Índice de Grupo IG-AASHTO-Exercícios e Classificação de Solos

Índice de Grupo IG primeiro termo função de LL IG P200 3502 0005LL 40 001P200 15IP 10 segundo termo função de IP Grupos A26 e A27 utilizar apenas o segundo termo IG 001P200 15IP 10 P200 porcentagem passante na 200 Em geral quanto menor o valor de IG melhor a adequação do solo como material de infraestrutura rodoviária ideal IG 0 Índice de Grupo IG EXERCÍCIO 1 Determine o índice de grupo IG utilizando os dados abaixo IG P200 3502 0005LL 40 001p200 15IP 10 P200 58 LL 35 IP 15 IG 58 3502 000535 40 00158 1515 10 IG 6 Exemplo de Classificação passante 200 86 LL 70 IP 32 IG 86 3502 000570 40 00186 1532 10 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Exercício Determine o IG para o solo com as seguintes características através da equação e do ábaco 200 70 Limite de liquidez LL 30 Índice de Plasticidade IP 16 14 Tipos de revestimentos asfálticos CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS GRANULOMETRIA É a identificação do solo por meio da separação das suas partículas através do peneiramento e sedimentação Granulometria CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Sistema de Classificação Rodoviária AASHTO Sistema originalmente desenvolvido por Hogentogler e Terzaghi 1929 para a construção de estradas infraestrutura rodoviária tendo sido submetido a um grande número de revisões pela AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials 8 grupos A1 A7 com diferentes subgrupos e um grupo A8 para solos orgânicos Critérios de análise parâmetros de granulometria e de plasticidade dos solos Índice de Grupo parâmetro empírico utilizado para a classificação do solos em subgrupos valor arredondado para o inteiro mais próximo Critério Geral de Classificação solos granulares 35 passante na 200 solos finos 36 passante na 200 Utilizar valores de LL e IP para separar solos siltosos e argilosos somente para o grupo A2 Utilizar valores de LL e IP para separar solos siltosos e argilosos Nomenclatura da classificação grupo ou subgrupo do solo valor de IG Agentes Rejuvenescedores Definição Como o passar do tempo o ligante asfáltico vai perdendo alguns dos seus componentes e sofre certo enrugamento Uma das técnicas atuais de recuperação da flexibilidade do ligante é a reciclagem a quente ou a frio Para isso é utilizado um produto especialmente preparado para funcionar como um repositor de frações metálicas do ligante envelhecido chamado agente rejuvenescedor Os agentes rejuvenescedores podem ser através do processo a quente CAP ou através do processo a frio EAP Agentes Rejuvenescedores Especificação Características Unidade AR1 AR95 AR25 AR75 AR250 AR500 Especificações Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max 60ºC 50 175 900 418 901 418 12500 12500 37500 60000 Ponto de fulgor VAC 218 218 218 218 218 218 Saturação 30 30 30 30 30 ECOA 16ºC Efeito do calor e do ar 2 4 8 20 20 Razão viscosidade 4 4 4 4 4 Varção de massa m ¾ 2 3 4 7 Densidade 204ºC Anot Anot Anot Anot Anot Anot Fonte Pavimentação Asfáltica Pavlabes Materiais Betuminosos Asfalto CAP Asfalto Diluído Emulsão Asfáltica Agentes Rejuvenescedores CAP modificado CAP modificado Asfalto Diluído Modificado Emulsão Asfáltica Modificada Agentes Rejuvenescedores Modificado CAP Modificado Composição Para a maioria das aplicações rodoviárias os asfaltos convencionais têm bom comportamento satisfazendo plenamente os requisitos necessários para o desempenho adequado das misturas asfálticas sob o tráfego e sob as condições climáticas No entanto para condições de volume de veículos comerciais e peso por eixo crescente ano a ano em rodovias especiais ou nos aeroportos em corredores de tráfego pesado canalizado e para condições adversas de clima com grandes diferenças térmicas entre inverno e verão tem sido cada vez mais necessário o uso de modificadores das propriedades dos