

Politeno, Poliolefinas EVA

Polibrasil, Polipropileno PP

Petroflex SBR

Brasilvil, Eletrocloro PVC

Vulcan Poliuretano

Nitriflex EPDM

Union Carbide, Polialden, Eletrocloro, Polisul LPDE

Du pont* RET

Fonte: Leite (1999), * Negrão (2006)

2.3.2 Influência da variação da temperatura sobre o asfalto modificado

O asfalto é um material termosensível, ou seja, seu desempenho mecânico é largamente

influenciado pela variação da temperatura e também pelo tempo de aplicação de cargas.

A esta influência que a temperatura exerce sobre o comportamento dos materiais, dá-se

o nome de susceptibilidade térmica, fator preponderante na durabilidade do asfalto.

(Coelho, 1996)

Ramos (1996), relata que o índice de susceptibilidade térmica de Pfeiffer-Van Doormal

(IST), é um dos mais importantes parâmetros utilizados na caracterização dos asfaltos.

57

Este índice é obtido através dos resultados do ensaio de penetração (PEN) e do ponto de

amolecimento (PA) e calculado através da seguinte expressão:

PAPEN

PAPENIST

+×−

−×+×=

log50120

195120log500 Equação 2.8

Onde: PEN, em décimos de mm e PA em ºC.

Valores de IST < -2 indicam asfaltos muito suscetíveis a variações de temperatura, isto

é, amolecem rapidamente com o aumento de temperatura permitindo o aparecimento de

deformações plásticas ou permanentes; IST > +2 indica asfaltos oxidados, pouco

influenciáveis à temperatura e quebradiços a baixas temperaturas, não sendo indicados

para fins de pavimentação (Santana e Gontijo, 1994).

Conforme salientam Guarçoni e Santana (1990) a ruptura dos concretos asfálticos, sob

baixas temperaturas, se deve principalmente ao aumento da rigidez do ligante utilizado.

Isso está ligado ao fenômeno da oxidação (envelhecimento do CAP em serviço),

caracterizado pela diminuição dos maltenos e aumento dos asfaltenos. O enrijecimento

do ligante leva o pavimento a perder sua flexibilidade, provocando o surgimento de

trincas generalizadas.

Ramos et al (1996) afirmam que o SBS, por ser um copolímero termoplástico, permite

que o ligante modificado possa fluir livremente quando aquecidos, em virtude dos

domínios estirênicos. Entretanto, embora o CAP se torne excessivamente fluido nas

temperaturas mais altas de trabalho, os domínios estirênicos do SBS permanecem

sólidos, o que faz com que o ligante, nessas condições, trabalhe como borracha

vulcanizada.

Segundo Guarçoni e Santana (1990), o aparecimento destes domínios de poliestireno à

temperatura ambiente (até 80 ºC) é responsável pelo alto valor do módulo de

elasticidade destes materiais. Quando a temperatura se eleva acima de 80 ºC estes

domínios fundem e o módulo cai rapidamente. O SBS quando misturado ao asfalto

58

poderá apresentar estes domínios até 80 ºC, desde que o teor de componentes

aromáticos (aromaticidade) seja tal que permita a compatibilização do SBS com o

asfalto e não dissolva os domínios de poliestireno formados.

2.3.3 Classificação dos polímeros para modificar os asfaltos

Segundo Bernucci et al (2008), nem todos os polímeros são passíveis de serem

adicionados ao CAP. Por outro lado, nem todos os cimentos asfálticos, quando

modificados por polímeros, apresentam estabilidade à estocagem. Estes fatos implicam

na adoção de cuidados na escolha do polímero e sua compatibilidade com os agregados

a serem utilizados.

De acordo com Ramos. et al. (1996), a modificação dos asfaltos deve focar a obtenção

de um ligante que apresente as mesmas características de fluidez nas temperaturas de

mistura, espalhamento e compactação e, principalmente, que apresente um ganho na

faixa de trabalho plástico quando comparado ao CAP puro, isto é, não deve se tornar

demasiadamente rígido nas temperaturas mais baixas e deve preservar suas

propriedades plásticas nas mais altas temperaturas de trabalho que o pavimento venha a

ser submetido.

O estado coloidal e a composição química bem definida dos ligantes asfálticos são

fatores limitantes dos tipos de polímeros a serem utilizados na sua modificação. Bons

resultados têm sido obtidos com polímeros que apresentam boa recuperação elástica e

resistência mecânica à tração satisfatória (Reis e Santo, 1999).

Segundo Reis e Santo (1999), os polímeros denominados comercialmente de borrachas

termoplásticas (TR), apresentam blocos finais de poliestireno associados em domínios

incorporados a uma matriz de borracha butadieno. Quando estes são dispersos no asfalto

a quente, os domínios de poliestireno dissolvem-se completamente, passando a

apresentar características termoplásticas, o que irá facilitar a mistura e a compactação da

massa asfáltica.

59

Quando resfriados, esses blocos de poliestireno associam-se promovendo um

entrelaçamento entre as cadeias de polibutadieno, formando uma rede tridimensional

(crosslinking físico), concedendo ao material betuminoso propriedades de resistência

mecânica e elasticidade similares aos da borracha vulcanizada. Os autores afirmam

ainda, que através de uma modificação estrutural, é possível obter um produto

homogêneo, estável termicamente, capaz de superar as limitações dos asfaltos

tradicionais.

Guarçoni e Santana (1990), citam que valores limites de viscosidade nas temperaturas

de mistura impedem a utilização de grande número de polímeros, em especial aqueles

de alto peso molecular (> 500.000). É o caso de polímeros que apresentam fraca coesão

molar específica (1.000 a 1.300 cal/mol), tais como: polietileno, o poliisobutileno o

polibutadieno e a borracha natural, que precisam ser adicionados em altas quantidades

ao CAP, para conferir a esse ligante ganhos de resistência mecânica satisfatória. No

caso de polímeros do tipo poliestireno (2.600 cal/mol) ou o acetato de polivinila (3.200

cal/mol), de alta coesão molar, a resistência intrínseca torna-se nitidamente mais

elevada. Polímeros com alto grau de polimerização, ou seja, com cadeias longas e muito

viscosas, alteram as propriedades reológicas do cimento asfáltico.

A introdução de qualquer tipo de polímero promove uma perturbação no equilíbrio

coloidal do ligante asfáltico, acarretando importantes conseqüências nas características

mecânicas, químicas e na compatibilidade do sistema.

De acordo com Leite e Soares (1997), a consistência do CAP a ser modificado pode ser

qualquer uma das constantes das especificações brasileiras de asfalto. A adição de

compatibilizantes à mistura de CAP e SBS altera a relação asfaltenos/aromáticos e a

viscosidade da mistura, tornando-a compatível e com consistência capaz de melhorar as

propriedades reológicas do CAP convencional. Esses compatibilizantes são diluentes

aromáticos oriundos de unidade de produção de lubrificantes, unidade de craqueamento

catalítico ou de unidades de destilação a vácuo de óleo de xisto. São produtos que

possuem alto teor de carbono aromático.

60

Leite e Soares (1997) afirmam que as misturas de asfalto com polímero são sistemas

multifásicos, compostos de uma fase rica em polímero, outra fase rica em asfaltenos não

adsorvidos pelo polímero e uma terceira formada pelos maltenos. Estas fases existem

em um equilíbrio metaestável que, do ponto de vista termodinâmico, tendem a separar.

A separação ou não das mesmas é uma questão de condição cinética. Período de

estocagem longo e a altas temperaturas implicarão em uma diminuição da viscosidade,

criando condições propicias à separação de fases.

A eficácia das misturas polímero-asfalto é função da concentração e do tipo de polímero

usados. Citamos como exemplo o polímero SBS cuja concentração normalmente

começa a ser relevante para teores entre 4 e 6% e o RET (Elvaloy) cujos teores

normalmente se situam entre 1 e 2%.

2.3.4 Vantagens da utilização do asfalto modificado

As principais vantagens da utilização do asfalto modificados, de acordo com Reis e

Santo (1999), são as seguintes:

- Nas misturas asfálticas densas:

• maior resistência à ocorrência das deformações permanentes (trilhas-de-roda);

• aumento da vida de fadiga;

• reduzir a espessura da camada do revestimento; e

• melhorar a adesão e a coesão frente à ação da água e do tráfego.

- Nas camadas drenantes:

• melhor resistência à ação da água e ao arrancamento do agregado pelo tráfego;

• incremento na capacidade de drenagem superficial do pavimento, impedindo a

formação de lâminas d’água, evitando a hidroplanagem;

• diminuição do ruído, melhorando as condições de conforto e segurança dos

usuários;

61

• maior espessura do filme asfaltico envolvendo os agregados, diminuindo o

envelhecimento do ligante;

• resistência ao aumento da densidade causada pelo tráfego, mantendo a

permeabilidade.

- Nas camadas de absorção de tensões:

• manutenção das propriedades elásticas sob uma faixa maior de temperatura que o

CAP convencional;

• minimização da reflexão de trincas do revestimento antigo para o novo;

• absorver as tensões, permitindo ao projetista reduzir a espessura das camadas

asfálticas; e,

• aumentar a ligação entre as camadas asfálticas.

2.3.5 Principais polímeros utilizados em pavimentação

Segundo Leite (1999), os polímeros para uso em pavimentos podem ser definidos da

seguinte maneira:

SBS/SIS: são elastômeros termoplásticos que formam blocos do tipo estireno-

butadieno-estireno ou estireno-isopreno-estireno. Quando aquecidos escoam-se

livremente, mas apresentam resistência mecânica elevada e boas propriedades

resilientes à temperatura ambiente.

A configuração espacial do SBS é formada por duas regiões distintas: as esferas que são

os microdomínios estirênicos e as molas que representam os microdomínios

butadiênicos. Quando o SBS é dissolvido em um CAP apropriado, a porção estirênica

será solvatada pelos componentes aromáticos do asfalto, formando um gel estabilizado,

em que a seqüência butadiênica mantém a estrutura em certa conformação espacial

62

responsáveis pelas melhorias das propriedades reológicas deste material em relação ao

cimento asfáltico puro.

SBR: são copolímeros aleatórios de estireno e butadieno, obtidos principalmente por

processo de polimerização em emulsão, em que as partículas de polímeros ficam

suspensas no asfalto na forma de látex. Por pertencer à classe dos elastômeros, resistem

bem a temperaturas elevadas e apresentam propriedades elásticas semelhante às da

borracha. Apresenta também boa compatibilidade com o asfalto. Suas propriedades

mecânicas não são significantes, mas podem ser muito melhoradas através do processo

de vulcanização, que é obtida através de reação com enxofre ou peróxidos.

EVA: é um copolímero plastômero de etileno e acetato de vinila. A porcentagem de

acetato de vinila na composição desse copolímero pode variar, podendo ser muito baixa

(3%) ou atingir cerca de 50%. Os segmentos de etileno são semicristalinos. Já os que

contêm o grupo acetato compõem a fase amorfa. Suas maiores vantagens são a

resistência à flexão e estabilidade térmica, aliadas a um custo razoável. A redução do

teor de acetato de vinila aumenta o módulo de rigidez e a temperatura de amolecimento

desses polímeros além de diminuir a temperatura de fragilidade.

Escoa-se irreversivelmente quando submetidos a uma tensão cisalhante, visto que não

possui reticulação como SBR ou microdomínios, como o SBS.

RET (“Reative Elastomere Terpolymer”): terpolímero elastomérico reativo, é um

polímero termoplástico que reage quimicamente com o asfalto, e será descrito no

próximo tópico.

2.3.6 Polímero RET

Um breve histórico do desenvolvimento deste polímero é apresentado por Negrão,

(2006). Segundo o autor, as pesquisas para seu desenvolvimento, tiveram início em

1988, quando se buscava um modificador facilmente capaz de ser incorporado ao

asfalto, com propriedades viscoelásticas similares às dos asfaltos com outros

63

modificadores utilizados, tais como os Copolímeros de Estireno Butadieno. Em 1989 foi

desenvolvido o primeiro polímero do tipo RET de reação lenta. De 1994 até os dias de

hoje foram desenvolvidos vários tipos de polímeros RET, destacando-se entre eles o de

alta reação com catalisador.

O polímero RET apresenta uma composição química diferenciada dos elastômeros

formados por blocos de estireno-butadieno. É um terpolímero, ou seja, um polímero

formado pela união de três monômeros, quais sejam: a coluna de etileno, o n-butil

acrílato e o glicidil metacrilato. Quando adicionado ao asfalto ele reage quimicamente

com os asfaltenos, resultando em uma substancia quimicamente estável. A reação

química processada entre o polímero RET e o asfalteno é realizada pelo copolímero

glicidil metacrilato, por uma reação de adição, isto é, as duas substancias envolvida

produzem uma terceira, não havendo subprodutos como o vapor d`água ou gases

(Negrão, 2006).

Ainda conforme Negrão (2006), as principais características dos asfaltos modificados

por polímeros do tipo RET são:

• redução da suscetibilidade térmica;

• melhora das características adesivas e coesivas;

• aumento da resistência ao envelhecimento;

• elevação do ponto de amolecimento;

• diminuição do ponto de ruptura Fraass;

• aumento do intervalo de plasticidade;

• maior resistência à deformação permanente;

• ótimo comportamento reológico.

64

CAPÍTULO 3 - NORMAS E METODOLOGIAS

Neste capítulo, são apresentadas as normas e metodologias observadas no

desenvolvimento do trabalho. Será abordada a especificação inerente a cada material

utilizado, o método de ensaio e os procedimentos e estudos para o dimensionamento do

reforço.

A metodologia utilizada no desenvolvimento da pesquisa, se constituiu de quatro fases.

A primeira se refere ao levantamento das condições do pavimento existente no trecho

experimental, que constou de avaliação objetiva da superfície do pavimento, medição da

deflexão recuperável do pavimento através do Falling Weight Deflectometer e

contagem de tráfego. Com os dados obtidos efetuou-se o dimensionamento do reforço.

A fase seguinte foi composta dos estudos de laboratório, onde se analisou as

características dos materiais pétreos, assim como a granulometria das britas. Com os

resultados destes ensaios efetuou-se o projeto do concreto betuminoso usinado à quente

a ser utilizado nos serviços de reforço do pavimento.

A terceira fase constitui-se da modificação do cimento asfáltico de petróleo com o

terpolímero elastomérico reativo nos teores de 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0% executado nos

tanques apropriados existentes no canteiro de obras, confecção e aplicação do concreto

asfáltico, execução do controle tecnológico da massa asfáltica onde se verificou as

características Marshall, granulometria e teor de betume, ensaios do ligante asfáltico e

controle de temperatura de usinagem da massa.

A última etapa foi a verificação das características da camada de reforço executada, que

constou de medição das deflexões nos bordos externos das duas faixas de rolamento,

perfazendo dois pontos avaliados por estação, que estão distantes dez metros entre si.

Foram extraídos da pista através de sonda rotativa, corpos-de-prova do revestimento

asfáltico executado, onde foram medidas as massas específicas e executados ensaios de

65

resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e vida de fadiga.

Esta etapa foi executada duas vezes, uma em redezembro de 2007 e a outra em outubro

de 2008.

3.1 AGREGADOS

3.1.1 Características tecnológicas

As características tecnológicas de um agregado servem para assegurar uma fácil

distinção de materiais, de modo a se poder comprovar sua uniformidade, bem como a

escolha de um material que resista, de forma adequada, as cargas que o pavimento irá

suportar.

Num serviço de pavimentação devem ser observadas as seguintes características dos

agregados (Pinto, 1997):

• Granulometria

Representada pela curva de distribuição granulométrica, é uma das características que

asseguram estabilidade aos pavimentos, em conseqüência do maior atrito interno obtido

por entrosamento das partículas, desde a mais graúda à partícula mais fina.

- Método utilizado: DNER – ME 083/98

• Forma

A avaliação da forma predominante entre os grãos de um agregado é feita por um

índice, denominado Índice de Forma, cuja determinação se faz por meio de ensaio

específico de mesmo nome. Para uso em revestimentos asfálticos tipo tratamento

superficial é importante que a maioria dos agregados empregados tenham a forma

cúbica, no caso dos revestimentos por mistura é possível usar agregados com formas

mais alongadas.

66

- Método utilizado: DNER – ME 086/97

• Porosidade

A porosidade do agregado é avaliada através de ensaios de absorção de água. Indica a

quantidade de água que um agregado é capaz de absorver quando em contato com a

mesma. É determinada em função da diferença de pesos, expressos em percentagem,

observados em uma amostra que, inicialmente é mergulhada em água por 24 horas e

depois de seca em estufa a 100ºC-110ºC, até constância de peso.

• Resistência ao choque e ao desgaste

A resistência ao choque e ao desgaste está associada à ação do trafego ou aos

movimentos recíprocos das diversas partículas. A resistência ao choque é avaliada pelo

ensaio Treton e a resistência ao desgaste pelo ensaio de abrasão Los Angeles.

• Durabilidade

A durabilidade de um agregado está relacionada à resistência ao intemperismo. É

avaliada por meio de um ensaio em que o agregado é submetido ao ataque de uma

solução padronizada de sulfato de sódio ou de magnésio.

- Método utilizado: DNER- ME 089/94

• Adesividade

Uma das qualidades essenciais a se exigir de um agregado a ser usado em revestimentos

asfálticos é que tenha boa adesividade, ou seja, não haja possibilidade de deslocamento

da película betuminosa pela ação da água. Geralmente os agregados básicos ou

hidrofílicos como os calcários e basaltos, têm maior adesividade dos que os ácidos ou

hidrofóbicos como granitos e gnaisses. A boa adesividade pode ser conseguida com a

adição de substancias melhoradoras de adesividade que se dividem em dois grandes

67

grupos: os sólidos: cal extinta, pó calcário, cimento portland; e os líquidos: alcatrões e

dopes, sendo este o mais usado devido a sua eficiência e facilidade de uso.

• Amostragem

Para que as características dos agregados possam ser determinadas de modo correto é

necessário que a amostra ensaiada seja representativa do agregado. Nos agregados

amontoados no canteiro de obras, há a formação de uma segregação natural no material

devido à tendência dos grãos maiores se acumularem na zona periférica do monte. Para

a formação de amostra representativa são colhidas, em diferentes pontos do depósito ou

do material amontoado, amostras parciais que após reunidas formarão a amostra total.

Essa amostra deverá ser misturada e quarteada através de quarteador ou quarteamento

manual. No quarteamento com quarteador procede-se do seguinte modo:

Verte-se o agregado no quarteador, recolhendo-se a amostra dividida através da grade,

em dois recipientes. Com o material de um dos recipientes é então passado outra vez no

quarteador, dividindo-se em duas outras porções. Repete-se o procedimento até obter a

quantidade pretendida de material.

Para quartear o material manualmente, verte-se o material em forma de cone, o qual será

transformado em tronco de cone com o auxilio de uma pá para achatamento. Em

seguida divide-se diametralmente o tronco do cone em quatro partes mais ou menos

iguais e tomam-se duas partes opostas de agregados misturando-as. Essa operação é

repetida tantas vezes quantas forem necessárias para se obter uma quantidade de

material desejada para a realização dos ensaios de caracterização.

3.1.2 Agregado graúdo

Os agregados graúdos são os materiais pétreos com dimensões maiores do que

2,00mm, ou que ficam retidos na peneira nº. 10. Devem ser constituídos de fragmentos

sãos, duráveis, não apresentar torrões de argila ou substancias nocivas, e ainda atender

ao preconizado nos seguintes ensaios:

68

a) Abrasão Los Angeles

- O objetivo deste ensaio é verificar o desgaste sofrido pelo agregado, quando

colocado na máquina “Los Angeles”, juntamente com uma carga abrasiva,

submetida a um certo numero de revoluções desta máquina a uma velocidade de

30rpm a 33rpm. O desgaste é expresso pela percentagem, em peso, pelo material

que passa, após o ensaio, pela peneira de malha quadrada de 1,7mm.

- Método utilizado: DNER-ME 035-98

- Graduação: A

b) Índice de Forma – DNER-ME 054/97

c) Durabilidade- DNER-ME 089/94

3.1.3 Agregado miúdo:

Os agregados miúdos são os materiais com dimensões entre 0,075mm e 2,00mm

(passante na peneira nº. 10 e retido na peneira nº. 200). Devem ter suas partículas

individuais resistentes, livres de torrões de argila e substâncias nocivas e ainda,

apresentar equivalente de areia igual ou superior a 55% (DNER-ME 054/97).

Este ensaio tem por finalidade detectar a presença de finos plásticos nos agregados

miúdos. Esses finos provocam fenômenos de retração e inchamento quando estão

presentes nas misturas betuminosas.

3.2 LIGANTES ASFÁLTICOS

Os ligantes utilizados na pesquisa foram o cimento asfáltico de petróleo (CAP) puro e o

melhorado com polímero tipo terpolímero elastomérico reativo (RET). Ainda não há

normatização para o asfalto melhorado com este polímero, tendo sido adotada para

efeito de controle as Especificações dos Cimentos Asfálticos de Petróleo Modificados

69

por Polímeros SBS da Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis

(Resolução ANP 31/2007), apresentada na Tabela 3.1.

Tabela 3.1 - Especificações dos Cimentos Asfálticos de Petróleo Modificados por Polímero SBS

( Resolução ANP 31/2007)

CARACTERÍSTICA LIMITE MÉTODO

Grau

UNID.

50/65 55/75 60/85 65/90 ABNT/

NBR ASTM

Penetração (100 g, 5s, 25ºC) 0,1

mm 45- 70 45-70 40-70 40-70 6576 D 5

Ponto de amolecimento, min ºC 50 55 60 65 6560 D 36

Viscosidade Brookfield Cp 15184 D 4402

a 135ºC, spindle 21, 20 rpm, máx. 1500 3000 3000 3000

a 150ºC, spindle 21,50 rpm, máx. 1000 2000 2000 2000

a 177ºC, spindle 21, 100 rpm, máx. 500 1000 1000 1000

Ponto de fulgor, mín. ºC 235 235 235 235 11341 D 92

Ensaio de Separação de fase, máx. ºC 5 5 5 5 15166 D 7173

Recuperação elástica a 25ºC, 20cm, mín. % 65 75 85 90 15086 D 6084

Efeito do calor e do ar (RTFOT) a 163ºC, 85

mín.

