Materiais Empregados em Pavimentação: Agregados

Aula 3 Materiais Empregados em Pavimentação Agregados CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TOPOGRAFIA E GEOTECNIA PROFESSOR MSC JOÃO PAULO BARBOSA CARVALHO SEMESTRE 20231 Conceitos Iniciais Fonte DAERRS É um termo genérico para os materiais que estão nas dimensões da fração areia dos pedregulhos e maiores dimensões decorrentes da britagem de rochas minerais ou de cascalheiras de ocorrência natural Bernucci et al 2022 Agregado Fonte Vila Betume Classificação dos Agregados Quanto a natureza Natural Inclui todas as fontes de ocorrência natural e são obtidos por processos convencionais de desmonte escavação e dragagem em depósitos continentais marinhos estuários e rios Classificação dos Agregados Quanto a natureza Artificial São resíduos de processos industriais tais como a escória de altoforno e de aciaria ou fabricados especificamente com o objetivo de alto desempenho como a argila calcinada e a argila expandida Classificação dos Agregados Quanto a natureza Reciclado Nessa categoria estão os provenientes de reuso de materiais diversos Classificação dos Agregados Quanto ao tamanho Miúdo É o material com dimensões maiores do que 48 mm e máxima de 50 mm São as britas cascalhos seixos etc Graúdo Material de enchimento fíler É o material com dimensões maiores que 0075 mm e máxima de 48 mm São as areias o pó de pedra etc É o material onde pelo menos 65 das partículas são menores que 0075 mm como a cal hidratada cimento Portland fibras sintéticas etc Classificação dos Agregados Quanto ao tamanho Tamanho Máximo Misturas Asfálticas Tamanho Nominal Máximo É a maior abertura de malha de peneira que retém alguma partícula de agregado mas não mais de 10 em peso Na metodologia SHRPSuperpave o tamanho nominal máximo é definido como a abertura de malha de peneira imediatamente maior do que a da primeira peneira a reter mais de 10 do material É a menor abertura de malha de peneira pela qual passam 100 das partículas da amostra de agregado Na metodologia SHRPSuperpave o tamanho máximo do agregado é definido como a abertura de malha imediatamente maior do que a correspondente ao tamanho nominal máximo Classificação dos Agregados Quanto a Distribuição dos Grãos Fonte Bernucci et al 2022 Classificação dos Agregados Quanto a Distribuição dos Grãos Fonte Bernucci et al 2022 Classificação dos Agregados Quanto a Distribuição dos Grãos Densa ou Bem Graduada Poucos pontos de contato pouco intertravamento dependente da forma do agregado e alta permeabilidade Uniforme Descontínua ou com Degrau Bom intertravamento e baixa permeabilidade Falta de agregados com tamanhos intermediários contato grãogrão para os agregados graúdos é favorecido bom intertravamento e baixa permeabilidade Produção de Agregados Britados Processo Simplificado de Britagem Fonte Roberts et al 196 Produção de Agregados Britados Processo Simplificado de Britagem Fonte Bernucci et al 2022 Tipos de Britadores Redução mecânica por impacto Fonte Bernucci et al 2022 O impacto se refere à colisão instantânea de um objeto contra outro A maioria dos britadores usa o impacto como um dos mecanismos para redução de tamanho O impacto pode ser por gravidade ou dinâmico Tipos de Britadores Redução mecânica combinando impacto e desgaste por atrito Fonte Bernucci et al 2022 No desgaste por atrito ocorre a trituração do material por uma ação de desgaste entre duas superfícies duras Os martelos de triturar os britadores giratórios e os de cones usam esse tipo de método de redução Tipos de Britadores Redução mecânica combinando impacto cisalhamento e compressão Fonte Bernucci et al 2022 O cisalhamento ocorre pela ação de um aparador ou talhador tal como aquele produzido por um simples rolo triturador É normalmente utilizado em combinação com impacto e compressão Tipos de Britadores Redução mecânica por compressão e impacto em um britador de mandíbula sem atrito Fonte Bernucci et al 2022 A compressão referese à redução mecânica por forças compressivas entre duas superfícies Britadores de mandíbula usando compressão são os mais efetivos sistemas para reduzir o tamanho de partículas maiores de rochas muito duras e abrasivas O tipo de rocha a ser processada tem uma influência significativa na escolha do equipamento de britagem a ser usado Tipos de Britadores Redução mecânica por compressão e impacto em um britador de mandíbula sem atrito Fonte Bernucci et al 2022 A compressão referese à redução mecânica por forças compressivas entre duas superfícies Britadores de mandíbula usando compressão são os mais efetivos sistemas para reduzir o tamanho de