asfaltos CAP Modificado Termorrígidos Termoplásticos Polímeros elastômeros Elastômeros Termoplásticos CAP Modificado Definição elastômeros são aqueles que quando aquecidos se decompõem antes de amolecer com propriedades elásticas Por exemplo SBR elastômeros termoplásticos são aqueles que a baixa temperatura apresentam comportamento elástico porém quando a temperatura aumenta passam a apresentar comportamento termoplástico Por exemplo SBS e EVA Como o asfalto é um material termoviscoelástico suas características vão influenciar diretamente o desempenho das misturas asfálticas tanto de deformação permanente quanto de fadiga CAP Modificado Definição Termorrígidos são aqueles que não se fundem sofrem degradação numa temperatura limite e endurecem irreversivelmente quando aquecidos a uma temperatura que depende de sua estrutura química Apresentam cadeias moleculares que formam uma rede tridimensional que resiste a qualquer mobilidade térmica Por exemplo resina epóxi poliéster poliuretano Termoplásticos maleáveis reversivelmente quando aquecidos Normalmente consistem de cadeias lineares mas podem ser também ramificadas São incorporados aos asfaltos a alta temperatura Por exemplo polietileno polipropileno PVC CAP Modificado Benefícios de diferentes tipos de modificadores de asfalto Modificador Deformação Permanente Fissuras Tem cers Trincas de Fatiga Trincas Dano por Umidade Envelhecimento Elastômeros Polímeros Borracha do pneu Negro de fumo Cal Enxofre Modificadores químicos Antioxidante Melhorador de adesividade Cal hidratada Fonte Pavimentação Asfáltica Pavlabes CAP Modificado Especificação de asfaltopolímero SBS ANP 2007 Tipo Grau Ponto de amolecimento mín Recuperação adesão a 25ºC mín05h Método ABNT 6050 6570 6085 6590 Ensaios na asfalto virgem Percloreto 20ºC 15 100g CLimm NBR 6576 4570 4570 4070 4070 Ponto de amolecimento min ºC NBR 6506 50 50 60 60 Viscosidade Brookfield a 130ºC spindie 21 20 RPM méx cP NBR 15184 1500 1500 3000 3000 Viscosidade Brookfield a 150ºC spindie 21 50 RPM méx cP NBR 15184 1000 2000 2000 2000 Viscosidade Brookfield a 177ºC spindie 21 100 RPM méx cP NBR 15184 600 1000 1000 1000 Ponto de fulgor mín ºC NBR 1141 235 235 235 235 Ensaio de separação de fase máx NBR 15166 6 8 8 8 Recuperação adesão a 25ºC 20min mín NBR 15086 65 75 85 90 Recuperação adesão a 4ºC 10em NBR 15086 anotar anotar anotar anotar Fonte Pavimentação Asfáltica Pavlabes Materiais Betuminosos Asfalto CAP Asfalto Diluído Emulsão Asfáltica Agentes Rejuvenescedores CAP modificado CAP modificado Asfalto Diluído Modificado Emulsão Asfáltica Modificada Agentes Rejuvenescedores Modificado EAPM Composição Hoje estão disponíveis no mercado brasileiro também emulsões que utilizam asfalto modificado por polímero para emulsões modificadas por SBR e SBS respectivamente As emulsões de cimentos asfálticos de petróleo modificadas por polímero SBR ou SBS são classificadas segundo a velocidade de ruptura nos tipos rápida média lenta e controlada EAPM EMULSÕES CATIÓNICAS MODIFICADAS POR SBS Granulometria Viscidade Residuo Rápida Média Lenta Rápida Lenta A Reação mPas mPas 05 20 100 200 700 70 até Evaporação em unidade RRF05 9062 8829 8601 8150 8000 8000 a Viscosidade Sabut Furst n Med NBR 14401 NBR 621 120 140 70 mc 70 min a 50C b Sedimentação Tempo mín 95 98 95 80 60 60 c Permeação da água nº 1006 NRB 4690 d Resistência à lágrima NBR 6100 Fraco ou fraco Apresent mimado Agnes gruar Agregado está 1000 100 100 100 100 d Mistura com areia Testa vai falta Musica NBR 6212 NBR 6217 25 2 1 3050 g Gap grad gradad 15 1 230 pegunte 01 05 06 j Demulsificação NBR 10932 NBR 14376 01 01 04 04 k Residuo org 7 seg min NBR 14276 60 60 60 60 l Demulsividade powio en NBR 6205 cumnumativo m p 02 02 05 05 U teor adsor 2 1 2 2 06 05 U teor Demulsificado a 36ºC NBR 6210 01 01 02 04 Residuo org 7 seg min NBR 14276 60 60 60 60 Demulsabilidade pav NBR 6210 02 02 