Variação de massa, max.; % (1)(2) %

massa 1 1 1 1 15235 D 2872

Variação do ponto de amolecimento, máx. (2) ºC -3 a +6 -5 a+7 -5 a+7 -5 a+7 6560 D 36

Percentagem de penetração original, mín. (2) % 60 60 60 60 6576 D 5

Percentagem de Recuperação Elástica Original a

25ºC, mín. (2) % 80 80 80 80 15086 D 6084

70

(1) A variação em massa, em porcentagem, é definida como:

M = (Minicial – Mfinal)/Minicial x 100

Onde:

Minicial – massa antes do ensaio RTFOT

Mfinal – massa após o ensaio RTFOT

(2) Ensaio realizado após teste RTFOT

3.2.1 Caracterização dos ligantes

Para a caracterização dos ligantes asfálticos foram realizados os ensaios abaixo

discriminados:

• Penetração (DNER ME 003/99)

É a distância medida em décimos de milímetros, que uma agulha padrão pesando 100g,

durante 5 segundos, penetra verticalmente em uma amostra de cimento asfáltico a uma

temperatura de 25ºC. Este ensaio avalia indiretamente o grau de dureza do CAP, que é

inversamente proporcional ao resultado do ensaio, sendo usado por algumas

especificações, como por exemplo, a do DNIT, como parâmetro classificador de tipo.

Este ensaio serve também para avaliar indiretamente o grau de envelhecimento do

betume recuperado de um revestimento antigo (Negrão, 2006).

• Viscosidade Saybolt - Furol (DNER ME 004/94)

É definida como o tempo necessário, medido em segundos, para que sessenta mililitros

de asfalto fluam, de modo contínuo, no viscosímetro Saybolt-Furol, por um orifício

71

circular de 0,169”, sob condições especificadas de temperatura. O principal objetivo

deste ensaio é determinar a fluidez dos asfaltos nas temperaturas de trabalho.

• Viscosidade Brookfield (NBR 15184)

Avaliam a viscosidade aparente do asfalto nas temperaturas de transporte, usinagem e

compactação de maneira a assegurar adequada trababilidade.

• Ponto de Fulgor (DNER ME 148/94)

É a menor temperatura na qual vapores provenientes do material betuminoso em

aquecimento, se inflamam por uma chama padronizada. É um ensaio que visa à

segurança no manuseio do asfalto, no transporte, estocagem e usinagem, quando são

submetidos a altas temperatura.

• Ductilidade (DNER ME 163/98)

É o alongamento em centímetros obtido antes da ruptura de uma amostra de CAP, na

seção diminuída do molde com largura inicial de 10mm, em banho de água a 25ºC,

tracionada a uma velocidade de 5cm/minuto. É uma maneira indireta de se avaliar a

coesão dos asfaltos. Essa propriedade demonstra a flexibilidade, isto é, a capacidade do

material ensaiado de se deformar sem se romper.

• Ponto de Amolecimento (DNER ME 247/94)

Também conhecido como “ensaio de anel e bola”, é a temperatura em que uma esfera

de aço pesando de 3,4 a 3,55 g, com diâmetro de 9,35 mm, atravessando um anel

padronizado de 15,8 mm de diâmetro e 6,4mm de altura, cheio com material

72

betuminoso, toca uma placa de referência distante 25,4mm, sob condições

especificadas.

• Retorno Elástico (DNER ME 382/99)

A recuperação elástica é a medida da capacidade de retorno do asfalto modificado por

polímero após a interrupção da tração mecânica especificada. O ensaio consiste na

colocação da amostra, devidamente preparada em um banho d’água, submetendo-a uma

tração que produza um alongamento de 200mm, quando o material é seccionado e

verificado o seu retorno após 60 minutos de repouso. O ensaio é executado a uma

temperatura de 25±0,5ºC e à velocidade de 5±0,25mm/min.

• Compatibilidade ou Separação de Fases (DNER ME 384/99)

Fixa o valor da estabilidade ao armazenamento do asfalto modificado por polímero. O

ensaio consiste em se colocar uma amostra de asfalto modificado em um recipiente de

500ml e, após cinco dias a 163ºC são determinados os pontos de amolecimento de

amostras do topo e do fundo do recipiente. A estabilidade é a diferença entre os pontos

de amolecimento assim determinados. Quanto menor for a diferença entre estes

resultados maior é a compatibilidade entre o asfalto e o polímero.

• Densidade a 20/4ºC (DNER ME 193/96)

É a relação entre a massa do CAP a 20ºC e a massa de igual volume de água a 4ºC, tem

por finalidade a transformação de unidades gravimétricas em volumétricas e é utilizada

no calculo do volume de vazios de misturas asfálticas.

• Efeito do Calor e do Ar (ABNT MB-425)

Este ensaio simula as condições a que um cimento asfáltico de petróleo é submetido

quando do processo de confecção de um concreto betuminoso usinado a quente. Permite

verificar a presença de óleos leves e/ou oxidação da amostra durante o aquecimento.

73

O ensaio consiste em aquecer o CAP a uma temperatura superior a 97ºC acima do ponto

de amolecimento do material analisado. Este material é colocado num recipiente

cilíndrico com fundo chato apresentando uma espessura de 0,3cm. Após colocar a

amostra no recipiente, deixa-se esfriar a temperatura ambiente e pesa-se com

aproximação de 0,001g. Leva-se o material à estufa a 163±1ºC, durante 5 horas, com

um giro de 5 rpm. Retira-se a amostra e deixa-se esfriar até a temperatura ambiente e

pesa-se com precisão de 0,001g e calcula-se a variação de peso em percentagem sobre o

peso do asfalto inicial. Após a pesagem da amostra, coloca-se o recipiente novamente

na estufa onde é deixado por 15 minutos. Retira-se a amostra e verte-se o material para

recipiente próprio e realiza-se o ensaio de penetração.

• Índice de Susceptibilidade Térmica

Indica a sensibilidade da consistência dos ligantes asfálticos à variação de temperatura.

O conhecimento prévio sobre como se comportará um determinado ligante frente à

variação de temperatura é de fundamental importância na qualidade dos serviços e

também na segurança do usuário da rodovia, tendo em vista as deformações plásticas

que poderão advir. Este ensaio deveria ser obrigatório no recebimento dos materiais nas

obras.

O índice de susceptibilidade térmica foi proposto em 1936 por Pfeiffer e Van Doormaal,

e representa o coeficiente angular da reta que passa pelos pontos (log800xPA) e

(logPx25ºC), admitindo-se como verdadeira a premissa de que a penetração na

temperatura do ponto de amolecimento seja de 800 décimos de milímetro, o que não é

aceito por muitos autores, que afirmam que a penetração de um grande número de CAPs

no seu ponto de amolecimento pode diferir consideravelmente de 800, principalmente

nos casos de CAPs com altos valores de ponto de amolecimento (Bernucci et al, 2008).

Seu coeficiente angular é calculado através da Equação 3.1.

Equação 3.1

74

Para resolver este problema, a especificação DNER-EM396/99, asfalto modificado por

polímero SBS, determina que o índice de susceptibilidade térmica (IST), deve ser

calculado a partir do coeficiente angular da reta log(pen) = C + tgα x T, para as

penetrações correspondentes aos pontos de temperaturas de 15ºC, 20ºC, 25ºC, 30ºC e

35ºC, e C uma constante.

Para se evitar o desenho em escala monolog e obtermos um valor preciso, sugerimos a

adoção do ajuste da curva usando-se o método dos mínimos quadrados, conforme

formula abaixo, que nos dá diretamente o parâmetro requerido, isto é, o coeficiente

angular (tgα) da reta que melhor se ajusta aos pontos dados.

∑ ∑

∑ ∑ ∑

= =

= = =

−⋅

⋅−⋅

=n

i

n

i

ii

n

i

n

i

n

i

iiii

xxn

yxyxn

tg

1 1

1 1 1

)²(²α Equação 3.2

onde:

xi – temperaturas: 15ºC, 20ºC, 25ºC, 30ºC e 35ºC.

yi – log pen.

pen.- penetração à temperatura xi.

Figura 3.1 – log penetração x temperatura

75

Para o calculo do Índice de Susceptibilidade Térmica (IST) utiliza-se a fórmula abaixo

descrita.

α

α

tg

tgIST

×+

×−=

501

50020 Equação 3.3

3.2.2 Controle de Qualidade

A norma DNIT 031/2006 – ES determina que no controle de qualidade do cimento

asfáltico sejam efetuados no mínimo, os seguintes ensaios:

• 01 ensaio de penetração a 25ºC para todo carregamento que chegar à obra.

• 01 ensaio do ponto de fulgor, para todo carregamento que chegar à obra.

• 01 índice de susceptibilidade térmica para cada 100 t.

• 01 ensaio de espuma para todo carregamento que chegar à obra.

• 01 ensaio de viscosidade “Saybolt-Furol”, para todo carregamento que chegar à obra.

• 01 ensaio de viscosidade “Saybolt-Furol” a diferentes temperaturas para confecção da

curva viscosidade x temperatura, para cada 100 t.

A especificação de materiais DNER-EM 396/99 cita, além dos ensaios acima,

parâmetros que devem ser atendidos de acordo com os seguintes ensaios:

• Ductilidade, 25ºC, 5 cm/min, cm

• Densidade relativa, 25ºC/25ºC

• Ponto de Ruptura Fraas, ºC

• Recuperação Elástica, 20 cm, 25ºC, %

• Viscosidade Cinemática a 135ºC e 155ºC, cSt

76

3.2 MISTURAS ASFÁLTICAS

Este item aborda a dosagem da mistura do concreto betuminoso usinado a quente –

CBUQ, assim como a normatização e os métodos de ensaios a serem obedecidos. O

projeto de concreto asfáltico deve ser formulado através do Método Marshall (DNER-

ME 043/95), que é descrito sucintamente a seguir:

• Coleta, quarteamento e analise granulométrica dos materiais a serem utilizados.

• Seleção da faixa granulométrica (Tabela 3.2) a ser utilizada.

Tabela 3.2 – Faixas Granulométricas (DNIT 031/2006 – ES)

Peneira de malha quadrada

Percentagem em massa, passando

Série ASTM

Abertura (mm)

A B C Tolerâncias

2” 50,8 100 - - -

1 ½ 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 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 (Binder)

4,5 – 7,5 camada de ligação e rolamento

4,5 – 9,0 camada de rolamento

± 0,3%

77

• Determinação das percentagens de cada material componente da mistura, exceto o

CAP, que somadas perfazem 100%. A granulometria da mistura poderá variar dentro de

uma faixa de trabalho, que nada mais é do que a granulometria escolhida acrescida ou

decrescida do valor da tolerância de cada peneira. A faixa de trabalho deverá se

enquadrar dentro da faixa granulométrica adotada

• Determinação das massa específicas reais dos agregados, Brita 1, Brita 0 e Pó de

pedra.

• Determinação da massa específica real do ligante

• Cálculo da massa específica real da mistura de agregados (dag):

adrPódepedr

Pódepedra

drBrita

Brita

drBrita

Britadag

%

0

0%

1

1%100

.++

=

Equação 3.4

Sendo: - % Brita 1, % Brita 0 e %Pó-de-pedra: Percentual de cada material utilizado. - dr: massa específica real, conforme item anterior. • Determinação da massa específica aparente da mistura agregado/ligante (da): Obtida diretamente através da pesagem ao ar e imersa do corpo de prova. • Cálculo da massa específica teórica da mistura agregado/ligante (dt):

dag

CAP

db

CAPdt

%100%100

−+

= Equação 3.5

Sendo: db – Massa específica do betume dag – massa especifica do agregado %CAP – Percentagem de CAP na mistura

• Vazios (Vv) (%)

100)1( ⋅−=dt

dagVv Equação 3.6

78

• Vazios cheios com betume (VCB)(%):

dagdb

CAPVCB ⋅=

% Equação 3.7

• Vazios do agregado mineral (VAM) (%):

VCBVvVAM += Equação 3.8

• Relação Betume Vazios (RBV) (%):

100⋅=VAM

VCBRBV Equação 3.9

• Com as quantidades de cada material, confeccionar os corpos-de-prova (três para cada

teor), aquecer as misturas com 10ºC a 15ºC acima da temperatura do ligante, que deve

ser a temperatura na qual o ligante apresente uma viscosidade Saybol-Furol de

85±10segundos. A temperatura de compactação deve ser a temperatura em que o ligante

apresente viscosidade entre 125 e 155sSF.

• Os teores de asfalto devem variar de 0,5%.

• Resfriamento, desmoldagem e medições das dimensões (diâmetro e altura) dos corpos

de prova.

• Determinação da estabilidade e fluência Marshall

• Os parâmetros Vv, RBV, Resistência à Tração e VAM devem se enquadrar nos

valores especificados nas Tabelas 3.3. e 3.4.

• Confecção dos gráficos:

- % Vazios x % CAP

- RBV x % CAP

- Estabilidade x % CAP

- Fluência x % CAP

79

• Determinação do teor de betume, verificando os menores e maiores teores que

atendam simultaneamente, a todas as exigências de vazios, RBV, estabilidade e

fluência.

Tabela 3.3 - Características da Mistura

Tabela 3.4 Vazios do Agregado Mineral

VAM – Vazios do Agregado Mineral

Tamanho Nominal Máximo do agregado

# mm

VAM Mínimo %

1 ½” 38,1 13

1” 25,4 14

3/4” 19,1 15

1/2” 12,7 16

3/8” 9,5 18

Características Método de

ensaio

Camada de

Rolamento

Camada de

Ligação (Binder)

Porcentagem de vazios, % DNER-ME 043 3 a 5 4 a 6

Relação betume/vazios DNER-ME 043 75 – 82 65 - 72

Estabilidade, mínima, (Kgf)

(75 golpes) DNER-ME 043 500 500

Resistência à Tração por

Compressão Diametral

estática, mínima, MPa

DNER-ME 043 0,65 0,65

80

3.4 ESTUDO DE TRÁFEGO

O estudo de tráfego é uma das etapas mais importante no desenvolvimento de um

projeto de restauração rodoviária, um erro nesta fase pode acarretar em projetos

deficientes estruturalmente ou até mesmo em soluções superdimensionadas. As

atividades desenvolvidas para este fim encontram-se citadas a seguir:

- Contagem Volumétrica e Classificatória de Veículos;

- Determinação do Volume Médio Diário de Tráfego;

- Projeção do Tráfego;

- Cálculo do Numero “N”.

3.4.1 Contagem Volumétrica e Classificatória de Veículos

A contagem volumétrica e classificatória de veículos deve abarcar o tráfego médio da

rodovia durante todo o ano, devendo ser planejada para que seja executada em dias

médios de tráfego, ou, de preferência que seja realizado durante toda a semana. Merece

atenção o tráfego sazonal, que porventura se utiliza da rodovia pesquisada, devendo ser

identificado e quantificado, de modo a não mascarar a projeção da pesquisa para o

trafego anual. Com os dados obtidos na contagem determina-se o Volume Médio Diário

de Tráfego.

3.4.2 Projeção do Tráfego

Para projeção do tráfego durante o período de projeto, deve ser adotada uma taxa de

crescimento, em percentagem por ano. Com isto é possível efetuar a projeção do tráfego

do ano de abertura ao trafego até o final do período de projeto, geralmente de 10 anos

3.4.3 Cálculo do Número “N”

O Número Equivalente “N”, necessário ao dimensionamento do pavimento de uma

rodovia, é definido pelo número de repetições equivalentes de um eixo-padrão de 80 kN

(18.000 lb ou 8,2 tf), durante o período de vida útil do projeto.

81

Na determinação do Número “N” são considerados certos fatores relacionados com a

composição do tráfego e referidos a cada categoria de veículos, definida em função da

carga transportada e do número de eixos dos veículos.

Seus valores anuais e acumulados durante o período de projeto são calculados com base

nas projeções do tráfego, sendo necessário para isso o conhecimento qualitativo e

quantitativo da composição presente e futura dos veículos. Esse conhecimento é obtido

por meio das pesagens, pesquisa origem-destino, contagens volumétricas e

classificatórias e pesquisas de tendências da frota regional ou nacional. Como descrito

anteriormente a taxa de crescimento utilizada é definida pelo projetista em consonância

com o órgão contratante.

O número "N" é calculado pela seguinte expressão:

N = 365 × P ×VDM × Fv × Fr × D × d Equação 3.10

onde:

N = número equivalente de operações do eixo padrão;

P = período de projeto;

VDM = volume diário médio de tráfego;

Fv = fator de veículo;

Fr = fator climático regional;

D = porcentagem de veículos comerciais na faixa mais solicitada;

d = porcentagem de veículos por sentido.

Os Fatores de Veículos utilizados para o cálculo no Número “N” foram os preconizados

pela AASHTO e pelo USACE e são calculados segundo metodologia descrita a seguir.

O fator de veículos (Fv) é um multiplicador que permite a determinação do número de

eixos equivalentes ao eixo padrão a partir do volume de veículos que trafega durante o

período de projeto.

O fator de veículos é calculado a partir da seguinte expressão:

82

Fv = FE × FC Equação 3.11

onde:

FE = fator de eixo;

FC = fator de equivalência de carga.

Como não se dispõe de dados atualizados que representem as cargas atuantes no

referido trecho, a análise foi baseada na consideração de que a composição do fluxo de

veículos comerciais na faixa de projeto é de 100% (fator direcional 0,50) e

carregamento distribuído da seguinte forma: 25% dos veículos vazios, 70% dos veículos

com a carga máxima legal e 5% com a tolerância atualmente permitida em relação ao

Peso Bruto Total (PBT).

Ressalta-se que o grau de carregamento máximo por tipo de eixo permitido pela Lei da

Balança, permitido pelo Código de Trânsito Brasileiro (Lei nº 9.053. de 23.09.1997 –

resolução nº 12 de 06/02/1998), que corresponde a 6,0 tf no eixo simples dianteiro, e

10,0 tf, 17,0 tf e 25,5 tf para os eixos simples, tandem duplo e tandem triplo traseiros,

respectivamente.

Os fatores de equivalência à carga padrão de 8,2 tf foram determinados analiticamente,

considerando-se diversas situações dos veículos, com as cargas máximas legais por eixo

e vazios, utilizando-se dois métodos de cálculo preconizados pelo DNER, o do USACE

(United States Army Corps of Engineers) e o da AASHTO (American Association of

State Highway and Transportation Officials).

Por fim, no intuito de se considerar as variações de umidade dos materiais constituintes

do pavimento durante as diversas estações do ano (o que se traduz em variações da

capacidade de suporte dos materiais), multiplica-se o número equivalente de operações

do eixo padrão (ou parâmetro de tráfego) "N" por um coeficiente "Fr”, denominado

Fator Regional, que, na pista experimental da AASHTO, variou de 0,2 (ocasiões em que

prevalecem baixos teores de umidade) a 5,0 (ocasiões em que os materiais estão

praticamente saturados).

83

Entretanto, no Brasil não se dispõe de elementos experimentais para tal determinação,

mas de acordo com as recomendações do Departamento Nacional de Estradas de

Rodagem (DNER, 1996) pode-se adotar Fr = 1,0

3.5 LEVANTAMENTO DEFLECTOMÉTRICO

No estudo destinado ao conhecimento da capacidade estrutural de um pavimento, um

dos itens de maior relevância é o levantamento das deflexões recuperáveis. Este pode

ser efetuado através de vários equipamentos. Dentre estes, destacamos a viga

Benkelman e o Falling Weight Deflectometer, que passamos a descrever a seguir.

3.5.1 Viga Benkelman (DNER-ME 024/94)

A viga Benkelman como é conhecido este instrumento, tem seu uso difundido no meio

rodoviário entre outros, pelos seguintes motivos: economia, baixo preço de aquisição;

facilidade de operação, não necessitando grande especialização dos operadores e

robustez do equipamento. Seu uso está se disseminando para além da fase de projeto, há

uso no controle de execução de camadas, como por exemplo sub-base e base.

Foi idealizada pelo engenheiro A. C. Benkelman, do Bureau of Public Roads e utilizada

pela primeira vez nas pistas experimentais da “WASHO”, em 1953. É constituída

basicamente por uma parte fixa que é apoiada no pavimento por meio de três pés, sendo

um regulável, e onde se encontra instalado um medidor de deslocamento (extensômetro)

com precisão de 0,01mm. A outra parte é móvel, acoplada à parte fixa por meio de uma

articulação, ficando uma das extremidades, que é a ponta de prova, em contato com o

pavimento, no local onde se deseja medir a deflexão. A parte fixa, dispõe ainda de um

vibrador, cuja função é eliminar eventuais atritos entre as partes móveis durante a

operação de medida.

As medições das deflexões são efetuadas na seguinte seqüência:

84

• Inserção da ponta de prova entre os pneus do caminhão.

• Efetua-se a leitura inicial no extensômetro.

• Execução das leituras dos pontos intermediários.

• Leitura final quando o extensômetro estiver acusando uma velocidade de deformação

menor que 0,01 mm/min e o caminhão estiver a no mínimo 10m à frente.

A viga como qualquer instrumento mecânico que se deseja preciso, deve ser submetida

previamente a uma aferição, que indicará se está apta para o trabalho. Deve ser dada

atenção a precisão no carregamento do caminhão, com 8,2 tf simetricamente distribuída

no eixo traseiro, e à calibração dos pneus com pressão de 0,56 MPa (80lbs).