partículas maiores de rochas muito duras e abrasivas O tipo de rocha a ser processada tem uma influência significativa na escolha do equipamento de britagem a ser usado Quarteamento dos Agregados Fonte Bernucci et al 2022 Equivalente de Areia Fonte Bernucci et al 2022 Relação volumétrica que corresponde à razão entre a altura do nível superior da areia e a altura do nível superior da suspensão argilosa de uma determinada quantidade de solo ou de agregado miúdo numa proveta DNEREM 03595 Utilização da solução de cloreto de cálcioglicerina formaldeído Um agregado possa ser utilizado em concreto asfáltico o equivalente de areia deve ser de pelo menos 55 Resistência à Abrasão Fonte Bernucci et al 2022 Desgaste sofrido pelo agregado quando colocado na máquina Los Angeles juntamente com uma carga abrasiva submetido a um determinado número de revoluções desta máquina à velocidade de 30 rpm a 33 rpm DNEREM 03598 O desgaste é convencionalmente expresso pela porcentagem em peso do material que passa após o ensaio pela peneira de malhas quadradas de 17 mm ABNT nº 12 As especificações brasileiras que envolvem o uso de agregados em camadas de base e de revestimento asfáltico de pavimentos normalmente limitam o valor máximo da abrasão Los Angeles LA entre 40 e 55 Resistência à Abrasão Fonte DEREM 035 1998 Forma das Partículas Paquímetro Fonte Bernucci et al 2022 Índice de forma é a média da relação entre o comprimento e a espessura dos grãos do agregado ponderada pelas proporções de cada fração granulométrica que compõe o agregado ensaiado DNIT 4252020ME Forma das Partículas PDI Fonte Bernucci et al 2022 Para agregados graúdos são medidos os parâmetros de angularidade textura superficial esfericidade e razão de achatamento e alongamento Para os agregados miúdos somente a angularidade e a forma 2D DNIT 4322020ME Densidade e Absorção DNIT 4132019 ME Fonte Bernucci et al 2010 Determinação da massa específica média de uma quantidade de partículas de agregado graúdo não incluindo o volume de vazios entre as partículas a densidade relativa e a absorção do agregado graúdo para aplicação nos estudos de dosagem e produção de concreto asfáltico Densidade e Absorção DNIT 4132019 ME Fonte DNIT 4132019 ME Densidade e Absorção DNIT 4112019 ME Determinação da massa específica média de uma quantidade de partículas de agregado miúdo não incluindo o volume de vazios entre as partículas a densidade relativa e a absorção do agregado miúdo com base na massa dos agregados saturados com superfície seca Fonte DNIT 4112019 ME Densidade e Absorção DNIT 4112019 ME Fonte DNIT 4112019 ME Densidade e Absorção DNIT 4112019 ME Fonte DNIT 4112019 ME Adesividade a Ligante Asfáltico Adesividade de agregado a material betuminoso é a propriedade que tem o agregado de ser aderido por material betuminoso E verificada pelo não deslocamento da película betuminosa que recobre o agregado quando a mistura agregadoligante é submetida a 40ºC à ação de água destilada durante 72 horas Fonte Lucas Junior e Soares 2019 Sanidade Determina a resistência à desintegração dos agregados sujeitos à ação do tempo pelo ataque de soluções saturadas de sulfato de sódio ou de magnésio em cinco ciclos de imersão com duração de 16 a 18 horas à temperatura de 21 C seguidos de secagem em estufa A perda ponderada de massa resultante desse ensaio de ataque físico ao agregado deve ser de no máximo 12 Fonte Bernucci et al 2010 Massas Específicas do Grão Fonte Bernucci et al 2022 A massa específica real Gsa em gcm3 é determinada pela relação entre a massa seca e o volume real O volume real é constituído do volume dos sólidos desconsiderando o volume de quaisquer poros na superfície Massa Específica Real 𝐺𝑠𝑎 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑅𝑒𝑎𝑙 Massas Específicas do Grão Fonte Bernucci et al 2022 A massa específica aparente Gsb em gcm3 é determinada quando se considera o material como um todo forma aparente sem descontar os vazios É determinada dividindose a massa seca pelo volume aparente do agregado que inclui o volume de agregado sólido mais o volume dos poros superficiais contendo água Massa Específica Aparente 𝐺𝑠𝑏 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 Massas Específicas do Grão Fonte Bernucci et al 2022 A massa específica efetiva Gse em gcm3 é determinada quando se trabalha com misturas asfálticas cujo teor de ligante asfáltico seja conhecido É calculada pela relação entre a massa seca da amostra e o volume efetivo do agregado O volume efetivo é constituído pelo volume do agregado sólido e o dos poros permeáveis à água que não foram preenchidos pelo asfalto Massa Específica