04 06 Fonte Pavimentação Asfáltica Pavlabes Composição do Revestimento Betuminoso Conceito Os agregados pétreos podem ser entendidos como um conjunto de grãos minerais naturais ou artificiais britados ou não e dentro de determinados limites de dimensões No mínimo as seguintes características são necessárias Durabilidade Resistência Adesividade ao ligante betuminoso O agregado pétreo é o esqueleto estrutural do revestimento betuminoso Fonte Pavimentação Asfáltica Sulflo Composição do Revestimento Betuminoso Caracterização Os agregados principalmente os graúdos são classificados em termos das suas faixas granulométricas Conforme o DNIT os agregados são classificados conforme as seguintes faixas Acima de 4 Agregado graúdo Entre 4 a 200 Agregado miúdo 4 48 mm 200 0075 mm Fonte Pavimentação Asfáltica Sulflo Tipos de Revestimentos Asfálticos Fontes de Consulta BERNUCCI Liedi Bariani et al Pavimentação asfáltica formação básica para engenheiros Rio de Janeiro PETROBRÁS ABEDA 2007 Notas de aulas da disciplina GTA 640 misturas betuminosas 2007 NUGEOUFOP Autor Professor Jorge Augusto Pereira Ceratti Universidade Federal do Rio Grande do Sul Revestimentos Asfálticos Na maioria dos pavimentos brasileiros usase como revestimento uma mistura de agregados minerais de vários tamanhos e várias fontes com ligantes asfálticos que de forma adequadamente proporcionada e processada garantam do pavimento executado os requisitos de impermeabilidade flexibilidade estabilidade durabilidade resistência à derrapagem resistência à fadiga e resistência à deformação permanente de acordo com o clima e o tráfego previstos para o local Requisitos Técnicos Os requisitos técnicos e de qualidade de um pavimento asfáltico serão atendidos com um projeto adequado de estrutura do pavimento com projeto de dosagem da mistura asfáltica compatível com as outras camadas escolhidas Esta dosagem passa pela escolha adequada de materiais dentro dos requisitos comentados nas aulas anteriores proporcionados de forma a atenderem padrões e critérios préestabelecidos de comportamento mecânico e desempenho Tipos de Revestimentos Asfálticos Nos casos mais comuns até um determinado volume de tráfego um revestimento asfáltico de um pavimento novo pode ser composto por um único tipo de material de revestimento Neste caso esta mistura pode se distinguir quanto ao local de fabricação como obtido em usina específica misturas usinadas ou preparado na própria pista tratamentos superficiais quanto à temperatura de mistura misturas a quente uso de CAP ou a frio uso de EAP as misturas usinadas ainda podem ser separadas quanto á composição granulométrica em densas ou abertas ou descontínuas Tipos de Revestimentos Asfálticos Em casos de recomposição da capacidade estrutural ou funcional além destes tipos descritos é possível o uso de outros tipos de misturas asfálticas que se processam em usinas móveis especiais que promovem a mistura agregadosligante imediatamente antes da colocação no pavimento podendo ser separadas em misturas novas relativamente fluidas lama asfáltica e microrevestimento e misturas recicladas com uso de fresadoras recicladoras Misturas Usinadas a Quente Exemplo de usina para mistura asfáltica a quente Vibroacabadora para Distribuição da Massa Asfáltica Exemplo de Vibroacabadora Exemplo de Rolo Compactador Rolos Compactadores de Pneus e Liso Misturas Usinadas a Frio Microrrevestimento a frio Fotos BR Distribuidora Aplicação de Misturas Asfálticas a Frio Reciclagem in situ Uso de Ligantes Asfálticos no Mundo 96 CAP convencional 4 CAP não convencional 60 CAP modificado 31 CAP com aditivos 9 CAP especiais 78 elastomérico 7 asfalto borracha 13 plastomérico 2 outros fonte PIARC 1998 Comparação de Granulometria aberto discontinuo Bemgraduado open graded gap graded ou denso Exemplo de CA Denso e Aberto Mistura Aberta camada porosa de atrito corpodeprova de