A deflexão do pavimento no ponto de prova é calculada por meio da formula:

KLfLD ×−= )( 0 Equação 3.12

Onde:

D – deflexão real, em centésimos de milímetros;

Lo – leitura inicial, em centésimos de milímetros;

Lf – leitura final, em centésimos de milímetros;

K – constante da viga (relação entre os braços);

)(2

6250

25DDoR

−= Equação 3.13

Onde:

R – raio de curvatura, em metros;

Do – defexão real, em centésimos de milímetros;

D25 – deflexão a 25 cm do ponto de prova, em centésimos de milímetro.

3.5.2 Falling Weight Deflectometer (DNER PRO 273/96)

Os Levantamentos Deflectométricos para o dimensionamento, foram realizados com o

emprego do Falling Weight Deflectometer (FWD) Dynatest 8000 visto na Figura 3.2,

que é um deflectômetro de impacto projetado para simular o efeito de cargas de roda em

85

movimento. Isto é obtido pela queda de um conjunto de massas, a partir de alturas pré-

fixadas, sobre um sistema de amortecedores de borracha, que transmitem a força

aplicada a uma placa circular apoiada no pavimento, conforme Figura 3.3 (Dynatest,

2006).

Figura 3.2 - Vista do Falling Weight Deflectometer (FWD) Dynatest 8000 E (Dynatest, 2006)

Figura 3.3 – Vista do esquema do levantamento com o FWD (Dynatest, 2006)

A carga do impulso pode ser variada, pela modificação da altura de queda ou da

configuração de massas utilizada. Na placa circular existe uma célula de carga que mede

86

a carga do impacto proveniente da queda do conjunto de massas; a duração do pulso de

carga varia de 0,25 a 0,30s, o que equivale aproximadamente a um veículo em

movimento a 70 km/h. O aparelho é montado sob um trailer que é conduzido durante a

realização dos ensaios por um automóvel com capacidade média de carga (Dynatest,

2006).

Os deslocamentos recuperáveis gerados na superfície do pavimento (bacia de deflexões)

são medidos por 7 geofones (transdutores de velocidade) instalados na placa de carga e

ao longo de uma barra metálica, podem ser observado nas figuras 3.4 e 3.5.

As distâncias dos geofones ao centro da placa de carga são fixadas visando maximizar a

acurácia em função da estrutura do pavimento ensaiado, procurando-se posicioná-los de

forma que as deflexões neles registradas reflitam a contribuição das diversas camadas

na deformabilidade total do pavimento e defina completamente a geometria da bacia.

Neste estudo foram empregados os seguintes espaçamentos para os geofones: 0, 20, 30,

45, 65, 90 e 120 cm (Dynatest, 2006).

Tem-se então que o primeiro geofone mede a deflexão sob a ação da carga (Df1), o

segundo geofone mede a deformação do pavimento a 20 cm do ponto de aplicação da

carga (Df2) e assim sucessivamente.

No levantamento, utilizou-se uma carga de 40 kN, equivalente ao semi-eixo padrão

rodoviário das normas federais.

Figura 3.4 – Bacia de deflexão medida com o FWD (Dynatest, 2006)

87

Figura 3.5 – Bacia de deflexão medida com o FWD (Dynatest, 2006)

3.6 AVALIAÇÃO OBJETIVA DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO (DNER 006, 007 e

008/2003 – PRO)

A “Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos” deve ser

realizada em todas as faixas de rolamento do trecho em questão, para a determinação

das ocorrências aparentes nas superfícies dos pavimentos asfálticos e as deformações

permanentes nas trilhas de rodas.

Devem ser demarcadas estações de avaliação, definidas como um retângulo de seis

metros de comprimento, no sentido do estaqueamento, dispostos três metros à ré e três à

vante da estaca, abrangendo a largura da faixa de rolamento. As superfícies avaliadas

situadas nas estacas pares estão localizadas na faixa da direita e as impares na faixa

esquerda, perfazendo uma distancia de vinte metros alternados em relação ao eixo da

pista, e quarenta metros na mesma faixa.

Os seguintes tipos de defeitos devem ser considerados na vistoria:

• Trincas Classe 1 (FC-1);

• Trincas Classe 2 (FC-2);

• Trincas Classe 3 (FC-3);

• Afundamento (ALP e ALT);

• Ondulação e Panelas (O e P);

• Exsudação (EX);

88

• Desgaste (D);

• Remendos (R);

O IGG (Índice de Gravidade Global) é o somatório dos Índices de Gravidade Individual

que são calculados da seguinte maneira:

• Freqüência relativa (fr):

n

fafr

100×= Equação 3.14

onde:

fa – freqüência absoluta (número de ocorrências).

n – número de estações inventariadas

• Índice de Gravidade Individual (IGI):

fpfrIGI ×= Equação 3.15

onde:

fp – fator de ponderação, conforme Tabela 3.5

Tabela 3.5 - Pesos para cálculo do IGG

Tipo Defeito Fator de Ponderação

1 FC-1 0,2

2 FC-2 0,5

3 FC-3 0,8

4 ALP e ATP 0,9

5 O e P 1,0

6 EX 0,5

7 D 0,3

8 R 0,6

89

• Índice de Gravidade Global (IGG):

∑= IGIIGG Equação 3.15

3.7 DIAGNÓSTICO

Inicialmente, de posse dos elementos angariados durante a avaliação do pavimento,

procede-se a divisão do trecho em segmentos cujo comportamento estrutural pode ser

considerado como homogêneo e que, portanto, terão diagnósticos e tratamento analítico

individualizados.

A segmentação homogênea é realizada considerando-se como parâmetro de referência a

condição estrutural do pavimento como um todo, representada pela deflexão sob a ação

da carga. Nessa etapa, é utilizado o método das diferenças acumuladas, preconizado

pela AASHTO para a divisão de uma rodovia em segmentos homogêneos, que consiste

na seguinte seqüência de cálculo:

A. Calcula-se o valor médio para toda a rodovia do parâmetro a ser analisado; B. Calcula-se a diferença entre o valor pontual e o valor médio; C. Calculam-se os valores acumulados das diferenças;

D. Plota-se um gráfico onde a abscissa é a posição na rodovia e a ordenada apresenta os

valores acumulados das diferenças.

A variação do coeficiente angular da curva assim obtida indica uma mudança do

comportamento médio de um determinado segmento para outro, caracterizando

matematicamente as extremidades dos segmentos homogêneos.

A Tabela 3.6 e a Figura 3.6 apresentam um exemplo hipotético de determinação de

segmentos homogêneos conforme a metodologia descrita.

90

Tabela 3.6 – Exemplo de determinação de segmento homogêneo

Distância Parâmetro Parâmetro - Média Diferença Acumulada 0,0 70 -10 -10

0,2 70 -10 -20

0,4 70 -10 -30

0,6 90 10 -20

0,8 90 10 -10

1,0 90 10 0

Média 80

Figura 3.6 – Exemplo de determinação de segmento homogêneo

Verifica-se, pelo gráfico acima, que o ponto de distância 0,4 é um limite de dois

segmentos de comportamento distintos. Verifica-se, também, que os segmentos entre os

pontos de distância 0 ao 0,4 e 0,4 ao 1,0 possuem comportamento semelhante do ponto

de vista do parâmetro analisado.

Com os segmentos homogêneos definidos, confeccionam-se duas tabelas, contendo os

parâmetros estruturais e funcionais do pavimento, determinados respectivamente a

partir do levantamento deflectométrico realizado com o FWD e do cadastro de defeitos

realizado em conformidade com a norma DNER-PRO 08/2003.

91

- Parâmetros Estruturais do Segmento

• Df1 – valor médio da deflexão medida sob a ação da carga, em 0,01 mm;

• Df2 – valor médio da deflexão medida a 20 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df3 – valor médio da deflexão medida a 30 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df4 – valor médio da deflexão medida a 45 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df5 – valor médio da deflexão medida a 65 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df6 – valor médio da deflexão medida a 90 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df7 – valor médio da deflexão medida a 120 cm da carga, em 0,01 mm;

• Df1 - Df4 – valor médio da diferença da deflexão medida sob a ação da carga e a

deflexão medida a 45 cm da carga, em 0,01 mm;

• Desvio – Desvio Padrão da deflexão medida sob a ação da carga, em 0,01 mm;

• Dc – Deflexão Característica (Df1 + Desvio), em 0,01 mm;

- Parâmetros Funcionais do Segmento

• FC-2 – Trincas classe 2, em porcentagem das estações de análise;

• FC-3 – Trincas classe 3, em porcentagem das estações de análise;

• FC-2 + FC-3 – Trincas classe 2 e 3 somadas, em porcentagem das estações de análise;

• Ondulação, em porcentagem das estações de análise;

• Panelas, em porcentagem das estações de análise;

• IGG – Índice de Gravidade Global;

• Degrau entre pista de rolamento e acostamento, em cm.

3.8 DIMENSIONAMENTO DO REFORÇO PELO MÉTODO DNER PRO

269/94 – TECNAPAV

Descreveremos sucintamente o método de dimensionamento da espessura de reforço

estrutural para um segmento homogêneo, proposta na norma DNER PRO 269/94 –

Tecnapav.

Para a realização desse estudo deve-se preliminarmente ter conhecimento do tráfego que

se utilizará da rodovia ao longo do período abrangido pelo projeto, além dos dados

92

relativos às estruturas dos pavimentos existentes, assim como do levantamento

deflectométrico.

Em apertada síntese, a metodologia utilizada nesta norma consiste na comparação entre

as deformações geradas pelo tráfego ao pavimento e as deformações admissíveis pelo

mesmo sem que haja sua ruptura.

Conforme visto, os dimensionamentos baseados na norma DNER PRO 269/94, estão

alicerçados nos princípios da Mecânica dos Pavimentos, de maneira a fornecer ao

pavimento analisado as características resilientes compatíveis com o tráfego esperado

ao longo de sua vida útil.

3.8.1 Cálculo da Deflexão Admissível

A deflexão admissível é a deflexão máxima que o pavimento pode suportar sem se

romper, devido à fadiga causada pela ação das cargas geradas pelo tráfego ao longo de

sua vida útil, isto é, até atingir o número “N” de projeto. É obtida através da seguinte

equação:

NDadm log188,0148,3log −= Equação 3.16

onde:

Dadm - Deflexão admissível;

N - Número “N” acumulado de projeto.

3.8.2 Cálculo da Espessura Efetiva do Revestimento

Um parâmetro importante de avaliação dos pavimentos é a espessura efetiva do

revestimento existente.

Ela é o cálculo da espessura em termos de um revestimento novo (com características e

propriedades idênticas às da camada em análise), que tenha o mesmo comportamento

93

mecânico da camada em estudo.

A espessura efetiva do revestimento é calculada pela seguinte equação:

21 101,4972,0961,807

737,5 IIDc

hef ×+×++−= Equação 3.17

0 ≤ hef ≤ he

onde:

hef -Espessura efetiva (cm);

Dc -Deflexão característica (x 210 − mm);

he -Espessura existente (cm).

I1 e I2 - Constantes relacionadas às características resilientes da camada não granular da

estrutura de referência conforme Tabela 3.7, em função do grupo de solos, determinado

conforme Tabela 3.8.

Tabela 3.7 – Valores de I1 e I2

I1 I2

Tipo I 0 0

Tipo II 1 0

Tipo III 0 1

Tabela 3.8 – Grupos de Solos

S % CBR

≤35 35 a 65 ≥65

≥ 10 I II III

6 a 9 II II III

2 a 5 III III III

94

21 .893,3.016,1.357,114,238

015,19 IIhefD

HRadm

++−+−=

Sendo 1002

1100 ×−=

P

PS Equação 3.18

Onde:

S(%) – Silte, em %

P1 – percentagem, em peso, de material cujas partículas tenham diâmetro inferior a

0,005mm, determinada na curva de distribuição granulométrica.

P2 – percentagem, em peso, de material cujas partículas tenham diâmetro inferior a

0,075mm, determinada na curva de distribuição granulométrica.

Os ensaios nas amostras coletadas através de sondagens realizadas no sub-leito do

segmento, classificaram-no como tipo III, portanto os valores de I1 e I2 são

respectivamente 0 e 1.

O método recomenda analisar o valor calculado da espessura efetiva em função do grau

de trincamento do revestimento asfáltico existente, desprezando-se o valor (hef=0) em

situações com FC-2+FC3 próximos a 80% ou FC-3 superior a 30%.

3.8.3 Cálculo da Espessura de Reforço em CBUQ

O dimensionamento do reforço em CBUQ, tem como finalidade obter a menor

espessura de camada em concreto asfáltico, que garanta ao pavimento quando em

serviço, atingir uma deflexão menor que a deflexão admissível, calculada no item 3.8.1.

A espessura de reforço é obtida através da seguinte equação:

Equação 3.19

Nas situações de hef=0 por razões de elevado grau de trincamento, onde o fenômeno da

reflexão de trincas é predominante no desempenho da camada de reforço, a espessura

95

mínima recomendada pelas metodologias e normas vigentes no DNIT é da ordem de

HR=10,0cm, resguardando a necessidade de correções localizadas preliminares.

3.9 MODIFICAÇÃO DO ASFALTO, CONFECÇÃO E APLICAÇÃO DO

CONCRETO ASFÁLTICO

3.9.1 Modificação do Asfalto

Na confecção do presente trabalho foi utilizado o cimento asfáltico de petróleo CAP

50/70 puro, e o mesmo ligante modificado com teores variáveis de 0,5%; 1,0%; 1,5% e

2,0% de polímero RET. Foi adicionada também uma quantidade fixa, de 0,22% de

catalisador. Os percentuais citados são calculados sobre o cimento asfáltico de petróleo,

em peso.

O polímero utilizado foi o terpolímero elastomérico reativo (RET) de nome comercial

Elvaloy®, produzido pela Du Pont, que são fornecidos em sacos plásticos de 25 kg.

Conforme Tomé et al (2005), apresenta as seguintes características (Tabela 3.9):

Tabela 3.9 – Características do Terpolímero Elvaloy®

Características do Terpolímero Elvaloy®

Solubilidade em água Desprezível

Odor Moderado

Inflamabilidade acima de 300ºC

Cor Branco

Estabilidade química até 240ºC

O catalisador utilizado é o ácido polifosfórico, fórmula química H3PO4 a 116%,

fornecido pela empresa Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda. Segundo Leite et al

(2004), a adição de ácido polifosfórico melhora a susceptibilidade térmica do ligante e

96

por conseqüência, amplia a faixa de plasticidade do betume modificado além de, em

baixos teores de ácido fornecer produtos estáveis de alto ponto de amolecimento e

resistência à oxidação melhorada.

A Tabela 3.10 apresenta, conforme Tomé et al. (2005), algumas características físico-

quimicas do catalizador.

Tabela 3.10 – Características físicas e químicas do catalisador

Características físico-quimicas do ácido polifosfórico

Estado físico líquido

Forma extremamente viscoso

Fusão < -50ºC

Ebulição 550ºC

Massa Volumétrica 2.060 kg/m³, a 25ºC

pH < 2 (solução aquosa a 1g/100ml)

Viscosidade 60.000mP a 25ºC

O procedimento de mistura é apresentado a seguir:

▪ Calcular a quantidade de Elvaloy e ácido polifosfórico a ser adicionada.

▪ Aquecimento do CAP a uma temperatura superior a 175ºC.

▪ Adicionar o polímero lentamente ao tanque.

▪ Agitar a mistura por aproximadamente uma hora, para homogeneização,

mantendo a temperatura superior a 180ºC.

▪ Verificar se o polímero está todo dissolvido no asfalto, caso não esteja,

aguardar até a completa diluição. Este procedimento visa evitar a formação

de grumos do polímero, que não se diluirá mais caso seja colocado em

contato com o acido polifosfórico.

▪ Inserir o ácido polifosfórico, teor de 0,22% em peso do asfalto.

▪ ·Agitar por mais quatro horas até obter uma mistura CAP+polímero+ácido

perfeitamente homogenia.

97

3.9.2 Confecção e Aplicação do Concreto Asfáltico

A produção dos agregados, confecção e a aplicação do concreto asfáltico esteve a cargo

da empresa Servix Engenharia S.A., com o apoio da Dynatest Ltda no controle de

incorporação do polímero ao ligante.

A confecção da massa foi realizada em uma usina gravimétrica Cyber – UA-2 com

capacidade para produzir de sessenta a oitenta toneladas por hora. É composta de três

silos frios e três silos quentes.

Para armazenamento do CAP dispunha-se de quatro tanques, sendo que dois são para o

produto puro, o terceiro comporta o CAP polimerizado e o quarto, que contém o

mecanismo de mistura é utilizado para a adição do polímero ao asfalto e também para

estocagem do produto até sua transferência para o terceiro tanque.

A sistemática adotada para a execução dos serviços foi a seguinte:

▪ Fresagem do revestimento original devido ao alto grau de trincamento

apresentado.

▪ Remoção do material fresado.

▪ Varredura mecânica e remoção do pó com ar comprimido.

▪ Execução de pintura de ligação com emulsão RR-1C.

▪ Aplicação de camada de bloqueio de trincas em CBUQ com espessura media de

dois centímetros.

▪ Execução da camada de reforço em concreto betuminoso usinado a quente com

polímero, com espessura de cinco centímetros.

Deve-se enfatizar que o asfalto modificado por polímero tem a particularidade de ser

aquecido a uma temperatura superior a 170ºC, praticamente o teto do aquecimento do

CAP comum que é de 177ºC, para se atingir uma viscosidade que proporcione um bom

envolvimento do ligante no agregado. A temperatura do agregado deve ser igual ou

superior a 165ºC.

98

Os equipamentos utilizados nos trabalhos de preparo, espalhamento e compactação da

mistura são os seguintes:

▪ Fresadora

▪ Vassoura mecânica rebocável.

▪ Compressor de ar com manqueiras.

▪ Caminhão espargidor.

▪ Vibro-acabadora Cyber AS 114 CR.

▪ Rolo liso de pneus Muller AP 26

▪ Rolo tandem Muller VAP 55 VA

▪ Caminhões basculantes.

O início dos trabalhos do trecho experimental se deu no dia 05 de dezembro de 2007 e

devido ao trabalho de adição do polímero ao ligante, que é demorado, executava-se um

teor a cada dia. O serviço iniciava-se em uma determinada faixa, e quando pronta,

aguardava-se o resfriamento, invertia-se o tráfego, preparava a outra faixa, aplicava a

massa e findo o segmento deslocavam-se as máquinas para início no segmento seguinte

no próximo dia. A cronologia dos serviços assim como os locais estão apresentados na

Tabela 3.11.

Tabela 3.11 – Cronologia dos serviços e localização dos segmentos

Estacas Data de Execução Teor de Polímero

Início Fim

05/12/2007 0,0 2113 + 4,00 2128

06/12/2007 0,5 2089 2113 + 4,00

07/12/2007 1,0 2069 + 12,00 2089

08/12/2007 1,5 2051 2069 + 12,00

10/12/2007 2,0 2032 2051

99

Objetivando à densidade de projeto, iniciava-se a compactação da mistura logo após o

espalhamento, executando sete passadas com o rolo liso de pneus a uma pressão de

80lbs, até não haver marcas dos pneus na massa recém espalhada, repete-se a operação

com 100lbs e 120lbs. Conseguia-se fechar a compactação com quinze passadas em

média. Em seqüência procedia-se a rolagem com o rolo tandem que realiza duas

passadas sem vibração e duas vibrando a uma freqüência de 50 hz.

100

CAPÍTULO 4 - ESTUDO DE CASO: TRECHO EXPERIMENTAL

O presente capítulo aborda as atividades de dimensionamento do reforço, estudos em

laboratório, confecção, aplicação, controle e monitoramento do concreto asfáltico no

trecho experimental da BR 116.

4.1 ESTUDOS EM LABORATÓRIO

4.1.1 Estudos em Agregados

Os agregados utilizados no trecho experimental provinham da pedreira P-1 (Pescador),

situada a 6,8 km da estaca 1456, lado esquerdo. Esta pedreira já foi utilizada

anteriormente em serviços de pavimentação na mesma rodovia apresentando bons

resultados. Sua natureza mineralógica é gnáissica, apresentando-se em alguns pontos

descoberta ou sob uma capa de solo com espessura média de 5m. A vegetação existente

é de cerrado ralo.

O material pétreo em estado bruto foi coletado na pedreira, preparado e submetido aos

seguintes ensaios:

• Abrasão Los Angeles

• Avaliação de Durabilidade pelo Emprego de Solução de Sulfato de Sódio

Para os ensaios seguintes, os materiais foram coletados na descarga do misturador da

usina, para cada silo quente, procedimento que constou de inúmeras descargas, até se

obter uma constância das amostras. Este procedimento teve como objetivo principal,

fornecer dados seguros e representativos destinados à confecção do projeto de concreto

betuminoso usinado a quente.

101

• Granulometria

As granulometrias dos materiais estão apresentadas nas Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3.

Tabela 4.1 – Granulometria Brita 1

GRANULOMETRIA

BRITA 1

Peneiras

mm Poleg. / Nº. % Passante

19,1 3/4” 100

12,7 1/2” 63,3

9,5 3/8” 30,0

4,8 4 6,5

2,0 10 3,0

0,42 40 1,8

0,18 80 1,3

0,075 200 0,8

Tabela 4.2 – Granulometria Brita 0

GRANULOMETRIA

BRITA 0

Peneiras

Mm Poleg / Nº. % Passante

19,1 3/4” 100

12,7 1/2” 100

9,5 3/8” 100

4,8 4 27,4

2,0 10 6,0

0,42 40 2,6

0,18 80 1,6

0,075 200 0,8

102

Tabela 4.3 – Granulometria Pó-de-pedra

GRANULOMETRIA

Pó de pedra

Peneiras

Mm Poleg / Nº. % Passante

19,1 3/4” 100

12,7 1/2” 100

9,5 3/8” 100

4,8 4 100

2,0 10 81,0

0,42 40 36,6

0,18 80 17,7

0,075 200 7,4

A Tabela 4.4 apresenta um resumo dos resultados dos ensaios efetuados nos agregados

utilizados.