Efetiva 𝐺𝑠𝑒 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐸𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 Brita Graduada Brita graduada é a camada de base ou subbase composta por mistura em usina de produtos de britagem de rocha sã e que ao serem enquadradas em uma faixa granulométrica contínua assegura a esta camada estabilidade Fonte Soluções Industriais Desgaste no ensaio de abrasão Los Angeles conforme NBR NM 51 inferior a 50 Equivalente de areia do agregado miúdo conforme NBR 12052 superior a 55 Índice de forma superior a 05 e porcentagem de partículas lamelares inferior a 10 conforme NBR 6954 A perda no ensaio de durabilidade conforme DNER ME 089 em cinco ciclos com solução de sulfato de sódio deve ser inferior a 20 e com sulfato de magnésio inferior a 30 Brita Graduada Na energia modificada a mistura deve ter CBR igual ou superior a 100 e expansão igual ou inferior a 03 A porcentagem do material que passa na peneira no 200 não deve ultrapassar 23 da porcentagem que passa na peneira no 40 A espessura da camada individual acabada deve situarse no intervalo de 10 cm no mínimo a 20 cm no máximo 2 Macadame Seco A subbase ou base de macadame seco é constituída por agregados graúdos naturais ou britados Seus vazios são preenchidos a seco por agregados miúdos cuja estabilização é obtida pela ação da energia de compactação Camada de bloqueio ou isolamento é a parte inferior da camada de macadame seco limitada à espessura de 004 m após a compactação constituídos por finos da britagem aplicada nos casos que a camada subjacente ao macadame seco é constituída por solos com mais de 35 passando na peneira 200 Espessura mínima de compactação de 20 cm Fonte Exercito Brasileiro Macadame Seco Desgaste no ensaio de abrasão Los Angeles conforme NBR NM 51 inferior a 50 A perda no ensaio de durabilidade conforme DNER ME 089 em cinco ciclos com solução de sulfato de sódio deve ser inferior a 20 e com sulfato de magnésio inferior a 30 O material de enchimento e da camada de isolamento deve constituirse por produto de britagem com 50 do material com granulometria entre ¾ 191 mm e 38 95 mm e 50 do material com granulometria inferior a 38 A fração que passa na peneira de abertura 042 mm nº 40 deve apresentar limite de liquidez conforme NBR 64594 igual ou inferior a 25 e indicie de plasticidade inferior ou igual a 6 Bica Corrida Bica corrida é a camada de subbase ou base composta por produtos resultantes de britagem primária de rocha sã que em uma condição granulométrica mínima assegura estabilidade à camada quando executada através das operações de espalhamento homogeneização umedecimento e compactação Na energia modificada a mistura deve ter CBR igual ou superior a 100 e expansão igual ou inferior a 03 Todos os requisitos da Brita Graduada A espessura da camada individual acabada deve situarse no intervalo de 10 cm no mínimo a 17 cm no máximo Concreto Compactado com Rolo Concreto de cimento Portland compactado com rolo concreto rolado ou CCR é a camada do pavimento constituída por concreto simples com baixo consumo de cimento e consistência seca onde a compactação é realizada com rolos compactadores ou equipamento similar A espessura da camada compactada deve ser de no mínimo 10 cm e no máximo 20 cm Os agregados graúdos que podem ser utilizados são pedra britada seixo rolado e cascalho e ter dimensão máxima característica de 25 mm Os cimentos utilizados Cimento Portland comum Cimento Portland de altoforno Cimento Portland pozolânico ou Cimento Portland Composto Concreto Compactado com Rolo Possuir consumo mínimo de cimento entre 85 kgm³ a 120 kgm³ Possuir resistência característica à compressão simples aos 28 dias de cura que atenda a resistência definida em projeto para estrutura do pavimento Devese estabelecer uma curva granulometria do projeto da mistura em função dos materiais utilizados e a respectiva faixa de trabalho definida pela tolerância da abertura das peneiras Fonte COPA SA Brita Tratada com Cimento Brita graduada tratada com cimento é o produto resultante da mistura em usina de pedra britada cimento Portland água e eventualmente aditivos em proporções determinadas experimentalmente Apresenta o mesmos requisitos da Brita Graduada exceto o CBR e expansão Os cimentos utilizados Cimento Portland comum Cimento Portland de altoforno Cimento Portland pozolânico A espessura da camada compactada deve ser de no mínimo 12 cm e no máximo 18 cm Obrigado Dúvida pelo email joaopbarbosaanimaeducacaocombr CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA TOPOGRAFIA E GEOTECNIA PROFESSOR MSC JOÃO PAULO BARBOSA CARVALHO SEMESTRE 20231