pista Mistura Densa Concreto asfáltico Corpodeprova de laboratório Camadas de revestimento asfáltico Mistura asfáltica usinada a quente aberta revestimento drenante Concreto asfáltico denso Concreto asfáltico aberto como binder ou camada de ligação Uma composição de revestimento de via de alto volume de tráfego Misturas Usinadas Especiais SMA Stone Matrix Asphalt uso de faixa granulométrica descontínua porém de mistura densa e CAP modificado por polímero CPA uso de faixa granulométrica aberta e CAP modificado por polímero alto volume de vazios para proporcionar alta permeabilidade Descontínua densa gap graded faixa granulométrica especial que resulta em textura aberta ou rugosa que tem sido utilizada comumente com asfalto borracha Mistura Asfáltica Tipo SMA Definição e princípio de funcionamento Mistura de graduação descontínua densa a quente Grande proporção de agregado graúdo 70 Esqueleto mineral responsável pelo contato grãogrão resistência e dissipação do carregamento Formação do mástique asfáltico durabilidade ligante asfáltico filer finos minerais fração areia fibras Mistura Asfáltica Tipo SMA Detalhe do esqueleto mineral da mistura SMA agregados graúdos mástique asfáltico ligante asfáltico filer finos minerais fibras Materiais do SMA Matriz Pétrea fil er Fração areia asfalto SMA Fibras Aplicl Horst Fralian 2004 Comparação de Materiais SMA versus CA Foto Horst Erden Exemplo de Composição Granulométrica SMA Via Anchieta D 011S Algumas Aplicações da Mistura Asfáltica SMA Vias com alta frequência de caminhões Interseções Em áreas de carregamento e descarregamento de cargas Em rampas pontes paradas de ônibus faixas de ônibus Pistas de aeroporto Estacionamentos Portos Alemanha Uso de SMA em Pavimentos de Portos SMA no Aeroporto de Frankfurt SMA Autódromo de Silverstone Exemplo de Estrutura de Pavimento na Alemanha Características de Desempenho da Mistura Asfáltica SMA Exemplo de redução de spray Exemplo de redução de spray e reflexão dos faróis Boa estabilidade a elevadas temperaturas Boa flexibilidade a baixas temperaturas Elevada resistência ao desgaste Elevada adesividade entre os agregados minerais e o ligante Boa resistência a derrapagem devido à macrotextura da superfície de rolamento Redução do spray ou borrifo de água Redução do nível de ruído 4 cm de SMA camada de rolamento 8 cm de camada de ligação 22 cm de base asfáltica Exemplo de Faixa Granulométrica Típica de Mistura Usinada tipo SMA Limites da faixa SMA011S alemã Comparação entre Curvas Granulométricas de Três Tipos de Misturas Usinadas Comparação entre as faixas granulométricas Camada Porosa de Atrito Drenante Camada Porosa de Atrito Reduz o risco de hidroplanagem ou aquaplanagem Aumenta a aderência do pneupavimento Reduz as distâncias de frenagem sob chuva Reduz os níveis de ruído do tráfego Aumenta a segurança reduzindo o número de acidentes Diminui o spray ou cortina de água durante chuvas Aumento da distância de visibilidade e diminuição da cortina de água Nogueira 2004 Reciclagem Nogueira 2004 Vista do conjunto Caminhão de ligante fresadora recicladora e rolo compactador Reciclagem Nogueira 2004 Compactação final Nogueira 2004 Nogueira 2004 Reciclagem com asfalto espuma ma Camada Porosa de Atrito Efeito da Camada Porosa de Atrito na Aderência PneuPavimento CAMADA POROSA DE ATRITO COEFICIENTE DE ATRITO LONGITUDINAL DOS CONCRETOS ASFÁLTICOS DRENANTE E DENSO BONNOT 1997 Camada Porosa de Atrito Aeroporto Santos Dumont 1998 Misturas Descontínuas Gapgraded GAP GRADEDCALTRANS com Asfalto Borracha Mistura Descontínua amplamente utilizada na Califórnia em serviços de pavimentação com AsfaltoBorracha No Brasil essa mistura com AsfaltoBorracha já foi utilizada por várias concessionárias destacando a Ecovias com extensa e bem sucedida obra no sistema AnchietaImigrantes Pista de pouso do Aeroporto Santos Dumont Rio de Janeiro Especificações para