Tabela 4.4 – Resumo dos Ensaios em Agregados

QUADRO RESUMO DOS ENSAIOS

Ensaio Resultado Especificação

Abrasão Los

Angeles 41% <50%

Durabilidade 1,26% <12%

Equivalente de areia 81% >55%

Índice de forma 0,59 >0,5

O desgaste medido pelo ensaio de abrasão Los Angeles seria o item que poderia

despertar preocupação, apesar de se enquadrar na especificação vigente. Ocorre que,

esta pedreira começou a ser utilizada há mais de trinta anos em obras de restauração na

própria BR 116, e com excelentes resultados, provando a qualidade de seus materiais

pétreos.

103

4.1.2 Estudos em Ligantes

A adição do polímero foi realizada em tanques especiais conforme mostrado na Figura

4.1, dotados de equipamentos providos de duas hélices de eixo vertical, que produzem a

mistura do polímero e do ácido ao asfalto.

Figura 4.1 – Tanque misturador de polímero e CAP

Após a total incorporação do polímero ao ligante, para garantia da qualidade, o mesmo

foi submetido aos seguintes ensaios:

• Penetração

Nos ensaios realizados, apresentados na Figura 4.2, observamos que há um aumento da

penetração para teores de polímero de 0,5% para 1,0%, reduzindo o incremento do teor

1,0% para 1,5% que é o ponto de máxima penetração. A partir deste ponto ocorre uma

diminuição da penetração, que conforme Negrão (2006), provavelmente seja devido à

saturação do ligante pelo polímero, isto é, o polímero não encontra mais asfaltenos

disponíveis para reagir quimicamente, passando a atuar como um enrijecedor do ligante.

104

52,0

53,0

54,0

55,0

56,0

57,0

58,0

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Teor de Polímero (%)

Pen

etra

ção

(0,

1mm

)

Figura 4.2 – Penetração x Teor de Polímero

• Ponto de Amolecimento

A Figura 4.3 apresenta o gráfico com os pontos de amolecimento encontrados:

45,0

47,0

49,0

51,0

53,0

55,0

57,0

59,0

61,0

63,0

65,0

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Teor de Polímero (%)

Po

nto

de

Am

ole

cim

ento

(ºC

)

Figura 4.3 – Ponto de Amolecimento x Teor de Polímero

Os valores encontrados indicam um aumento do ponto de amolecimento para todos os

teores estudados. Neste quesito, há um efeito benéfico proporcional ao teor de polímero

105

53,4

72,0

82,0

85,0

52,0

57,0

62,0

67,0

72,0

77,0

82,0

87,0

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Teor de Polímero (%)

Rec

up

eraç

ão E

lást

ica

(%)

adicionado, tendo em vista que quanto maior o ponto de amolecimento, maior a

resistência à deformação permanente.

• Recuperação Elástica

Este item é uma das maiores contribuições da adição de polímero ao ligante asfáltico. O

retorno elástico de um cimento asfáltico puro é praticamente nulo, se comparado ao

encontrado nos ensaios realizados, que variou de 53,4% a 85%, verificando-se uma

melhora na flexibilidade e na elasticidade.

Analisando-se os dados apresentados na Figura 4.4, observou-se um ganho de valores

de elasticidade até o teor de 1,5% de polímero adicionado e um pequeno incremento até

2,0% que é o apogeu de recuperação elástica observada. Este comportamento deve ter a

mesma causa do aumento da penetração, que é a falta de asfaltenos disponíveis para

reagirem com o polímero (Negrão, 2006), provocando uma saturação de polímeros

puros no ligante e que não atuam na recuperação elástica.

Figura 4.4 – Recuperação Elástica x Teor de Polímero

106

50

250

450

650

850

1050

1250

1450

1650

130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180

Temperatura (ºC)

Vis

cosi

dade

Bro

okfi

eld

(mP

a.s)

.

0,5% 1,0% 1,5% 2,0%

• Viscosidade Brookfield

Os valores das viscosidades Brookfield encontrados para cada teor de polímero são

apresentados na Tabela 4.5, assim como os gráficos correspondentes (Figura 4.5). Da

análise dos mesmos, depreende-se que todos os teores de polímero propiciaram ganhos

de viscosidade, sendo que se acentuaram os ganhos nos teores de 1,5% e 2,0% de

polímero para uma determinada temperatura.

Tabela 4.5 – Viscosidade Brookfield

Figura 4.5 – Viscosidade Brookfield x Temperatura

Viscosidade Brookfield (mPa.s)

Teor de Polímero 135ºC 150ºC 175ºC

0,5 536,7 325,0 106,7 1,0 730,0 433,3 119,2 1,5 1.137,5 791,7 218,3 2,0 1.500,0 975,0 270,0

107

• Índice de Susceptibilidade Térmica O Índice de Susceptibilidade Térmica (IST) de Pfeiffer e Van Doormaal ou Índice de

Penetração (IP) pode variar segundo as especificações brasileiras entre -1,5 a +0,7 para

cimentos asfálticos de petróleo convencionais. Tal limitação se deve ao fato de que

asfaltos que apresentam valores maiores que (+1) indicam asfaltos oxidados, ou seja,

pouco sensíveis a elevadas temperaturas e quebradiços quando a temperatura é baixa e

valores menores que (-2) indicam asfaltos muito sensíveis a altas temperaturas, ou seja,

amolecem rapidamente (Pinto, 1997)(a).

Os valores do Índice de Susceptibilidade Térmica estão apresentados na Tabela 4.6, e

como pode se verificar, os dados referentes aos teores de polímero de 0,5% e 1,0% se

enquadram nas especificações, enquanto os teores de 1,5% e 2,0% estão fora dos

limites da referida norma.

Tabela 4.6 – Índice de Susceptibilidade Térmica

Conforme Negrão, (2006), os asfaltos modificados por polímeros do tipo RET são

menos sensíveis a elevadas temperaturas do que os asfaltos convencionais e que, valores

superiores a 0,7 de IST para asfaltos modificados, não representam um problema, já que

estes asfaltos são menos sensíveis a elevadas temperaturas sem serem quebradiços

quando a baixas temperaturas.

Teor de Polímero (%) Índice de Susceptibilidade

Térmica

0,0 -1,053

0,5 -1,082

1,0 +0,408

1,5 +1,377

2,0 + 2,127

108

1

10

100

1000

10 15 20 25 30 35 40

Temperatura (ºC)

log

(Pen

)

0,5% 1,0% 1,5% 2,0%

Na Figura 4.6 são apresentados os gráficos de penetração e temperatura para cada teor

de polímero estudado.

Figura 4.6 – log. Penetração x Temperatura

Um fator que merece destaque e que deve ser objeto de estudos é quanto ao calculo do

Índice de Susceptibilidade Térmica. Na equação de calculo do IST (Equação 3.3), o

coeficiente angular da reta que melhor se ajusta aos pontos obtidos dos ensaios de

penetração x temperatura, tem enorme influência no resultado, principalmente se

levarmos em conta a pequena margem de variação permitida de -1,5 a +0,7 (para

asfaltos convencionais).

α

α

tg

tgIST

×+

×−=

501

50020 Equação 3.3

Na Tabela 4.7 são apresentados os valores do coeficiente angular calculado através do

método dos mínimos quadrados (Equação 3.2) utilizando-se as penetrações obtidas nas

temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35oC, e através da equação de Pfeifer e Van Doormaal

(Equação 3.1).

109

Tabela 4.7 – Coeficiente Angular

Coeficiente Angular Teor de

Polímero (%) Método de Pfeifer

e Van Doormaal

Método dos Mínimos

Quadrados 0,5 0,0465 0,0595

1,0 0,0363 0,0549

1,5 0,0313 0,0621

2,0 0,0285 0,0505

A premissa de Pfeifer e Van Doormaal, é que no ponto de amolecimento a penetração

apresenta o valor 800 (0,1mm). Os coeficientes angulares calculados por cada método

são discrepantes, portanto, deve-se definir um modo único de se calcular o IST, para

que se comparem coisas iguais, ou seja, os resultados encontrados sejam calculados

com a mesma metodologia da especificação.

4.1.3 Projeto do CBUQ

O projeto do concreto betuminoso usinado a quente, tem como intuito principal definir

as quantidades de cada material, agregado e ligante, que será utilizado na produção do

concreto asfáltico a ser empregado no reforço do pavimento. Deve atender às exigências

das normas pertinentes e apresentar uniformidade.

• Granulometria

Primeiramente definiu-se que o traço deveria se enquadrar na faixa C da especificação

DNIT 031/2006-ES. A etapa seguinte foi, a partir da granulometria de cada material,

conforme apresentado nas Tabelas 4.1, 4.2 e 4.3, determinar a quantidade de cada

agregado que enquadrasse a mistura na faixa pretendida conforme Tabela 4.8.

110

Tabela 4.8 – Granulometria dos Agregados em Separado e da Mistura

Percentagem que passa

Peneiras Brita – 1 Brita – 0 Pó de Pedra Mistura

mm Nº 25,0 25,0 50,0 100,0

Faixa de

Trabalho

Faixa C

- DNIT

19,1 ¾” 100 25,0 100,0 25,0 100,0 50,0 100,0 100 100

12,7 ½” 63,3 15,8 100,0 25,0 100,0 50,0 90,8 83,8 – 97,8 80 -1 00

9,5 3/8” 30,0 7,5 100,0 25,0 100,0 50,0 82,5 75,5 – 89,5 70 – 90

4,8 4 6,5 1,6 27,4 6,9 100,0 50,0 58,5 53,5 – 63,5 44 – 72

2,0 10 3,0 0,8 6,0 1,5 81,0 40,5 42,8 37,8 – 47,8 22 – 50

0,42 40 1,8 0,5 2,6 0,7 36,6 18,3 19,4 14,4 – 24,4 8 – 26

0,18 80 1,3 0,3 1,6 0,4 17,7 8,9 9,6 6,6 – 12,6 4 – 16

0,075 200 0,8 0,2 0,8 0,2 7,4 3,7 4,1 2,1- 6,1 2 – 10

A Figura 4.7 apresenta as curvas granulométricas da mistura e da faixa C-DNIT.

3/4"1/2"3/8"4104080200

19,112,79,54,820,420,180,075

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

PENEIRAS

PO

RC

EN

TA

GEM

PA

SSA

(%

)

Mistura Faixa C - DNIT Mínimo Faixa C - DNIT Máximo Trabalho Mínimo Trabalho Máximo

Figura 4.7 – Curvas granulométricas: Mistura, Faixa de Trabalho e Faixa C-DNIT

111

• Cálculo das características Marshall

Com os percentuais de cada material componente da mistura estabelecido, passou-se ao

cálculo das características Marshall da mistura, de modo a verificar se atendiam às

especificações. O cimento asfáltico utilizado na dosagem foi o cimento asfáltico de

petróleo CAP 50-70 puro, proveniente da Refinaria Gabriel Passos (REGAP) situada

em Betim/MG. Para o estudo do traço foram confeccionados corpos de prova com os

seguintes teores de CAP: 4,0%; 4,5%; 5,0% e 5,5%.

Na Tabela 4.9 são apresentados os resultados das características Marshall para cada teor

de ligante estudado.

Tabela 4.9 – Quadro Resumo das Características Marshall

Quadro Resumo das Características Marshall

Densidades

%CAP Aparente

(g/dm³)

Teórica

(g/dm³)

Vv (%) VCB

(%)

VAM

(%)

RBV

(%)

Estab.

(kN)

Fluência

(mm)

4,0 2.341 2.463 4,96 9,27 14,23 65,15 12,4 2,39

4,5 2.354 2.445 3,72 10,49 14,20 73,84 13,2 3,17

5,0 2.343 2.427 3,45 11,60 14,05 77,06 12,2 3,81

5,5 2.335 2.409 3,07 12,72 15,79 80,54 12,0 4,34

Nas Figuras 4.8, 4.9, 4.10, 4.11 e 4.12 são apresentados, respectivamente, os gráficos

com os valores de Densidade Aparente, Vazios, Relação Betume Vazios, Estabilidade e

Fluência versus Teor de Betume.

112

Figura 4.8 – Densidade Aparente x Teor de betume

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Teor de Betume (%)

Vaz

ios

(%)

Figura 4.9 – Vazios x Teor de betume

6062646668707274767880

8284

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Teor de Betume (%)

Rel

ação

Bet

ume

Vaz

ios (%

) .

Figura 4.10 – Relação Betume Vazios x Teor de betume

2,330

2,335

2,340

2,345

2,350

2,355

2,360

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Teor de Betume (%)

Den

sida

de A

pare

nte

(kg/

dm³)

.

113

11,8

12,0

12,2

12,4

12,6

12,8

13,0

13,2

13,4

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Teor de Betume (%)

Est

abili

dade

(kN

) .

Figura 4.11 – Estabilidade x Teor de betume

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

3,50 4,00 4,50 5,00 5,50

Teor de Betume (%)

Fluê

ncia

(m

m)

.

Figura 4.12 – Fluência x Teor de betume

De posse dos gráficos anteriores, definiu-se como de 4,6% o teor de betume do traço. A

seguir foram confeccionados novos corpos de prova com o referido teor para

comprovação das suas características, que são apresentadas a seguir.

114

- Características Finais do Traço:

· Percentagem de materiais (em peso):

Brita 1: 23,8% (em peso)

Brita 0: 23,8% (em peso)

Pó de pedra: 47,8% (em peso)

CAP 50/70: 4,6%

· Características Marshall

Estabilidade (kN): 12,8

Fluência (mm): 3,22

Vazios (%): 3,65

Relação Betume Vazios – RBV (%): 74,57

Densidade aparente (kg/dm³): 2,352

115

4.2 TRECHO EXPERIMENTAL

Foi selecionado um segmento na rodovia BR 116/MG (Figura 4.13) compreendido entre

as estacas 2032 e 2128 com nítida deficiência estrutural, características geométricas em

rampa e planta, suaves, boa drenagem, onde foram executados reforços em concreto

asfáltico com teores de polímeros variáveis, de 0% a 2,0%.

Figura 4.13 – Localização do Trecho Experimental

Os estudos executados abrangeram desde os levantamentos de dados do tráfego,

avaliação do pavimento, dimensionamento do reforço, confecção e aplicação da massa

asfáltica, controles e ensaios de desempenho do pavimento restaurado.

4.2.1 Estudo de Tráfego

A quantificação e qualificação do tráfego que se utilizava desta rodovia, foi realizada

através de contagem dos veículos executada em um período consecutivo de três dias, na

116

estaca 1456. A Tabela 4.10 apresenta a média dos três dias de contagem nos dois

sentidos de trafego.

Tabela 4.10 - Contagem de Tráfego

Tipo de Veículos VMD

Carros/Utilitários 1734

Ônibus 91

2C 396

3C 982

4C 2

2S1 4

2S2 191

2S3 759

3S2 7

3S3 223

2C2 3

2C3 4

3C3 3

3C4 92

Total 4491

4.2.2 Dimensionamento do Reforço e Ensaios

• Cálculo do número N

No cálculo do número N adotou-se uma taxa de crescimento do tráfego de 3,0 % ao

ano. O fator climático regional sugerido pelo IPR/DNER é 1,0 (DNER, 1996) e a

distribuição do trafego entre as faixas de trafego de 50%. Na ausência de dados

estatísticos de pesagem, adotou-se que 25% dos veículos trafegam vazios, 70% no

limite de carga por eixo e 5% com excesso legal permitido sem transbordo.

117

Nas Tabelas 4.11 e 4.12 e 4.13 são apresentados, respectivamente, os cálculos do Fator

de Veículos, Crescimento da Frota e do Número N para um período de projeto de 10

anos.

Tabela 4.11 - Cálculos dos Fatores de Veículos (FV)

TipoNº de eixos

VMDDistribuição

(%) (1)

FV AASHTO

(2)

FV USACE

(3)(1) x (2) (1) x (3)

Ônibus 2 91 3,30 0,73 0,82 2,410 2,707

2C 2 396 14,36 1,51 5,37 21,689 77,132

3C 3 982 35,62 2,26 5,90 80,498 210,149

4C 4 2 0,07 1,42 6,61 0,103 0,480

2S1 3 4 0,15 4,06 5,88 0,589 0,853

2S2 4 191 6,93 3,40 8,79 23,555 60,896

2S3 5 759 27,53 3,38 9,50 93,051 261,534

3S2 5 7 0,25 2,23 9,14 0,566 2,321

3S3 6 223 8,09 2,20 9,86 17,795 79,753

2C2 4 3 0,11 6,02 8,77 0,655 0,954

2C3 5 4 0,15 5,83 8,77 0,846 1,272

3C3 6 3 0,11 4,65 9,13 0,506 0,993

3C4 7 92 3,34 2,48 9,83 8,276 32,802

2.757FV

Médio2,505 7,318

Total –VMD Comercial

Tabela 4.12 – Crescimento da Frota ao Longo do Período de Projeto

ÔnibusCaminhões

LevesCaminhões

MédiosCaminhões

PesadosSemi-

reboquesReboques

AE 91 396 982 2 1.184 1021 94 408 1.011 2 1.220 1052 97 420 1.041 2 1.257 1083 100 433 1.072 2 1.295 1114 103 446 1.104 2 1.334 1145 106 459 1.137 2 1.374 1176 109 473 1.171 2 1.415 1217 112 487 1.206 2 1.457 1258 115 502 1.242 2 1.501 1299 118 517 1.279 2 1.546 13310 122 533 1.317 2 1.592 137

AnoVolume por tipo de veiculo

118

Tabela 4.13 – Cálculo do Número N

NP - AASHTO NP - USACE Ano

No Ano Acumulado No Ano Acumulado

AE 1,26E+06 - 3,68E+06

1 1,30E+06 1,30E+06 3,79E+06 3,79E+06

2 1,34E+06 2,63E+06 3,91E+06 7,70E+06

3 1,38E+06 4,01E+06 4,02E+06 1,17E+07

4 1,42E+06 5,43E+06 4,14E+06 1,59E+07

5 1,46E+06 6,88E+06 4,27E+06 2,01E+07

6 1,50E+06 8,39E+06 4,40E+06 2,45E+07

7 1,55E+06 9,94E+06 4,53E+06 2,91E+07

8 1,59E+06 1,15E+07 4,66E+06 3,37E+07

9 1,64E+06 1,32E+07 4,80E+06 3,85E+07

10 1,69E+06 1,49E+07 4,95E+06 4,35E+07

Número N de Projeto

AASHTO 1,49E+07 USACE 4,35E+07

• Avaliação Objetiva da Superfície do Pavimento (DNIT 006/2003-PRO)

O segmento experimental foi submetido a uma inspeção, onde foram inventariadas e

classificadas as ocorrências aparentes e as deformações permanentes nas trilhas de

rodas.

As planilhas de inventário do pavimento são apresentadas no Anexo deste trabalho. O

IGG (Índice de Gravidade Global) é o somatório dos Índices de Gravidade Individual

que são calculados da seguinte maneira:

Na Tabela 4.14 é apresentado o cálculo do IGG (Índice de Gravidade Global),

considerando que de acordo com a norma, no item 9 quando a média for menor a trinta,

o IGI tem o valor de 4/3 da média, quando a variância for menor ou igual a cinqüenta o

IGI desta é o valor da variância.

119

Tabela 4.14 – Cálculo do IGG

Item Natureza do defeito Freqüência absoluta

Freqüência absoluta

considerada

Freqüência Relativa

Fator de

Ponderação

Índice de Gravidade Individual

1 Trincas isoladas FI,

TTC, TTL, TLC, TLL, TRR

17 7 7,2 0,2 1

2 (FC-2) J, TB 73 60 61,9 0,5 31

3 (FC-3) JE, TBE 30 30 31 0,8 25

4 ALP, ATP - - - 0,9 -

5 O e P 9 - 9,3 1,0 9

6 EX - - 0,5 -

7 D 1 - 1 0,3 0,3

8 R 14 - 14,4 0,6 9

9

Média aritmética dos valores médios das

flechas medidas em mm nas TRI e TER

TRE=3 TRI=2,7 2,9 4/3 3,9

10

Média aritmética das variâncias das flechas medidas em ambas as

trilhas

TREv =1,4

TRIv =1,3 1,35 1 1,3

IGG 80,5

A Figura 4.14 mostra a situação do pavimento antes do reforço, com trincamento generalizado.

Figura 4.14 - Pavimento original antes do reforço.

120

De acordo com a Tabela 4.15, que classifica o pavimento em função do IGG, o

pavimento do segmento experimental, com IGG igual a 80,5 se enquadra na categoria

RUIM.

Tabela 4.15 - Classificação do pavimento em função do IGG

Conceitos Limites

Ótimo 0<IGG≤20

Bom 20<IGG≤40

Regular 40<IGG≤80

Ruim 80<IGG≤160

Péssimo IGG>160

• Deflectometria

O estudo deflectométrico visando ao dimensionamento do reforço do pavimento no

segmento experimental, foi realizado através do Falling Weight Deflectometer cujos

resultados são apresentados na Tabela 4.16.

Tabela 4.16 – Deflexões do segmento

Média e Desvio Padrão das Deflecções Medidas (x10-2 mm)

Afast. 0 Afast. 20 Afast. 30 Afast. 45 Afast. 65 Afast. 90 Afast. 120 -

Df1 Df2 Df3 Df4 Df5 Df6 Df7 Df1-Df4

Dmédia 54,33 38,37 29,09 18,67 10,39 6,17 4,21 35,67

σ 22,39 16,85 12,72 8,94 4,92 3,34 2,28 15,31

• Cálculo do Reforço

- Deflexão admissível (Dadm)

NpDadm log188,0148,3log ×−= Equação 3.16

Sendo Np o numero “N” acumulado de projeto.

121

logDadm=3,148-0,188 x log 4,35x 710

Dadm=51,52 . (0,01mm)

- Espessura Efetiva do Revestimento (hef)

21 .101,4.972,0961,807

737,5 IIDc

hef +++−= Equação 3.17

Onde:

σ+= DmDc Equação 4.1

Dc –Deflexão característica

Dm – Deflexão média

σ – Desvio padrão

Dc = 54,33+22,39

Dc = 76,72 (0,01mm)

I1 e I2 - Constantes relacionadas às características resilientes do sub-leito,

determinadas conforme item 3.8.2.

1101,40972,072,76

961,807737,5 ×+×++−=hef

hef = 8,89 cm

- Espessura de Reforço em CBUQ (HR)

21 .893,3.016,1.357,114,238

015,19 IIhefDadm

HR ++−+−= Equação 3.19

1893,30016,189,8357,152,51

14,238015,19 ×+×+×−+−=HR

HR = 5,98 cm

As temperaturas médias do CAP, confecção da massa (caminhão usina), espalhamento e

compactação da mistura são apresentadas na Tabela 4.17. A trabalhabilidade da massa,

122

assim definida como a “fluidez” no espalhamento e qualidade da emenda longitudinal é

diretamente proporcional ao teor de polímero.

Tabela 4.17 – Temperaturas do CAP e CBUQ

Teor de Polímero

CAPCaminhão

UsinaCaminhão

PistaCompactação

2113 + 4,00 a 2128 0,00% 165 158 157 131

2089 a 2113 + 4,00 0,50% 181 167 163 132

2069 + 12,00 a 2089 1,00% 174 164 162 138

2051 a 2069+ 12,00 1,50% 175 165 160 141

2032 a 2051 2,00% 179 171 168 139

Segmento (Estacas)Temperaturas médias (ºC)

Na Tabela 4.18 estão apresentadas as deflexões de projeto medidas em 2006 e as

realizadas em outubro de 2008, assim como as reduções das deflexões em relação ao

projeto. As deflexões de projeto foram obtidas através do Falling Weight Deflectometer

(FWD) e as de outubro/2008 através da viga Benkelman. Para efeito de comparação as

deflexões de projeto foram ajustadas pelo fator 0,9786 que é a relação entre deflexões

medidas com a viga Benkelman e as obtidas com o FWD conforme Ramos et al (2006).

Tabela 4.18 – Quadro de Deflexões

Média σ Média σ

0,00% 2113 + 4,00 a 2128 49,46 27,65 35,18 14,08 28,870,50% 2089 a 2113 + 4,00 54,05 11,11 31,00 15,43 42,651,00% 2069 + 12,00 a 2089 71,62 14,68 38,81 16,08 45,821,50% 2051 a 2069+ 12,00 68,36 12,71 39,89 16,37 41,642,00% 2032 a 2051 57,56 9,88 36,51 15,5 36,57

Teor de Polímero

Segmento Estacas

Deflexões (0,01mm)Redução

(%)Projeto out/08

A Figura 4.15 mostra o levantamento deflectométrico efetuado com a Viga Benkelman.

123

Figura 4.15 Medição das deflexões com Viga Benkelman

O gráfico da Redução da Deflexão x Teor de Polímero é apresentado na Figura 4.16.

Observa-se que houve maior redução na deflexão para o teor de polímero de 1,0% onde

houve um decréscimo de 45,8%; para os teores de 0,5% e 1,5% houve uma diminuição

de 42,6% e 41,6% respectivamente; e de 36,5% para 2,0% de polímero. Este

comportamento provavelmente é causado pelo efeito do polímero provocar um aumento

da elasticidade no asfalto, diminuindo sua resistência à deformação à medida que se

aumenta o teor de polímero.

O menor efeito sobre as deflexões foi exercido pelo asfalto puro com 28,8% de redução,

explicitando os efeitos positivos da modificação do asfalto com polímero, inclusive no

dimensionamento de reforços, já que há uma maior redução da deflexão em relação ao

asfalto convencional, possibilitando a redução da espessura de reforço a ser utilizado,

implicando em serviços de menor custo.

124

20

25

30

35

40

45

50

0,00% 0,50% 1,00% 1,50% 2,00% 2,50%

Teor de Polímero (%)

Red

uçã

o d

a D

efle

xão

(%).

Figura 4.16 – Redução da Deflexão x Teor de polímero

Na Tabela 4.19 estão apresentados os resultados dos ensaios de granulometria e teor de

betume assim como a faixa granulométrica a ser respeitada. Foram executados no

mínimo treze ensaios em cada segmento de modo a ter-se uma representatividade

estatística. Analisando-se os dados da tabela verifica-se que há uma dispersão muito

pequena em relação à média, indicando uma excelente qualidade da massa, fundamental

para uma pesquisa, dando segurança na análise dos demais itens pesquisados.

Tabela 4.19 – Granulometria e Teor de Betume

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

2113+4,00 Média 100 91,33 81,57 58,49 42,83 19,46 9,57 3,57 4,6

2128 σ - 1,15 1,59 0,58 1,27 0,42 0,46 0,4 0,01

2089 Média 100 91,15 81,95 58,82 43,11 19,89 9,69 3,76 4,6

2113+4,00 σ - 1,13 1,61 0,73 1,04 0,96 0,51 0,23 0,02

2069+12,00 Média 100 91,48 82,67 58,25 42,84 19,54 9,77 3,71 4,6

2089 σ - 0,83 0,79 0,67 1,68 0,62 0,45 0,17 0,02

2051 Média 100 91,56 82,56 58,35 43,27 19,64 9,88 3,84 4,6

2069+12,00 σ - 1,15 1,4 0,58 0,98 0,42 0,46 0,15 0,02

2032 Média 100 91,49 81,53 59,11 43,55 20,15 10,21 3,86 4,6

2051 σ - 0,9 1,31 0,54 0,69 0,87 0,5 0,24 0,02

Máx. 100 97,8 89,5 63,5 47,8 24,4 12,6 6,1 4,9

Mín. 100 83,8 75,5 53,5 37,8 14,4 6,6 2,1 4,3

Estacas (Inicio /

Fim)

GRANULOMETRIATeor de Betume

PeneiraTeor de

Polimero (% )

1

0,5

0

Faixa de Trabalho

2

1,5

125

Na Tabela 4.20 constam os resultados referentes às características Marshall da massa

aplicada, conforme cada teor de polímero. Analogamente à granulometria e teor de

betume, há uma variação insignificante em relação à média dos ensaios configurando

uma homogeneidade da mistura.

Os dois fatos acima descritos, isto é, a constância dos parâmetros do concreto asfáltico

utilizado, produzem uma segurança nos outros fatores analisados na pesquisa, pois

pode-se afastar a priori a influencia da massa asfáltica nas demais variáveis

investigadas.

Tabela 4.20 – Características Marshall

2113+4,00 / Média 2.358 3,36 14,12 76,16 1.421 9,42128 σ 2 0,06 0,08 0,32 30 1,222089 / Média 2.358 3,38 14,13 76,07 1.355 9,88

2113+4,00 σ 2 0,07 0,06 0,4 39 1,162069+12,00 / Média 2.358 3,4 14,15 76 1.282 11,84

2089 σ 1 0,04 0,05 0,25 28 2,182051 / Média 2.358 3,38 14,12 76,11 1.286 10,95

2069+12,00 σ 1 0,08 0,08 0,47 27 1,552032 / Média 2.358 3,37 14,1 76,37 1.270 12,092051 σ 2 0,07 0,08 0,98 18 1,98

Máx. - 5 - 82 - -Mín. - 3 15 75 500 -

Estabil. (kg)

Fluência (0,01")

Teor de Polimero

(% )

Estacas (Inicio /

Fim)

Características Marshall

Densid. Aparente (g/dm³)

Vazios (% )

VAM (% ) RBV (% )

1

0,5

0

Limites

2

1,5

O grau de compactação, apresentado na Tabela 4.21, foi medido em amostras extraídas

com sonda rotativa e foi executado em duas etapas. A primeira foi implementada logo

após a aplicação da massa na pista em dezembro de 2007, a segunda dez meses após a

execução do reforço, em outubro de 2008. Conforme se observa nos resultados

mostrados houve um aumento na segunda etapa do grau de compactação dos trechos

com teores de 2,0%; 1,5% e 1,0%; fator causado pelo tráfego.

Os corpos de prova utilizados para verificação do grau de compactação em dezembro de

2007 foram utilizados na realização dos ensaios de resistência à tração por compressão

126

diametral, módulo de resiliência e vida de fadiga. Os corpos-de-prova retirados em

outubro de 2008 foram submetidos aos ensaios de resistência à tração por compressão

diametral e módulo de resiliência.

Tabela 4.21 – Grau de Compactação

Média σ Média σ

2,00% 2032 a 2051 96,9 2,2 99,3 0,91,50% 2051 a 2069+ 12,00 96,2 1,9 100 1,1 1,00% 2069 + 12,00 a 2089 96,4 2,02 98,7 0,9 0,50% 2089 a 2113 + 4,00 97,8 2,13 97,7 0,50,00% 2113 + 4,00 a 2128 100 0,88 99,1 1,5

Especificação: ≥ 97%

Teor de Polímero

Segmento Estacas

Grau de compactaçãodez/07 out/08

Um dos parâmetros mecanísticos usados para prever e limitar o trincamento precoce em

camadas de misturas asfalticas é a resistência à tração no revestimento. A consideração

desse valor é de fundamental importância para projetos de recuperação e de pavimentos

novos. A capacidade de resistir a esforços de tração deve ser bastante superior às

tensões de tração a que os revestimentos vão ser submetidos quando em serviço (Moura

e Bernucci, 2004).

Este ensaio mede o valor da resistência que o material oferece quando submetido a

compressão, rompendo por tração, conforme Medina (1997), este ensaio é conhecido

por ensaio brasileiro, e foi desenvolvido por Lobo Carneiro para ensaios em concreto de

cimento portland.

Na Tabela 4.22 estão apresentados os resultados dos ensaios de resistência á tração por

compressão diametral.

127

Tabela 4.22 – Resistência à Tração por Compressão Diametral (NBR 15087/2004)

Resistência à Tração a 25ºC (MPa)

Dez 2007 Outubro 2008

Teor de

Polímero Segmento Estacas

Média Média 2,0% 2032 a 2051 1,16 1,27

1,5% 2051 a 2069+ 12,00 1,20 1,31

1,0% 2069 + 12,00 a 2089 0,94 1,15

0,5% 2089 a 2113 + 4,00 1,10 1,31

0,0% 2113 + 4,00 a 2128 1,04 1,12

Especificação: mínimo 0,65

Segundo os dados acima apresentados, houve um ganho médio de 12,5% na resistência

à tração nos corpos-de-prova que utilizavam asfalto modificado com polímero em

relação ao asfalto sem polímero.

Na Tabela 4.23 estão apresentados os dados relativos aos ensaios de módulo de

resiliência. Foram executados oito ensaios para os corpos-de-prova de dezembro/2007 e

cinco para os de outubro/2008. Foram eliminados os resultados que não se inseriam na

faixa Média ± σ, sendo então recalculada a média e o desvio-padrão.

Tabela 4.23 – Módulo de Resiliência

Módulo de Resiliência (MPa)

Dezembro 2007 Outubro 2008 Teor de

Polímero Segmento (Estacas)

Média Média

Acréscimo

(%)

2,0% 2032 a 2051 3020 5190 71,8

1,5% 2051 a 2069+ 12,00 3371 5916 75,5

1,0% 2069 + 12,00 a 2089 3234 4601 42,2

0,5% 2089 a 2113 + 4,00 3889 4073 4,7

0,0% 2113 + 4,00 a 2128 3554 5612 57,9

128

Observa-se que os resultados de módulo de resiliência dos corpos-de-prova feitos com

asfalto modificado com polímero são próximos aos confeccionados com asfalto puro,

denotando que o polímero não altera o comportamento em termos de módulo de

resiliência.

A Tabela 4.24 contém os valores dos ensaios de vida de fadiga. Os resultados estão

apresentados por teor de polímero, o que facilita a análise dos resultados.

Tabela 4.24– Vida de Fadiga x Nível de Tensão x Teor de Polímero

VIDA DE FADIGA

Teor de Polímero

Nível de Tensão

Deformação Específica Resiliente

Diferença de Tensões (MPa)

Número de Aplicações

10% 0,0000273 0,40 5882

20% 0,0000546 0,80 1676

30% 0,0000819 1,20 560 0,0%

40% 0,0001092 1,60 392

10% 0,0000278 0,44 4522

20% 0,0000556 0,88 1327

30% 0,0000834 1,32 527 0,5%

40% 0,0001113 1,76 420

10% 0,0000299 0,38 17329

20% 0,0000599 0,77 3531

30% 0,0000898 1,15 1458 1,0%

40% 0,0001197 1,54 991

10% 0,0000334 0,44 5608

20% 0,0000667 0,89 3157

30% 0,0001001 1,33 1461 1,5%

40% 0,0001335 1,78 1257

10% 0,0000343 0,42 17268 20% 0,0000686 0,85 9134 30% 0,0001029 1,27 2210

2,0%

40% 0,0001373 1,70 460

129

A Figura 4.17 apresenta as linhas de tendências dos números de aplicações e diferenças

de tensões para os teores de polímeros estudados.

Figura 4.17 – Diferença de Tensões (MPa) x Número de Aplicações

Os valores apresentados referentes ao número de aplicações, mostram que há um ganho

substancial na vida de fadiga quando se utiliza o polímero RET como modificador do

asfalto em relação ao asfalto convencional. Este fato é de suma importância, pois, em

última análise, traduz a vida do pavimento quando em serviço.

4.2.3 Fotografias do Trecho Experimental

As Figuras 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22, 4.23, 4.24, 4.25, 4.26 e 4.270 mostram os

trabalhos de aplicação do reforço em concreto asfáltico no trecho experimental, assim

como as instalações de confecção da massa e os produtos utilizados na modificação do

asfalto.

130

Figura 4.18 - Aplicação da massa e execução da emenda longitudinal.

Figura 4.19 - Compactação inicial com rolo de pneus.

131

Figura 4.20 - Compactação da massa com dois rolos de pneus.

Figura 4.21 - Compactação da emenda longitudinal com rolo liso.

132

Figura 4.22 - Vista geral do trecho experimental após reforço.

Figura 4.23 - Vista do trecho experimental pronto.

133

Figura 4.24 - Usina gravimétrica Cyber-UA-2 com capacidade de 60 a 80 t/h.

Figura 4.25 - Tanque de adição e equipamento misturador do polímero.

134

Figura 4.26 - Embalagem do polímero RET Elvaloy® utilizado.

Figura 4.27 - Embalagem do ácido polifosfórico, utilizado como catalizador.

135

Figura 4.28 Local de extração de alguns corpos-de-prova utilizados.

136

CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

5.1 CONCLUSÕES

5.1.1 Estudo de ligantes

● Penetração

Houve um aumento no resultado do ensaio de penetração até o teor de 1,5% de

polímero. A partir deste teor o valor da penetração começa a decrescer.

● Ponto de amolecimento

Há um aumento contínuo no ponto de amolecimento para todos os teores estudados,

perfazendo uma razão quase linear de incremento. Este parâmetro está diretamente

relacionado à deformação permanente das misturas asfálticas, sendo que quanto maior

seu valor, maior a resistência à deformação permanente.

● Recuperação elástica

Houve uma variação entre 53,4 e 85% entre os teores estudados, sendo que à medida

que se aumenta o teor de polímero adicionado, há uma diminuição da razão de aumento

da recuperação elástica, tendendo ao máximo para o teor de 2,0% de polímero. Como a

recuperação elástica do ligante puro é praticamente zero, verifica-se que há um

substancial ganho na qualidade dos concretos asfálticos confeccionados com ligantes

modificados por polímero, aumentando a flexibilidade e elasticidade dos mesmos.

● Viscosidade

Todos os teores de polímero geraram aumentos de sua viscosidade, sendo que se

acentuaram os ganhos nos teores de 1,5 e 2,0% de polímero para uma determinada

temperatura.

● Índice de Susceptibilidade Térmica

Os teores de polímero de 0,5 e 1,0% ocasionaram índice de susceptibilidade térmica

dentro dos valores aceitáveis para cimento asfáltico de petróleo comum, que varia de

+0,7 a -1,5. Os demais teores não se enquadram dentro da especificação.

137

5.1.2 Trecho Experimental

● Deflexões

As deflexões medidas em outubro de 2008, tiveram uma redução significativamente

maior nos segmentos reforçados com asfalto modificado por polímero. O teor que mais

reduziu a deflexão foi o de 1,0%, com redução de 45,8% seguido do teor de 0,5% com

redução de 42,6%, 1,5% reduzindo em 41,6% e 2,0% com 36,5% de diminuição. O

asfalto puro foi o que menos efeito teve na redução da deflexão com 28,8%. Estes

resultados demonstram claramente a vantagem de se utilizar o asfalto modificado com

polímero RET, abrindo a possibilidade de redução da espessura do reforço a ser

utilizado.

● Resistência á Tração por Compressão Diametral

Os valores obtidos nos segmentos onde se utilizou asfaltos modificados foram em

média 12% superiores aos obtidos no segmento onde se utilizou asfalto puro, indicando

a ação benéfica do polímero.

● Módulo de Resiliência

Os valores observados para o módulo de resiliência dos asfaltos modificados por

polímeros se mostraram próximos, ou até menores em alguns teores, dos obtidos com

asfalto puro, indicando que não há influência do polímero sobre o mesmo.

● Vida de Fadiga

Em todos os níveis de tensão estudados, o numero de aplicações obtidos nos asfaltos

modificados com teores de polímero igual ou superior a 1%, houve ganho superior a

110% em relação à vida de fadiga do asfalto puro, evidenciando o efeito do polímero

RET na mistura. O teor de 0,5% não produziu melhoria.

● Conclusão Final

Este trabalho comprovou de modo inequívoco as vantagens de se utilizar asfaltos

modificados com o polímero RET. Sendo o objetivo principal dessa dissertação, avaliar

138

o efeito do teor de polímero RET no desempenho da mistura asfáltica em serviços de

restauração rodoviária, verificou-se que o teor de 1,0% de polímero foi o que melhores

resultados gerais apresentou, suplantando todos os teores na redução da deflexão; na

vida de fadiga , obteve melhor desempenho que os teores de 0% e 0,5%, sendo

suplantado pelo teor de 1,5% somente para diferença de tensões superiores a 0,95 MPa.

O único teor que apresenta vida de fadiga superior ao de 1,0%, em todo o espectro

analisado é o de 2,0%, mas tendendo a ser inferior à aquele para diferença de tensão

acima de 1,6MPa. Sintetizando, o uso de teores de polímero superiores a 1,0% não

implicará necessariamente em ganhos de desempenho.

139

5.2 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

A seguir, exporemos algumas sugestões para futuras pesquisas.

● Dar continuidade ao monitoramento do trecho experimental, medindo regularmente

ao longo do tempo as deflexões, retirar através de sonda rotativa corpos-de-prova para

realização dos ensaios de módulo de resiliência, resistência á tração e vida de fadiga,

além de se proceder ao levantamento de todos os defeitos existentes e trilhas de rodas de

maneira a se verificar o comportamento do reforço executado ao longo do tempo;

● Pesquisar o efeito do percentual do ácido polifosfórico no asfalto modificado por

terpolímero elastomérico reativo;

● Pesquisar qual tipo de polímero se mostra mais vantajoso técnica e economicamente.

● Efetuar a revisão dos atuais métodos ou desenvolver nova metodologia de

dimensionamento de pavimentos, tendo em vista a utilização de materiais como os

asfaltos modificados por polímero, que, como demonstrou a presente pesquisa,

apresentam desempenho superior aos asfaltos convencionais, possibilitando a

diminuição da espessura da camada de revestimento betuminoso.

● Proceder a estudos para elaboração de especificação técnica para asfalto modificado

com polímero do tipo RET.

140

Referências Bibliográficas ABNT: MB-42; MB-425 Albernaz, Cláudio Ângelo Valadão; Introdução à Mecânica dos Pavimentos – Notas de Aula, 1999. ANP – Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustiveis; http://nxt.anp.gov.br, acesso em 01/11/2008. ANTT – Agência Nacional de Transportes Terrestres; www.antt.gov.br ASTM (1997), ASTM 2872/1997 ASTM (1999), ASTM 63+73/1999 ASTM (1999), ASTM 6521/2000 ASTM (2001), ASTM D 6648/2001 ASTM (2002), ASTM D 4402/2002 ASTM (2002), ASTM D 6723/2002 ASTM (2004), ASTM D 7175/2004 ASTM: D 5; D 36; D 42; D 88; D 92; E 102; D 95; D 102; D 113; D 244; D 402; D 2006, D 2007, D 2042; D 2170; D 2171; D 3143; D 3953; D 4124; D 6084; D 7173; Bernucci, Liedi Bariani; Motta, Laura Maria Goretti da; Ceratti, Jorge Augusto Pereira; Soares, Jorge Barbosa; Pavimentação Asfáltica; Rio de Janeiro – RJ, 2008. Birman, Saul; Instrução para Controle Tecnológico de Serviços de Pavimentação; DNER - Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1987. Cardoso, Edson da Rocha; Estudo da Distribuição de Vazios em Misturas Asfálticas de Alto Desempenho do tipo SMA Utilizando Tomografia Computadorizada; Dissertação de Mestrado; 91p.; Universidade Federal do Rio de Janeiro – COPPE; 2004. Carneiro, Francisco Bolívar Lobo; Viga Benkelman – Instrumento Auxiliar do Engenheiro de Conservação; Instituto de Pesquisas Rodoviárias, Rio de Janeiro - RJ – 1965. Castro, Luciana Nogueira; Reciclagem à Frio "in situ" com Espuma de Asfalto; Dissertação de Mestrado; 171 p. - Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE. 2003.

141

Castro, Pery C. G. de, Felippe, Ligia T. P.,; Concreto Asfáltico; Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul – Brasil; 1970. CNT – Confederação Nacional de Transportes; http://www.cnt.org.br ; acesso em 11/2008. Coelho, V. Contribuição ao estudo das deformações permanentes, nas condições do Brasil, em camada de concreto asfáltico de pavimentação. Tese de Doutorado em Transportes, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, 1996. Dantas, Tereza Neuma de Castro Dantas; Neto, Afonso Avelino Dantas; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar Moura, Lima, Cristian Kelly Morais de; Felix, Gildson Bastos; Utilização de Resíduo Industrial Polimérico na Obtenção de Asfalto Modificado; 4º PDPETRO; Campinas, 2007. DNER (1975); Reabilitação de Pavimentos – Materiais e Técnicas; Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1975. DNER PRO 006/2003; Avaliação objetiva de pavimentos flexíveis e semi-rígidos, Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 2003. DNER PRO 007/2003; Levantamento para avaliação da condição de superfície de sub-trecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semi-rígidos para gerência de pavimentos e estudos e projetos; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 2003. DNER PRO 008/2003; Levantamento visual contínuo para avaliação da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 2003. DNER PRO 269/94; Projeto de restauração de pavimentos flexíveis – TECNAPAV, Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER PRO 273/96; Determinação das deflexões utilizando o deflectômetro de impacto tipo “flling weight deflectometer – FWD”; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1996. DNER, Curso GP-7, Geotecnia e Pavimentação Rodoviária, Manual do Aluno, vol. 1 e 2; Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1995. DNER, Curso RR-1, Restauração Rodoviária, Manual do Aluno, vol. 1 e 2; Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1995. DNER, Curso SR-6, Supervisão de Obras Rodoviárias, Manual do Aluno; Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1995.

142

DNER; Especificações Gerais para Obras Rodoviárias do DNER; volume III/IV, Pavimentos Flexíveis; 1997. DNER; Manual de Pavimentação, 2º Edição; Rio de Janeiro - RJ, 1996. DNER-EM 396/99; Cimento asfáltico modificado por polímero; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. DNER-ES 385/99; Pavimentação – concreto asfáltico com asfalto polímero; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. DNER-ME 024/94; Pavimento - determinação das deflexões pela Viga Benkelman; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER-ME 003/99; Material Betuminoso – determinação da penetração, Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. DNER-ME 04/94; Material Betuminoso – determinação da viscosidade Saybolt-Furol a alta temperatura, Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER-ME 043/95; Misturas betuminosas a quente – ensaio Marshall; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1995. DNER-ME 054/97; Equivalente de areia; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1997. DNER-ME 057/97, Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1997. DNER-ME 083/98; Agregados – análise granulométrica; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1998. DNER-ME 086/97; Agregado – determinação do índice de forma; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1997. DNER-ME 089/94; Agregado – avaliação da durabilidade pelo emprego de soluções de sulfato de sódio ou magnésio; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER-ME 148/94; Material betuminoso – avaliação dos pontos de fulgor e de combustão (vaso aberto Cleveland); Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER-ME 163/98; Materiais betuminosos – determinação da ductilidade; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1998. DNER-ME 193/96; Produtos betuminosos líquidos e semi-sólidos, determinação da densidade 20ºC / 4ºC; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1996.

143

DNER-ME 247/94; Material termoplástico para demarcação viária – determinação do ponto de amolecimento (método do anel e bola); Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1994. DNER-ME 35/98; Agregados – determinação da abrasão “Los Angeles”; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1998. DNER-ME 382/99; Determinação da recuperação elástica de materiais asfálticos modificados por polímeros, pelo método do ductilômetro; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. DNER-ME 384/99; Estabilidade ao armazenamento de asfalto polímero; Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes; www.dnit.gov.br DNIT / IPR; Coletânea de Normas, Manuais e outras Publicações; 2003. DNIT 006/2006 – PRO; Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes, 2006. DNIT 031/2006 – ES; Pavimentos flexíveis – Concreto asfáltico – Especificação de serviço; Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes; 2006. Dynatest; Dimensionamento de Reforço; São Paulo – SP; 2006. Fernandes, Mônica R. S.; Forte, Maria Madalena de Camargo; Leite, Leni Figueiredo Mathias; Caracterização de Asfaltos Modificados com SBS; 38ª RAPv / 12º ENACOR; Manaus – AM, 2007. Gonzáles, O.; Muñoz M.E.; Santamaría, A.; Garcia-Moralez, M.; Navarro, F.J.; Partal, P.; Rheology and Stability of Bitumen / EVA blends; European Polymer Journal; p.2365-2372; 2004. Guarçoni, Dilma dos Santos; Petróleo – Refino e Fracionamento Químico do Asfalto; DNER – Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico; Rio de Janeiro – RJ, 1996. Guarçoni, Dilma dos Santos; Santana, Humberto; Asfalto Modificado com Polímero. V.1; Pesquisa IPR / DNER; Rio de Janeiro – RJ, 1990. IBP, Informações Básicas sobre Materiais Asfálticos; 6 ed. rev.; Rio de Janeiro; IBP/Comissão de Asfalto; 1999.

144

John, V. M., Vilela, L. O.; Wul, Y. M. A.; Materiais Betuminosos para Pavimentação; Edusp, São Paulo, SP, 2000. Lamontagne, J.; Durrieu, F.; Planche, J.P.; Mouillet, V.; kister, J.; Analytica Acta, p241-250; 2001 Leite, Leni Figueiredo Mathias; Bittencourt, Cristina Pontes; Nascimento, Luis Alberto Hermann do; Efeito do Ácido Polifosfórico no Desempenho dos Ligantes Rodoviários; XVIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes; Florianópolis - SC, 2004 Leite, Leni Figueiredo Mathias; Caracterização Química dos Cimentos Asfálticos; Boletim Técnico da PETROBRAS – nº 33; p 31-37; Rio de Janeiro; 1990. Leite, Leni Figueiredo Mathias; Estudo de Preparo e Caracterização de Asfaltos Modificados por Polímeros; Tese de Doutorado, UFRJ; Rio de Janeiro – RJ, 1999. Leite, A. M., Soares, G.R.; Curso de técnicas de laboratório em ligantes e misturas asfálticas; IBP; Rio de Janeiro, 1997. Lucena, Maria da Conceição Cavalcante; Soares, Jorge Barbosa; Soares, Sandra de Aguiar; Leite, Leni Fiqueiredo Mathias; Reologia de Asfaltos Brasileiros Puros e Modificados por SBS; 2004 Macêdo, José Afonso Gonsalves de; Interpretação de Ensaios Deflectométricos para Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis; Tese de Doutorado, UFRJ; Rio de Janeiro – RJ, 1996. Mano, Heloisa Bisotto; Mendes, Luis Cláudio; Introdução a Polímeros; São Paulo – SP, 2007. Magalhães, Sidclei Teixeira; Misturas Asfálticas de Módulo Elevado para Pavimentos de Alto Desempenho; Dissertação de Mestrado; 184 p.; Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE; Rio de Janeiro – RJ, 2004.

Marques, Geraldo Luciano de Oliveira; Utilização do Módulo de Resiliência como Critério de Dosagem de Mistura Asfáltica - Efeito da Compactação por Impacto e Giratória; Tese de D.Sc.; 461p. Universidade Federal do Rio de Janeiro-COPPE; 2004.

Medina, Jacques de; Mecânica dos Pavimentos; Rio de Janeiro – RJ, 1997. Medina, Jacques de; Motta, Laura Maria Goretti da; Mecânica dos Pavimentos, 2ª Edição; Rio de Janeiro – RJ, 2005. Ministério dos Transportes; www.transportes.gov.br

145

Moura, Edson de; Bernucci, Liedi Légi Bariani; Estudo dos Deslocamentos Verticais e Horizontais em Corpos-de-prova Marshall em Ensaios de Módulos de Resiliência e de Resistência à Tração; XVIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes; Florianópolis, 2004. Nascimento, H.R.C., Reis, R.M.M.; Camada porosa de atrito com utilização de asfalto modificado com polímero.: Ipiranga Asfalto S.A., São Paulo-SP, Abril/1999. NBR: 6567; 6560; 14950; 15184; 11341; 14855; 6293; 14756; 14950; 5765; 14856; 14236; 5847; 14853; 6293; 14491; 6570; 14393; 6302; 6297; 6302; 6567; 6299; 6568; 9619; 6576; 14855; 6293; 14166; 15086; 14184; 15087/2004. Negrão, Douglas Polcaro; Estudo de Asfaltos Modificados por Polímeros do Ripo RET para Aplicação em Pavimentos; Dissertação de Mestrado; USP; São Paulo – SP, 2006. Negrão, Douglas Polcaro; Preussler, Ernesto Simões; Bernucci, Liedi Bariani; Roppa, Julio C. R.; Polímero RET – Estudo de Caso da Via Anhanguera; Congresso de Infra-estrutura de Transportes; São Paulo – SP, 2007. Oda, Sandra; Análise da Viabilidade Técnica da Utilização do Ligante Asfalto- Borracha em Obras de Pavimentação; Tese de D.Sc.; Universidade de São Paulo; São Paulo, SP, Brasil. 2000. Oda, S.; Fernandes Júnior, J.L.; Borracha de Pneus como Modificador de Cimentos Asfálticos para Uso em Obras de Pavimentação; Acta Scientiarum, V.23, nº. 6, 2001. Oliveira Filho Clonilo M. S.; Soares, Jorge Barbosa; Adesão e Coesão em Misturas Asfálticas (Melhoradores de Adesividade, Ligantes Modificados e Intertravamento); Anais – XX ANPET; 4p; Brasília –DF; 2006. Paranhos, Carlos Alberto da Silva; Tecnologia de Materiais Betuminosos; Petróleo Ipiranga; São Paulo – SP, 1982. Patriota, Marcelo de Barros, Análise Laboratorial de Concreto Betuminoso Usinado a Quente Modificado com Adição de Borracha Reciclada de Pneus – Processo Seco. Dissertação de Mestrado; 314 p.; Universidade Federal de Pernambuco; 2004. Peterline, Paulo Sergio; Controle de Qualidade em Obras Rodoviárias; DNIT – Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 2004. Pinto, Salomão; Estudo do Comportamento à Fadiga de Misturas Betuminosas e Aplicação na Avaliação Estrutural de Pavimentos; Tese de Doutorado, UFRJ; Rio de Janeiro – RJ, 1991. Pinto, Salomão; Materiais Betuminosos – Conceituação, especificação e utilização; Instituto Militar de Engenharia; Rio de Janeiro – RJ, 2003.

146

Pinto, Salomão; Materiais Betuminosos – Conceituação, especificação e utilização; Instituto Militar de Engenharia; Rio de Janeiro – RJ, 1997. (a) Pinto, Salomão; Materiais Pétreos e Concreto Asfáltico – Conceituação e Dosagem; Instituto Militar de Engenharia; Rio de Janeiro – RJ, 1997. (b) Pinto, Salomão; Preussler, Ernesto Simões; Curso de Projeto e Execução de Pavimentação Flexível, vol. I e II; Instituto Militar de Engenharia; Rio de Janeiro – RJ, 1992. Pinto, Salomão; Preussler, Ernesto Simões; Proposição de Métodos para Projeto de Reforço de Pavimentos Flexíveis Considerando a Resiliência; DNER, Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro, 1982. Pinto, Salomão; Preussler, Ernesto; Módulos Resilientes de Concretos Asfálticos; DNER – Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1980. Pinto, Salomão; Preussler, Ernesto; Pavimentação Rodoviária – Conceitos fundamentais sobre pavimentos flexíveis; Rio de Janeiro – RJ, 2001. Polacco, G.; Stastna, J.; Biondi, D.; Antonelle, F.; Vlachovicova, Z.; Zanzotto, L.; Rheology of Asphalts Modified with Glycidylmethacrylate Funcionalizes Polymers. Journal of Colloid and Interface Science, p. 1-8, 2004. Ramos, C.R. et al ; Asfalto Modificado com Polímero Uma Opção para Melhorias dos Asfaltos Nacionais; 13º Encontro do Asfalto; Rio de Janeiro – RJ, 1996. Ramos, Dario; Sestini, Valéria Maria; Araújo, Marlene dos Reis; Prieto, Valter; Suzuki, Carlos Yukio; Preussler, Ernesto Simões; Vale, André Felipe; Pereira, Antonio Carlos Oquendo; Santos, Caio Rubens Gonçalves; Relação entre Deflexões Medidas com Viga Benkelman e Falling Wheight Deflectometer: Estudo de Caso durante implantação do Sistema de Gerência de Pavimentos do DER-SP; V Jornadas Luso-Brasileiras de Pavimentos: Políticas e Tecnologias; Recife – PE, 2006. Reis, R.M.M., Santo, N.R.E.; Tecnologia de Ponta para Prolongar a Vida dos Pavimentos Asfálticos. 3ª edição; Ipiranga Asfalto S.A.; São Paulo – SP, 1999. Reis, Rafael Marçal Martins de; Santo, Nelson Roberto do Espírito; Camada Drenante com Utilização de Asfalto Modificado com Polímeros; Ipiranga Asfalto S.A.; São Paulo – SP, 1999. Santana, Humberto; Gontijo, Paulo Romeu de Assunção; Seleção de Tipos de CAP Necessários à Pavimentação no Brasil; ABEDA – Associação das Empresas Distribuidoras de Asfalto; TT.01.1994. Santana, Humberto; Introdução à Mecânica dos Pavimentos de Baixo Custo; 27ª Reunião Anual de Pavimentação; Teresina – PI, 1993.

147

Santana, Humberto; Pavimentos Tradicionais de Asfalto versus Pavimentos Tradicionais de Concreto; Simpósio Internacional de Manutenção e Restauração de Pavimentos e Controle Tecnológico, Universidade Presbiteriana Mackenzie; São Paulo – SP, 2000. Senço, Wlastermiller; Manual de Técnicas de Pavimentação, vol. I e II, São Paulo - SP – 1997. Souza, Murillo Lopes de; Pavimentação Rodoviária, vol. 1; DNER – Instituto de Pesquisas Rodoviárias; Rio de Janeiro – RJ, 1980. Specht, Luciano Pivoto; Avaliação de Misturas Asfálticas com Incorporação de Borracha Reciclada de Pneus, Tese de Doutorado; UFRS; Porto Alegre - RS, 2004. Specht, Luciano Pivoto; Ceratti, Jorge Augusto Pereira; Paludo, Ilda; Estudo Laboratorial da Adesividade e do Desgaste de Misturas Asfalticas com Borracha; XVIII Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes; Florianópolis - SC, 2004. Spiegel, Murray Ralph; Estatística; São Paulo – SP, 1976. Tomé, Luisa Gardênia Alves; Soares, Jorge Barbosa; Lima, Cícero de Souza; Estudo do Cimento Asfáltico de Petróleo Modificado pelo Terpolímero de Etileno-Butilacrilato-Glicidilmetacrilato; 3º Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo e Gás, Salvador – BA, 2005. Yoder, E.J.; Witczak, M.W.; Principles of Pavement Design. John Wiley & Sons, Inc . New York,. 711p. 1975.

I

ANEXOS

II

ANEXO I

GRANULOMETRIA E TEOR DE BETUME

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

100,00 91,50 80,20 60,00 44,10 22,40 11,20 3,70

100,00 92,00 79,60 58,70 42,00 20,40 10,60 3,50

100,00 91,60 81,40 58,80 43,90 19,80 10,60 3,90

100,00 90,80 81,10 59,30 43,10 19,60 9,90 3,80

100,00 92,10 81,60 59,40 42,80 19,30 10,10 3,70

100,00 89,90 80,30 58,90 43,00 19,10 9,60 3,80

100,00 92,10 83,40 59,00 44,10 20,20 9,80 4,00

100,00 93,30 82,40 59,30 44,00 19,60 10,10 3,70

100,00 91,70 83,30 58,40 43,70 20,10 10,40 3,80

100,00 90,60 81,50 59,10 43,90 19,60 9,60 3,90

100,00 92,80 81,90 58,50 44,40 20,40 9,70 3,60

100,00 90,90 84,00 58,80 43,20 20,20 10,10 4,30

100,00 90,70 79,80 60,40 44,60 21,70 11,10 4,40

100,00 91,60 81,40 58,80 43,30 20,20 10,30 3,90

100,00 90,80 81,00 59,30 43,20 19,70 10,00 3,90

Média 100,00 91,49 81,53 59,11 43,55 20,15 10,21 3,86

σ 0,00 0,90 1,31 0,54 0,69 0,87 0,50 0,24

100,00 90,60 81,00 58,40 43,80 20,20 9,60 3,90

100,00 89,20 79,50 57,10 40,50 19,00 8,80 3,80

100,00 92,20 83,60 59,00 44,10 19,80 10,10 3,70

100,00 91,50 81,10 58,20 42,40 19,50 10,10 3,90

100,00 92,90 83,20 58,80 43,70 19,80 9,90 4,10

100,00 91,60 84,20 59,10 44,00 19,60 10,30 3,80

100,00 90,80 81,10 58,80 41,80 19,90 9,80 4,00

100,00 93,10 83,60 58,40 43,10 20,10 10,00 3,80

100,00 94,10 85,30 58,90 44,00 20,10 10,60 4,10

100,00 90,90 83,20 57,90 43,10 19,40 9,80 3,70

100,00 91,60 82,70 58,00 44,00 19,70 10,30 3,90

100,00 90,50 83,50 58,50 44,40 19,90 10,30 4,00

100,00 92,50 82,80 58,70 43,60 19,70 10,20 3,80

100,00 91,10 81,70 57,60 42,80 19,00 9,40 3,60

100,00 91,40 82,30 57,40 43,20 18,70 9,10 3,60

100,00 90,90 82,20 58,80 43,80 19,90 9,80 3,80

Média 100,00 91,56 82,56 58,35 43,27 19,64 9,88 3,84

σ - 1,15 1,40 0,58 0,98 0,42 0,46 0,15

05/1

2/20

0706

/12/

2007

PENEIRASDia

III

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

100 91,50 83,90 56,60 38,80 17,90 9,00 3,30

100 92,60 82,80 58,30 43,40 19,10 9,30 3,70

100 93,10 82,40 57,90 39,30 19,70 10,20 3,90

100 90,90 83,00 58,80 44,10 19,90 10,00 3,80

100 92,10 83,60 58,40 43,90 20,20 10,30 3,80

100 91,10 82,50 59,10 44,20 19,90 9,80 3,60

100 90,60 81,80 58,40 43,50 19,40 9,40 3,70

100 91,10 83,30 58,90 43,00 19,00 10,10 3,90

100 90,10 83,00 57,40 43,10 19,60 9,70 3,70

100 91,40 81,80 58,10 43,00 20,20 10,30 3,90

100 90,60 80,90 57,80 44,10 20,30 10,40 3,70

100 91,70 83,10 59,00 42,80 19,60 9,40 3,50

100 92,20 82,40 58,30 42,80 19,30 9,40 3,80

100 91,70 82,90 58,50 43,70 19,40 9,50 3,60

Média 100 91,48 82,67 58,25 42,84 19,54 9,77 3,71

σ - 0,83 0,79 0,67 1,68 0,62 0,45 0,17

100,00 90,30 81,20 59,60 43,90 20,60 9,70 3,80

100,00 88,90 77,90 60,50 44,20 22,50 10,80 4,00

100,00 91,70 82,60 59,30 43,40 20,70 9,90 3,60

100,00 90,90 82,80 58,90 42,90 19,60 9,80 3,90

100,00 92,80 83,10 58,80 41,90 19,00 9,40 3,60

100,00 91,60 82,50 57,80 43,00 19,60 10,10 4,20

100,00 90,90 83,00 58,80 44,10 20,10 10,00 3,80

100,00 89,70 80,00 58,30 40,80 19,10 9,00 4,00

100,00 91,20 80,50 57,70 41,90 18,80 9,00 3,70

100,00 92,80 82,50 59,10 42,80 19,60 9,40 3,70

100,00 91,70 82,80 58,60 43,70 19,50 9,60 3,60

100,00 90,50 83,40 58,70 44,20 19,90 10,10 3,70

100,00 92,00 83,10 58,60 43,60 19,60 9,20 3,30

Média 100,00 91,15 81,95 58,82 43,11 19,89 9,69 3,76

σ - 1,13 1,61 0,73 1,04 0,96 0,51 0,23

100,00 88,90 77,30 58,50 42,30 19,80 9,20 3,10

100,00 90,80 81,30 57,90 43,10 20,00 9,60 3,50

100,00 89,80 79,70 58,00 43,00 19,60 9,00 3,40

100,00 91,30 82,40 58,60 44,00 19,90 10,10 3,70

100,00 92,90 82,20 57,70 39,10 19,50 10,00 3,80

100,00 91,10 82,30 58,90 43,80 19,50 9,50 3,60

100,00 90,80 81,20 59,20 42,90 19,40 9,70 3,70

100,00 91,20 83,40 59,00 43,10 19,10 10,40 4,30

100,00 91,10 82,30 59,00 44,10 19,70 9,70 3,60

100,00 91,70 82,90 58,60 43,90 19,50 9,70 3,90

100,00 91,10 80,20 57,50 41,60 18,50 8,70 3,30

100,00 92,10 82,30 58,10 42,60 19,40 9,80 3,80

100,00 92,90 82,70 59,40 43,00 19,80 9,50 3,70

100,00 92,90 81,80 58,50 43,10 18,80 9,10 2,60

Média 100,00 91,33 81,57 58,49 42,83 19,46 9,57 3,57

σ - 1,15 1,59 0,58 1,27 0,42 0,46 0,40

07/1

2/20

0710

/12/

2007

DiaPENEIRAS

08/1

2/20

07

IV

ANEXO Il

CARACTERÍSTICAS MARSHALL

Características Marshall Dia D.Ap.

(g/dm³) Vazios

(%) VAM (%) RBV (%)

Estab. (kg)

Fluencia (0,01")

% Bet.

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.266,00 9,40 4,59

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.277,00 12,50 4,61

2.360,00 3,30 14,10 76,60 1.270,00 12,50 4,61

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.283,00 9,40 4,59

2.360,00 3,30 14,10 79,60 1.265,00 12,50 4,62

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.275,00 12,50 4,59

2.359,00 3,30 14,00 76,40 1.289,00 9,40 4,60

2.363,00 3,20 13,90 77,00 1.277,00 12,50 4,58

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.301,00 9,40 4,60

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.254,00 15,60 4,59

2.358,00 3,40 14,20 76,50 1.217,00 15,60 4,61

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.272,00 12,50 4,64

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.270,00 12,50 4,59

2.357,00 3,50 14,20 75,40 1.264,00 12,50 4,57

05/1

2/20

07

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.266,00 12,50 4,60

Média 2.358,33 3,37 14,10 76,37 1.269,73 12,09 4,60

σ 1,68 0,07 0,08 0,98 18,47 1,98 0,02

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.252,00 12,50 4,59

2.358,00 3,50 14,20 75,40 1.299,00 9,40 4,57

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.297,00 9,40 4,60

2.359,00 3,30 14,00 76,40 1.333,00 9,40 4,59

2.356,00 3,50 14,30 75,50 1.241,00 12,50 4,62

2.359,00 3,30 14,00 76,40 1.308,00 12,50 4,59

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.266,00 12,50 4,61

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.264,00 12,50 4,63

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.275,00 12,50 4,62

2.361,00 3,20 14,00 77,10 1.256,00 12,50 4,63

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.268,00 12,50 4,60

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.291,00 9,40 4,61

2.357,00 3,50 14,20 75,40 1.277,00 9,40 4,58

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.308,00 9,40 4,60

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.313,00 9,40 4,62

06/1

2/20

07

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.330,00 9,40 4,60

Média 2.358,00 3,38 14,12 76,11 1.286,13 10,95 4,60

σ 1,22 0,08 0,08 0,47 26,98 1,55 0,02

V

D.Ap. (g/dm³)

Vazios (%)

VAM (%) RBV (%)Estab.

(kg)Fluencia

(0,01")% Bet.

2.358,00 3,50 14,20 75,40 1.317,00 9,40 4,57

2.359,00 3,40 14,10 75,90 1.296,00 12,50 4,59

2.359,00 3,40 14,20 76,10 1.297,00 9,40 4,61

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.275,00 12,50 4,62

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.288,00 12,50 4,59

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.210,00 12,50 4,61

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.286,00 12,50 4,58

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.288,00 15,60 4,63

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.279,00 12,50 4,59

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.247,00 12,50 4,62

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.320,00 9,40 4,58

2.356,00 3,40 14,20 76,10 1.275,00 15,70 4,63

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.297,00 9,40 4,61

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.269,00 9,40 4,61

Média 2.357,86 3,40 14,15 76,00 1.281,71 11,84 4,60

σ 0,86 0,04 0,05 0,25 27,86 2,18 0,02

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.317,00 9,40 4,61

2.360,00 3,30 14,10 76,60 1.330,00 9,40 4,62

2.356,00 3,50 14,20 75,40 1.308,00 9,40 4,60

2.356,00 3,40 14,20 76,10 1.357,00 9,40 4,63

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.359,00 12,50 4,62

2.356,00 3,50 14,20 75,40 1.451,00 9,40 4,58

2.361,00 3,30 14,10 76,60 1.342,00 9,40 4,61

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.406,00 9,40 4,60

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.368,00 9,40 4,59

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.315,00 12,50 4,61

2.361,00 3,30 14,00 76,40 1.348,00 9,40 4,60

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.344,00 9,40 4,60

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.364,00 9,40 4,58

Média 2.358,08 3,38 14,13 76,07 1.354,54 9,88 4,60

σ 1,75 0,07 0,06 0,40 39,05 1,16 0,02

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.404,00 9,40 4,62

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.420,00 9,40 4,61

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.392,00 9,40 4,61

2.361,00 3,30 14,10 76,60 1.376,00 9,40 4,60

2.358,00 3,40 14,10 75,90 1.468,00 9,40 4,59

2.360,00 3,30 14,10 76,10 1.387,00 9,40 4,63

2.357,00 3,40 14,20 76,10 1.415,00 9,40 4,61

2.357,00 3,40 14,10 75,90 1.391,00 12,50 4,60

2.359,00 3,30 14,00 76,40 1.423,00 9,40 4,59

2.360,00 3,30 14,00 76,40 1.410,00 9,40 4,59

2.359,00 3,30 14,10 76,60 1.475,00 6,30 4,61

2.361,00 3,30 14,00 76,40 1.449,00 9,40 4,59

2.355,00 3,50 14,20 75,40 1.442,00 9,40 4,59

2.358,00 3,40 14,20 76,10 1.438,00 9,40 4,62

Média 2.358,36 3,36 14,12 76,16 1.420,71 9,40 4,60

σ 1,74 0,06 0,08 0,32 30,40 1,22 0,01

Características Marshall

07/1

2/20

0708

/12/

2007

10/1

2/20

07

Dia

VI

ANEXO III

LEVANTAMENTO DEFLECTOMÉTRICO

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.2032 LD Ext. 300 299 297 295 293 291 290 290 290 10 40

10 LD EXT 300 298 297 295 290 288 287 286 286 14 562033 LD EXT 300 299 295 293 290 288 287 287 287 13 52

10 LD EXT 300 298 295 293 291 290 289 289 289 11 442034 LD EXT 300 296 295 293 290 287 286 285 285 15 60

10 LD EXT 300 299 297 295 293 290 289 289 289 11 442035 LD EXT 300 299 298 297 295 293 291 290 290 10 40

10 LD EXT 300 295 294 290 285 282 279 279 279 21 842036 LD EXT 300 295 294 292 291 291 291 291 291 9 36

10 LD EXT 300 299 295 297 291 290 287 286 286 14 562037 LD EXT 300 299 297 295 293 292 288 287 287 13 52

10 LD EXT 300 299 297 295 293 292 288 287 287 13 522038 LD EXT 300 298 296 294 293 293 293 293 293 7 28

10 LD EXT 300 299 298 297 296 295 295 295 295 5 202039 LD EXT 300 296 295 294 293 291 290 289 289 11 44

10 LD EXT 300 299 297 295 293 292 291 291 291 9 362040 LD EXT 300 299 297 294 290 289 289 289 289 11 44

10 LD EXT 300 297 296 295 294 293 293 293 293 7 282041 LD EXT 300 299 296 294 292 291 290 290 290 10 40

10 LD EXT 300 297 296 295 294 288 288 288 288 12 482042 LD EXT 300 299 298 297 295 294 292 290 290 10 40

10 LD EXT 300 299 297 295 293 293 292 292 292 8 322043 LD EXT 300 299 297 295 294 293 293 293 293 7 28

10 LD EXT 300 299 297 295 294 293 293 293 293 7 282044 LD EXT 300 299 298 298 298 298 298 298 298 2 8

10 LD EXT 300 299 299 298 297 297 297 297 297 3 122045 LD EXT 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0

10 LD EXT 300 299 297 295 293 292 291 290 290 10 402046 LD EXT 300 297 295 294 292 290 288 287 287 13 52

10 LD EXT 300 297 295 293 292 291 290 289 289 11 442047 LD EXT 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LD EXT 300 297 294 292 290 289 287 287 287 13 522048 LD EXT 300 297 295 294 292 290 289 289 289 11 44

10 LD EXT 300 296 295 292 290 288 287 286 286 14 562049 LD EXT 300 300 298 297 295 293 292 290 290 10 40

10 LD EXT 300 298 297 295 293 292 291 290 290 10 402050 LD EXT 300 300 296 295 292 291 290 289 289 11 44

10 LD EXT 300 297 295 292 296 295 289 289 289 11 442051 LD EXT 300 300 298 297 296 293 293 292 292 8 32

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMPL0 – L.F.

DEFL. CALC.

LEITURASLADO TR

VII

INT FRAC LADO TR REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.2051 LE Ext 300 300 298 297 297 296 296 296 296 4 16

10 LE Ext 300 300 298 297 297 296 295 295 295 5 202050 LE Ext 300 300 298 295 290 288 287 287 287 13 52

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MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMP LEITURASL0 – L.F.

DEFL. CALC.

VIII

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.10 LD Ext. 300 300 296 295 292 290 289 288 288 12 48

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2053 LD Ext. 300 298 296 293 292 290 290 290 290 10 4010 LD Ext. 300 300 297 296 295 293 292 292 292 8 3210 LD Ext. 300 300 300 298 297 296 296 295 295 5 20

2055 LD Ext. 300 300 298 296 295 294 293 292 292 8 3210 LD Ext. 300 300 298 295 292 291 291 290 290 10 40

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2057 LD Ext. 300 300 297 295 292 291 291 291 291 9 3610 LD Ext. 300 300 300 298 298 298 297 297 297 3 12

2058 LD Ext. 300 300 298 296 296 295 295 295 295 5 2010 LD Ext. 300 298 295 290 288 287 287 287 287 13 52

2059 LD Ext. 300 290 299 297 296 295 294 294 294 6 2410 LD Ext. 300 299 296 295 294 293 289 288 288 12 48

2060 LD Ext. 300 295 290 289 288 286 285 285 285 15 6010 LD Ext. 300 295 293 290 288 287 286 286 286 14 56

2061 LD Ext. 300 299 296 293 289 287 286 286 286 14 5610 LD Ext. 300 299 297 295 293 292 288 286 286 14 56

2062 LD Ext. 300 297 295 293 290 287 286 285 285 15 6010 LD Ext. 300 299 298 295 294 293 292 292 292 8 32

2063 LD Ext. 300 299 295 293 292 285 281 281 281 19 7610 LD Ext. 300 299 295 293 292 287 286 285 285 15 60

2064 LD Ext. 300 299 296 293 290 285 285 284 284 16 6410 LD Ext. 300 299 297 295 293 291 290 289 289 11 44

2065 LD Ext. 300 299 297 295 293 292 291 288 288 12 4810 LD Ext. 300 297 295 293 291 290 288 287 287 13 52

2066 LD Ext. 300 299 297 295 292 291 290 290 290 10 4010 LD Ext. 300 300 300 300 300 300 297 296 296 4 16

2067 LD Ext. 300 300 300 300 300 300 299 298 298 2 810 LD Ext. 300 300 300 300 300 300 299 298 298 2 8

2068 LD Ext. 300 300 300 300 300 300 299 298 298 2 810 LD Ext. 300 300 300 300 300 299 297 296 296 4 16

2069 LD Ext. 300 300 300 297 295 293 291 290 290 10 4010 LD Ext. 300 300 300 300 295 293 291 290 290 10 40

2070 LD Ext. 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMPL0 – L.F.

DEFL. CALC.

LEITURASLADO TR

IX

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.2070 LE Ext. 300 300 298 295 292 291 291 290 290 10 40

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10 LE Ext. 300 300 297 295 292 291 291 291 291 9 362068 LE Ext. 300 300 300 298 298 298 297 297 297 3 12

10 LE Ext. 300 300 298 296 296 295 295 295 295 5 202067 LE Ext. 300 298 295 290 288 287 287 287 287 13 52

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10 LE Ext. 300 297 295 293 290 287 286 285 285 15 602063 LE Ext. 300 299 298 295 294 293 292 292 292 8 32

10 LE Ext. 300 299 295 293 292 285 281 281 281 19 762062 LE Ext. 300 299 295 293 292 287 286 285 285 15 60

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10 LE Ext. 300 299 297 295 293 292 291 288 288 12 482060 LE Ext. 300 297 295 293 291 290 288 287 287 13 52

10 LE Ext. 300 299 297 295 292 291 290 290 290 10 402059 LE Ext. 300 298 296 292 291 290 290 290 290 10 40

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10 LE Ext. 300 300 296 294 292 290 290 289 289 11 442053 LE Ext. 300 300 298 295 292 291 288 288 288 12 48

10 LE Ext. 300 300 296 295 292 290 288 287 287 13 522052 LE Ext. 300 300 295 292 290 289 289 289 289 11 44

10 LE Ext. 300 300 296 294 293 292 292 292 292 8 32

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACALADO TR

TEMP LEITURASL0 – L.F.

DEFL. CALC.

X

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.10 LD Ext 300 299 293 292 291 289 288 287 287 13 52

2071 LD Ext 300 300 300 300 299 298 297 296 296 4 16

10 LD Ext 300 300 300 297 296 293 287 286 286 14 56

2072 LD Ext 300 300 297 293 286 284 284 284 284 15 60

10 LD Ext 300 300 299 297 293 291 290 289 289 11 44

2073 LD Ext 300 300 299 297 293 292 291 290 290 10 40

10 LD Ext 300 300 299 297 296 295 294 294 294 6 24

2074 LD Ext 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 297 296 193 291 290 290 290 10 40

2075 LD Ext 300 299 297 296 293 292 291 290 290 10 40

10 LD Ext 300 299 297 296 295 293 292 291 291 9 36

2076 LD Ext 300 299 297 296 293 292 291 290 290 10 40

10 LD Ext 300 299 293 291 290 289 288 287 287 13 52

2077 LD Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 44

10 LD Ext 300 297 296 295 293 290 288 287 287 13 52

2078 LD Ext 300 297 296 290 288 284 284 284 284 16 64

10 LD Ext 300 300 297 296 290 289 288 287 287 13 52

2079 LD Ext 300 299 295 293 291 290 286 285 285 15 60

10 LD Ext 300 297 295 293 283 282 282 282 282 18 72

2080 LD Ext 300 299 297 295 2593 292 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 299 297 296 295 294 293 292 292 8 32

2081 LD Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 44

10 LD Ext 300 299 298 296 295 293 292 287 287 13 52

2082 LD Ext 300 299 297 296 295 294 293 293 293 7 28

10 LD Ext 300 299 297 296 295 294 293 292 292 8 32

2083 LD Ext 300 300 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 297 296 295 292 291 290 290 10 40

2084 LD Ext 300 297 296 293 292 291 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 299 297 291 290 290 290 290 290 10 40

2085 LD Ext 300 298 296 295 293 292 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 24

2086 LD Ext 300 299 297 296 293 292 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 300 300 300 297 293 292 291 291 9 36

2087 LD Ext 300 297 293 292 291 291 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 300 300 300 300 293 291 290 290 10 40

2088 LD Ext 300 300 300 300 300 299 293 293 293 7 28

10 LD Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 44

2089 LD Ext 300 297 297 297 297 297 297 297 297 3 12

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMPL0 – L.F.

DEFL. CALC.

LEITURASLADO TR

XI

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.2089 LE Ext 300 300 300 298 297 296 295 295 295 5 20

10 LE Ext 300 300 299 297 296 295 294 294 294 6 24

2088 LE Ext 300 300 300 298 296 293 292 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 300 298 298 297 296 296 296 4 16

2087 LE Ext 300 300 300 298 297 296 296 296 296 4 16

10 LE Ext 300 300 298 296 294 292 290 287 287 13 52

2086 LE Ext 300 300 298 297 293 292 290 288 288 12 48

10 LE Ext 300 300 298 297 295 293 292 291 291 9 36

2085 LE Ext 300 300 300 298 296 293 292 292 292 8 32

10 LE Ext 300 300 300 298 298 298 297 296 296 4 16

2084 LE Ext 300 300 300 298 296 295 293 293 293 7 28

10 LE Ext 300 300 298 297 295 294 293 293 293 3 12

2083 LE Ext 300 300 300 298 298 297 297 297 297 7 28

10 LE Ext 300 300 300 298 296 294 293 293 293 3 12

2082 LE Ext 300 300 298 296 295 294 293 292 292 8 32

10 LE Ext 300 300 298 295 292 291 291 290 290 10 40

2081 LE Ext 300 300 300 295 294 293 292 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 298 297 292 291 290 290 290 10 40

2080 LE Ext 300 300 297 295 292 291 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 300 298 298 298 297 297 297 3 12

2079 LE Ext 300 300 298 296 296 295 295 295 295 5 20

10 LE Ext 300 298 295 290 288 287 287 287 287 13 52

2078 LE Ext 300 290 299 297 296 295 294 294 294 6 24

10 LE Ext 300 299 296 295 294 293 289 288 288 12 48

2077 LE Ext 300 295 290 289 288 286 285 285 285 15 60

10 LE Ext 300 295 293 290 288 287 286 286 286 14 56

2076 LE Ext 300 299 296 293 289 287 286 286 286 14 56

10 LE Ext 300 299 297 295 293 292 288 286 286 14 56

2075 LE Ext 300 297 295 293 290 287 286 285 285 15 60

10 LE Ext 300 299 298 295 294 293 292 292 292 8 32

2074 LE Ext 300 299 295 293 292 285 281 281 281 19 76

10 LE Ext 300 299 295 293 292 287 286 285 285 15 60

2073 LE Ext 300 299 296 293 290 285 285 284 284 16 64

10 LE Ext 300 299 297 295 293 291 290 289 289 11 44

2072 LE Ext 300 299 297 295 293 292 291 288 288 12 48

10 LE Ext 300 297 295 293 291 290 288 287 287 13 52

2071 LE Ext 300 299 297 295 292 291 290 290 290 10 40

10 LE Ext 300 300 298 296 295 294 293 292 292 8 32

2070 LE Ext 300 300 298 295 292 291 291 290 290 10 40

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMP LEITURASL0 – L.F.

DEFL. CALC.

LADO TR

XII

INT FRA LADO TR REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.10 LD Ext 300 298 296 292 291 290 289 288 288 12 48

2090 LD Ext 300 300 298 296 292 291 291 290 290 10 40

10 LD Ext 300 300 295 292 291 290 289 289 289 11 44

2091 LD Ext 300 300 298 297 295 294 294 293 293 7 28

10 LD Ext 300 300 297 295 292 291 290 290 290 10 40

2092 LD Ext 300 299 297 296 295 295 295 295 295 5 20

10 LD Ext 300 299 296 293 291 290 289 289 289 11 44

2093 LD Ext 300 299 297 295 291 290 288 287 287 13 52

10 LD Ext 300 299 297 295 293 292 291 291 291 9 36

2094 LD Ext 300 299 297 296 295 294 293 293 293 7 28

10 LD Ext 300 299 297 295 293 292 291 291 291 9 36

2095 LD Ext 300 299 297 293 291 290 289 289 289 11 44

10 LD Ext 300 299 297 293 291 290 289 289 289 11 44

2096 LD Ext 300 300 300 300 300 297 296 296 296 4 16

10 LD Ext 300 299 297 293 292 291 291 291 291 9 36

2097 LD Ext 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 299 297 296 295 294 293 293 293 7 28

2098 LD Ext 300 300 300 297 296 295 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 299 297 295 294 293 292 292 292 8 32

2099 LD Ext 300 300 300 299 298 297 296 296 296 4 16

10 LD Ext 300 300 300 300 300 300 300 297 297 3 12

2100 LD Ext 300 300 300 300 99 297 296 295 295 5 20

10 LD Ext 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0

2101 LD Ext 300 300 296 295 295 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 296 295 295 295 295 295 295 5 20

2102 LD Ext 300 300 298 297 295 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 300 300 299 299 298 298 298 2 8

2103 LD Ext 300 300 300 298 297 297 297 297 297 3 12

10 LD Ext 300 300 298 296 295 292 291 290 290 10 40

2104 LD Ext 300 300 298 297 296 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 298 296 295 295 294 294 294 6 24

2105 LD Ext 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0

10 LD Ext 300 300 298 297 297 297 296 296 296 4 16

2106 LD Ext 300 300 300 300 300 299 300 300 300 0 0

10 LD Ext 300 300 300 300 300 297 299 299 299 1 4

2107 LD Ext 300 300 300 298 298 296 297 297 297 3 12

10 LD Ext 300 300 298 297 296 294 295 295 295 5 20

2108 LD Ext 300 300 299 298 296 291 293 293 293 7 28

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMPL0 – L.F.

DEFL. CALC.

LEITURAS

XIII

INT FRAC

LADO TR REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.

2108 LE Ext 300 300 295 293 292 290 287 286 286 14 56

10 LE Ext 300 300 298 297 295 293 292 292 292 8 32

2107 LE Ext 300 298 296 293 292 290 290 290 290 10 40

10 LE Ext 300 300 297 296 295 293 292 292 292 8 32

2106 LE Ext 300 300 296 295 292 291 290 290 290 10 40

10 LE Ext 300 300 300 298 297 296 296 295 295 5 20

2105 LE Ext 300 300 296 295 290 289 289 289 289 11 44

10 LE Ext 300 300 295 290 288 286 286 285 285 15 60

2104 LE Ext 300 300 296 295 290 289 288 288 288 12 48

10 LE Ext 300 300 299 298 297 296 296 296 296 4 16

2103 LE Ext 300 296 295 290 288 288 288 288 288 12 48

10 LE Ext 300 298 296 295 290 286 285 284 284 16 64

2102 LE Ext 300 298 296 293 292 291 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 298 296 294 293 293 293 293 293 7 28

2101 LE Ext 300 298 297 296 296 296 295 295 295 5 20

10 LE Ext 300 300 298 296 294 293 292 292 292 8 32

2100 LE Ext 300 298 296 294 292 290 290 290 290 10 40

10 LE Ext 300 300 298 296 292 290 286 285 285 15 60

2099 LE Ext 300 298 295 292 290 288 288 288 288 12 48

10 LE Ext 300 298 295 292 290 288 287 287 287 13 52

2098 LE Ext 300 298 296 294 292 291 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 298 296 292 290 285 284 283 283 17 68

2097 LE Ext 300 298 295 290 287 286 285 285 285 15 60

10 LE Ext 300 300 298 296 294 293 293 293 293 7 28

2096 LE Ext 300 300 298 296 294 293 293 293 293 7 28

10 LE Ext 300 300 300 298 297 297 297 297 297 3 12

2095 LE Ext 300 300 298 296 294 293 292 292 292 8 32

10 LE Ext 300 300 300 298 298 298 298 298 298 2 8

2094 LE Ext 300 300 298 298 295 294 294 294 294 6 24

10 LE Ext 300 300 298 296 295 294 294 294 294 6 24

2093 LE Ext 300 300 298 298 296 293 292 292 292 8 32

10 LE Ext 300 300 298 296 293 291 291 291 291 9 36

2092 LE Ext 300 300 298 296 292 291 290 290 290 10 40

10 LE Ext 300 300 298 297 295 293 290 290 290 10 40

2091 LE Ext 300 300 298 296 293 292 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 298 297 295 292 292 292 292 8 32

2090 LE Ext 300 300 300 298 297 297 296 295 295 5 20

2089 10 LE Ext 300 300 300 298 298 297 296 296 296 4 16

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMP LEITURASL0 – L.F.

DEFL. CALC.

XIV

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.

10 LD Ext 300 298 296 294 292 291 290 290 290 10 402109 LD Ext 300 300 296 294 292 291 290 289 289 11 44

10 LD Ext 300 297 296 294 292 296 290 290 290 10 402110 LD Ext 300 300 298 297 297 291 296 296 296 4 16

10 LD Ext 300 298 296 295 292 294 290 290 290 10 402111 LD Ext 300 298 296 295 294 293 293 293 293 7 28

10 LD Ext 300 298 296 294 293 295 292 292 292 8 322112 LD Ext 300 300 298 296 295 295 295 295 295 5 20

10 LD Ext 300 300 297 296 296 295 295 295 295 5 202113 LD Ext 300 300 300 299 298 298 297 296 296 4 16

10 LD Ext 300 300 299 298 297 296 296 296 296 4 162114 LD Ext 300 299 296 293 292 291 290 290 290 10 40

10 LD Ext 300 299 295 293 291 290 289 288 288 12 482115 LD Ext 300 299 297 296 293 291 290 290 290 10 40

10 LD Ext 300 299 296 291 290 289 288 288 288 12 482116 LD Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 44

10 LD Ext 300 300 299 296 291 291 291 291 291 9 362117 LD Ext 300 300 297 296 293 291 290 289 289 11 44

10 LD Ext 300 300 297 296 293 292 291 290 290 10 402118 LD Ext 300 296 293 292 291 291 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 299 297 296 295 293 298 291 291 9 362119 LD Ext 300 300 297 296 295 293 291 290 290 10 40

10 LD Ext 300 300 290 289 288 287 284 284 284 14 562120 LD Ext 300 300 298 297 295 292 290 288 288 12 48

10 LD Ext 300 300 296 292 290 289 288 288 288 12 482121 LD Ext 300 300 296 295 290 288 287 287 287 13 52

10 LD Ext 300 300 296 295 295 295 295 295 295 5 202122 LD Ext 300 300 300 298 298 298 298 298 298 2 8

10 LD Ext 300 300 296 295 295 294 294 294 294 6 242123 LD Ext 300 300 296 295 294 294 294 294 294 6 24

10 LD Ext 300 300 298 296 294 292 292 292 292 8 322124 LD Ext 300 298 298 297 297 297 296 296 296 4 16

10 LD Ext 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 02125 LD Ext 300 298 296 294 292 291 291 291 291 9 36

10 LD Ext 300 298 296 294 292 291 290 290 290 10 402126 LD Ext 300 300 298 295 294 293 293 293 293 7 28

10 LD Ext 300 300 300 299 299 299 299 299 299 1 42127 LD Ext 300 298 295 290 288 288 288 288 288 12 482128 LD Ext 300 296 295 290 288 287 286 286 286 14 56

LADO TR

TRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACA TEMP

L0 – L.F.DEFL. CALC.

LEITURAS

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMAN

XV

INT FRAC REV AMB L 0 L 25 L 50 L 75 L 100 L 150 L 200 L 300 L. F.

2128 LE Ext 300 297 296 290 288 284 284 284 284 16 6410 LE Ext 300 300 297 296 290 289 288 287 287 13 52

2127 LE Ext 300 299 295 293 291 290 286 285 285 15 602126 LE Ext 300 299 297 295 2593 292 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 299 297 296 295 294 293 292 292 8 322125 LE Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 44

10 LE Ext 300 299 298 296 295 293 292 287 287 13 522124 LE Ext 300 299 297 296 295 294 293 293 293 7 28

10 LE Ext 300 299 297 296 295 294 293 292 292 8 322123 LE Ext 300 300 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LE Ext 300 300 297 296 295 292 291 290 290 10 402122 LE Ext 300 297 296 293 292 291 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 299 297 291 290 290 290 290 290 10 402121 LE Ext 300 298 296 295 293 292 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 242120 LE Ext 300 299 297 296 293 292 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 300 300 297 293 292 291 291 9 362119 LE Ext 300 297 293 292 291 291 291 291 291 9 36

10 LE Ext 300 300 300 300 300 293 291 290 290 10 402118 LE Ext 300 300 300 300 300 299 293 293 293 7 28

10 LE Ext 300 299 297 296 293 291 290 289 289 11 442117 LE Ext 300 297 297 297 297 297 297 297 297 3 12

10 LE Ext 300 299 297 295 294 293 293 293 293 7 282116 LE Ext 300 299 298 298 298 298 298 298 298 2 8

10 LE Ext 300 299 299 298 297 297 297 297 297 3 122115 LE Ext 300 300 300 300 300 300 300 300 300 0 0

10 LE Ext 300 299 297 295 293 292 291 290 290 10 402114 LE Ext 300 297 295 294 292 290 288 287 287 13 52

10 LE Ext 300 297 295 293 292 291 290 289 289 11 442113 LE Ext 300 299 297 296 295 294 294 294 294 6 24

10 LE Ext 300 297 294 292 290 289 287 287 287 13 522112 LE Ext 300 297 295 294 292 290 289 289 289 11 44

10 LE Ext 300 296 295 292 290 288 287 286 286 14 562111 LE Ext 300 300 298 297 295 293 292 290 290 10 40

10 LE Ext 300 298 297 295 293 292 291 290 290 10 402110 LE Ext 300 300 296 295 292 291 290 289 289 11 44

10 LE Ext 300 297 295 292 296 295 289 289 289 11 442109 LE Ext 300 300 298 297 296 293 293 292 292 8 32

10 LE Ext 300 300 296 295 292 290 289 288 288 12 48

MEDIDAS DE DEFLEXÕES - VIGA BENKELMANTRECHO: BR 116 KM 310 - KM 378 DATA: 13/10/08

ESTACALADO TR

TEMP LEITURASL0 – L.F.

DEFL. CALC.

XVI

ANEXO IV

INVENTÁRIO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO

RODOVIA: BR-116 MG SEGMENTO: Km 310,00 ao Km 378,800

TRECHO: Teófilo Otoni - Governador Valadares

Pista

Estaca Tipo OK FI TTC TLC J TB JE E AF O P EX D R ALC ATC FB

Rev. (1) (1) (1) (2) (2) (3) (3) (4) (5) (5) (6) (7) (8) TRI TRE FC-2 FC-3

2032 D CBUQ X X 4 4 80 20

2033 E CBUQ X 2 2 100 0

2034 D CBUQ X X X 2 4 80 20

2035 E CBUQ X 2 2 80 0

2036 D CBUQ X X 2 4 80 0

2037 E CBUQ X 2 2 70 0

2038 D CBUQ X X 2 4 80 20

2039 E CBUQ X X 2 2 0 70

2040 D CBUQ X 2 4 30 0

2041 E CBUQ X X X 2 2 10 0

2042 D CBUQ X X X X 2 2 20 0

2043 E CBUQ X X X 2 2 0 20

2044 D CBUQ X X X 2 2 0 50

2045 E CBUQ X X 4 3 0 0

2046 D CBUQ X X 2 2 0 0

2047 E CBUQ 2 2 20 0

2048 D CBUQ X X X 2 5 50 20

2049 E CBUQ X X X 4 4 0 90

2050 D CBUQ X 3 3 90 0

2051 E CBUQ X 2 2 80 0

2052 D CBUQ X 2 2 80 0

2053 E CBUQ X 2 2 80 0

2054 D CBUQ X 2 2 80 0

2055 E CBUQ X 2 2 60 0

2056 D CBUQ X 2 2 80 0

2057 E CBUQ X 2 2 90 0

2058 D CBUQ X 2 2 80 0

2059 E CBUQ X 4 4 0 80

2060 D CBUQ X X 5 5 50 50

2061 E CBUQ X 2 2 90 0

2062 D CBUQ X 2 2 100 0

2063 E CBUQ X 2 2 80 0

2064 D CBUQ X 2 2 90 0

2065 E CBUQ X X X 5 4 50 50

2066 D CBUQ X 2 2 90 0

2067 E CBUQ X 2 2 80 0

2068 D CBUQ X 3 3 80 0

2069 E CBUQ X 3 3 80 0

2070 D CBUQ X 2 2 80 0

FC-3FC-2F

a

i

x

a

DNIT-PRO 06INVENTÁRIO DO ESTADO DA SUPERFICIE DO PAVIMENTO

FC-1

mm

Flecha % de Área

com trincas

XVII

RODOVIA: BR-116 MG SEGMENTO: Km 310,00 ao Km 378,800

TRECHO: Teófilo Otoni - Governador Valadares

Pista

Estaca Tipo OK FI TTC TLC J TB JE E AF O P EX D R ALC ATC FB

Rev. (1) (1) (1) (2) (2) (3) (3) (4) (5) (5) (6) (7) (8) TRI TRE FC-2 FC-3

2071 E CBUQ X 4 4 100 0

2072 D CBUQ X X X 4 3 80 20

2073 E CBUQ X 3 3 80 0

2074 D CBUQ X 3 5 100 0

2075 E CBUQ X 3 3 100 0

2076 D CBUQ X 2 3 90 0

2077 E CBUQ X 4 2 0 80

2078 D CBUQ X 2 4 100 0

2079 E CBUQ X 2 2 100 0

2080 D CBUQ X 2 4 100 0

2081 E CBUQ X X X 4 4 50 50

2082 D CBUQ X 2 2 100 0

2083 E CBUQ X 2 2 80 0

2084 D CBUQ X 2 3 100 0

2085 E CBUQ X X X 2 2 20 0

2086 D CBUQ X 2 4 100 0

2087 E CBUQ X 2 2 50 0

2088 D CBUQ X X 4 6 50 50

2089 E CBUQ X 4 4 0 50

2090 D CBUQ X X 4 4 50 50

2091 E CBUQ X X X 4 2 0 80

2092 D CBUQ X 2 2 100 0

2093 E CBUQ X 2 2 100 0

2094 D CBUQ X X 3 3 50 50

2095 E CBUQ X 2 2 100 0

2096 D CBUQ X X 3 3 50 50

2097 E CBUQ X X 4 4 50 50

2098 D CBUQ X 2 2 100 0

2099 E CBUQ X X 3 3 50 50

2100 D CBUQ X 2 4 100 0

2101 E CBUQ X 2 2 80 0

2102 D CBUQ X 2 4 80 0

2103 E CBUQ X X 4 4 50 50

2104 D CBUQ X 2 4 100 0

2105 E CBUQ X 2 4 80 0

2106 D CBUQ X 2 4 80 0

2107 E CBUQ X X 2 2 0 0

2108 D CBUQ X 2 4 100 0

2109 E CBUQ X 2 2 100 0

2110 D CBUQ X 2 2 100 0

2111 E CBUQ X X X 3 3 0 80

2112 D CBUQ X 2 2 80 0

2113 E CBUQ X 2 2 30 0

2114 D CBUQ X 2 2 70 0

2115 E CBUQ X 2 2 100 0

2116 D CBUQ X 2 2 0 0

2117 E CBUQ X 2 2 80 0

2118 D CBUQ X X 2 2 0 0

2119 E CBUQ X X X X 2 2 0 20

2120 D CBUQ X X 6 6 100 0

2121 E CBUQ X X 2 2 80 0

2122 D CBUQ X X X X X 5 5 0 70

2123 E CBUQ X X X 2 4 0 0

2124 D CBUQ X X X 5 5 0 30

2125 E CBUQ X X X 2 2 0 0

2126 D CBUQ X 8 8 0 80

2127 E CBUQ X X X X 10 7 0 40

2128 D CBUQ X X X 4 8 0 70

com trincas

Flecha % de Área

INVENTÁRIO DO ESTADO DA SUPERFICIE DO PAVIMENTO DNIT-PRO 06

F

a

i

x

a

FC-1 FC-2 FC-3

mm

XVIII

ANEXO V

ENSAIOS DE MÓDULO DE RESILIÊNCIA, VIDA DE FADIGA E RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

Interessado:

Material:Local de Coleta:

CP Nº Lado Trilha MR (Mpa)

MR Médio (Mpa)

Nível de Tensão (%)

Deform. Espec. Resiliente

Diferença de Tensões (Mpa)

Nº de Aplicações

2033 LD T.R.E. 3448 30 0,0001029 1,27 2210

2034 LE T.R.E. 2226

2038 LD T.R.I. 3117 40 0,0001373 1,70 460

2039 LE T.R.I. 4364 20 0,0000686 0,85 9134

2043 LD T.R.E. 2420

2044 LE T.R.E. 3120

2048 LD T.R.I. 2605 10 0,0000343 0,42 172682049 LE T.R.I. 3410

2052 LE T.R.E. 4701 40 0,0001335 1,78 1257

2054 LD T.R.E. 3159

2056 LE T.R.I. 2929

2060 LD T.R.I. 2716 10 0,0000334 0,44 5608

2061 LE T.R.E. 3442

2064 LD T.R.E. 3695 20 0,0000667 0,89 3157

2066 LE T.R.I. 32422069 LD T.R.I. 3412 30 0,0001001 1,33 1461

2071 LE T.R.E. 3516 40 0,0001197 1,54 991

2073 LD T.R.E. 2433

2076 LE T.R.I. 3001 30 0,0000898 1,15 1458

2078 LD T.R.I. 3134

2081 LE T.R.E. 3283 10 0,0000299 0,38 17399

2082 LD T.R.E. 3464 20 0,0000599 0,77 3531

2086 LE T.R.I. 30062087 LD T.R.I. 3820

2090 LE T.R.E. 3485 10 0,0000278 0,44 4522

2092 LD T.R.E. 3940 30 0,0000834 1,32 527

2095 LE T.R.I. 3647

2097 LD T.R.I. 3453 20 0,0000556 0,88 1327

2100 LD T.R.E. 4846

2101 LE T.R.E. 4276

2104 LD T.R.I. 38002106 LE T.R.E. 4190 40 0,0001113 1,76 420

2110 LD T.R.E. 3400 20 0,0000546 0,80 1676

2111 LE T.R.E. 4007

2115 LD T.R.I. 3275 10 0,0000273 0,40 5882

2116 LE T.R.I. 3447 30 0,0000819 1,20 560

2120 LD T.R.E. 4050

2121 LE T.R.I. 3225

2125 LD T.R.I. 44252126 LD T.R.E. 3479 40 0,0001092 1,60 392

3664

3207

3955

3089

3327

LABORATÓRIO DE PAVIMENTAÇÃOFACULDADE DE ENGENHARIA - UFJF

Resultados de Ensaios

Dados dos Corpos-de-Prova Módulos de Resiliência Vida de Fadiga

XIX

Interessado: Engº Márcio GusmãoMaterial: Corpos-de-Prova extraído de revestimento asfáltico (CBUQ) - 1ª EtapaLocal de Coleta: Rodovia BR-116/MG - Km 310 a 376

CP Nº Lado Trilha Altura (Cm)Diâmetro

(Cm) Densidade

Polímero (%)

MR (Mpa)

MR Médio (Mpa)

RT (Mpa)RT Médio

(Mpa)2035A LD EXT 5,47 9,07 2,359 6143 1,31

2035B LE INT 5,49 9,04 2,353 5974 1,25

2050A LE EXT 4,75 9,05 2,326 4183 1,30

2050B LE INT 6,06 9,01 2,307 5413 1,242050C LE MEIO 5,49 9,06 2,330 4127 1,39

2055A LD EXT 5.53 9,09 2,379 6158 1,29

2055B LD INT 5,01 9,03 2,356 7111 1,63

2065A LE INT 5,73 8,99 2,374 3585 1,20

2065B LE EXT 4,73 9,06 2,335 5983 1,442065B LE MEIO 4,90 9,11 2,316 5608 1,32

2075A LD EXT 4,72 8,99 2,328 3392 1,53

2075B LD INT 5,42 9,02 2,307 5004 1,02

2075C LE EXT 5,35 9,01 2,344 3979 1,10

2075D LE INT 5,11 9,03 2,293 4897 1,212085A LE MEIO 4,60 9,06 2,331 4526 1,27

2095A LE EXT 5,30 8,95 2,288 3683 1,24

2095B LD EXT 4,79 9,13 2,292 3342 1,35

2095C LD INT 4,19 9,06 2,299 3541 1,40

2095D LE INT 5,64 9,07 2,295 5728 1,272100A LE MEIO 6,59 9,01 2,318 5440 1,04

2110A LD EXT 5,38 9,07 2,290 4302 0,85

2110B LE EXT 4,38 9,04 2,385 6795 1,04

2110C LD MEIO 4,84 9,06 2,310 4730 1,28

2110D LE INT 3,42 9,02 2,342 5673 1,432110E LD INT 4,99 9,09 2,333 7122 1,04

1,0

0,5

1,13

1,5

1,30

1,23

1,26

Sem

Polímero

5689

4360

4347

5724

1,38

LABORATÓRIO DE PAVIMENTAÇÃOFACULDADE DE ENGENHARIA - UFJF

D ado s do s C o rpo s-de-P ro va M ó dulo s de R esiliência R esistência à T ração

2,0 5168

Resultados de Ensaios

XX

Interessado: Engº Márcio GusmãoMaterial: Corpos-de-Prova extraído de revestimento asfáltico (CBUQ) - 1ª/2ª EtapaLocal de Coleta: Rodovia BR-116/MG - Km 310 a 376

CP NºLeitura (0,001")

K (Constante) Força (Kg) Diâmetro (Cm) Altura (cm) RT (Km/Cm²) RT (Mpa) RT Médio (Mpa)

2034 18 46,2755 833,0 9,11 5,06 11,50 1,15

2043 11 46,2755 509,0 9,16 4,17 8,49 0,852044 20 46,2755 902,4 9,12 5,33 11,81 1,18

2054 17 46,2755 786,7 9,14 4,96 11,05 1,10

2056 18 46,2755 833,0 9,11 4,86 11,98 1,202066 17 46,2755 763,5 9,18 5,15 10,27 1,03

2073 10 46,2755 439,6 9,15 3,24 9,44 0,94

2078 15 46,2755 671,0 9,07 4,72 9,98 1,002086 15 46,2755 671,0 9,10 4,99 9,40 0,94

2095 17 46,2755 763,5 9,14 4,87 10,93 1,09

2101 17 46,2755 763,5 9,16 4,91 10,81 1,082104 17 46,2755 786,7 9,16 4,84 11,28 1,13

2120 13 46,2755 601,6 9,18 4,63 9,01 0,90

2121 16 46,2755 717,3 9,06 4,76 10,59 1,062125 17 46,2755 763,5 9,12 5,17 10,32 1,03

CP NºLeitura (0,001")

K (Constante) Força (Kg) Diâmetro (Cm) Altura (cm) RT (Km/Cm²) RT (Mpa) RT Médio (Mpa)

2035A 22 46,2755 1018,1 9,07 5,47 13,06 1,31

2035B 21 46,2755 971,8 9,04 5,49 12,46 1,25

2050A 19 46,2755 879,2 9,05 4,75 13,02 1,30

2050B 23 46,2755 1064,3 9,01 6,06 12,41 1,24

2050C 24 46,2755 1087,5 9,06 5,49 13,91 1,39

2055A 22 46,2755 1018,1 9,09 5,53 12,89 1,29

2055B 25 46,2755 1156,9 9,03 5,01 16,27 1,63

2065A 21 46,2755 971,8 8,99 5,73 12,02 1,20

2065B 21 46,2755 971,8 9,06 4,73 14,44 1,44

2065C 20 46,2755 925,5 9,11 4,90 13,19 1,32

2075A 22 46,2755 1018,1 8,99 4,72 15,28 1,53

2075B 17 46,2755 786,7 9,02 5,42 10,24 1,02

2075C 18 46,2755 833,0 9,01 5,35 11,00 1,10

2075D 19 46,2755 879,2 9,03 5,11 12,14 1,21

2085A 18 46,2755 833,0 9,06 4,60 12,72 1,27

2095A 20 46,2755 925,5 8,95 5,30 12,43 1,24

2095B 20 46,2755 925,5 9,13 4,79 13,47 1,35

2095C 18 46,2755 833,0 9,06 4,19 13,97 1,40

2095D 22 46,2755 1018,1 9,07 5,64 12,68 1,27

2100A 21 46,2755 971,8 9,01 6,59 10,42 1,04

2110A 14 46,2755 647,9 9,07 5,38 8,45 0,85

2110B 14 46,2755 647,9 9,04 4,38 10,41 1,04

2110C 19 46,2755 879,2 9,06 4,84 12,78 1,28

2110D 15 46,2755 694,1 9,02 3,42 14,32 1,43

2110E 16 46,2755 740,4 9,09 4,99 10,38 1,04

1,13

1,30

1,38

1,23

1,26

LABORATÓRIO DE PAVIMENTAÇÃOFACULDADE DE ENGENHARIA - UFJF

1ª Etapa

2ª Etapa

1,00

Resultados de Ensaios

1,06

1,11

0,96

1,10