Faixas Granulométricas CPA Especificações para Faixas Granulométricas CPADNIT Misturas Descontínuas Gapgraded Definição Mistura executada a quente em usina apropriada constituída de agregado graúdo agregado miúdo material de enchimento filler em granulometria descontínua e ligante asfáltico modificado com borracha moída de pneus devendo ser paletilha de contaçada a quente Finalidade Obtenção de camada de alta resistência à deformação permanente e melhoria das condições de aderência em pista molhada Agregados Graúdo pedra escória outro material indicado nas especificações Complementares Miúdo areia pó de pedra ou mistura de ambos Material de enchimento filler Cimento Portland cal extinta pó calcário etc Materiais para misturas Gapgraded Ligante asfáltico Ligante modificado por borracha moída de pneus Melhorador de adesividade Usado quando não há boa adesividade entre o par liganteagregado Faixas granulométricas para Gapgraded Ecovias Caminho do Mar Peneira Pol mm Total CALTRANS GAP GRADED L Inferior L Superior 34 1910 10000 10000 10000 12 1270 9773 9000 10000 38 950 8330 7800 9200 n84 480 3947 2800 4200 n86 238 1993 1500 2500 nº30 059 1293 1000 2000 nº50 030 983 700 1500 nº100 015 679 450 1000 nº200 007 469 200 700 Faixas do Gapgraded Execução do Gapgraded Gapgraded camada acabada Tratamentos Superficiais Aplicação de ligantes asfálticos e agregados sem mistura prévia na pista com posterior compactação que promove o recobrimento parcial e a adesão entre agregados e ligantes Podem ser TSD tratamento superficial duplo TST tratamento superficial triplo TAP tratamento superficial de condição particular contra pó TS tratamento superficial simples Tratamento Superficial Processo de aplicação Tratamento superficial Tratamentos Superficiais Especiais São incluídos na família dos Tratamentos Superficiais Capa selante selagem de um revestimento betuminoso por espalhamento de ligante betuminoso com ou sem cobertura de agregado miúdo Frequentemente usada como última camada em tratamento superficial múltiplo Tratamento superficial primário TAP antipó de estradas de terra ou de revestimento primário por espalhamento de ligante de baixa viscosidade com cobertura de agregado miúdo Lama asfáltica capa selante por argamassa prémisturada Macadame betuminoso por penetração direta espalhase primeiro o agregado e depois o ligante betuminoso Iniciase pela aplicação do agregado mais graúdo Tratamentos Superficiais Especiais Antipó Tratamento Superficial Principais funções do Tratamento Superficial Proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura porém de alta resistência contra desgaste Impermeabilizar o pavimento Proteger a infraestrutura do pavimento Proporcionar um revestimento antiderrapante Proporcionar um revestimento de alta flexibilidade que possa acompanhar deformações relativamente grandes da infraestrutura Devido a sua pequena espessura não aumenta substancialmente a resistência estrutural do pavimento não corrige irregularidades longitudinais ou transversais da pista Misturas in situ especiais Lama asfáltica mistura fluída de EAP e agregado miúdo utilizada para recuperação funcional de pavimentos deteriorados ou como capa selante de TS microrevestimento mistura fluída de emulsão asfáltica modificada por polímero e processada em usina especial móvel Utilizada em Recuperação funcional de pavimentos deteriorados Capa selante Revestimento de pavimentos de baixo volume de tráfego Camada intermediária antireflexão de trincas em projetos de reforço estrutural Misturas in situ especiais Microrevestimento asfáltico a frio Reciclagem Processo de reutilização de misturas asfálticas envelhecidas e deterioradas para produção de novas misturas aproveitando as agregados e ligantes remanescentes através de fresagem com acréscimo de agentes rejuvenescedores espuma de asfalto CAP ou EAP novos quando necessários a quente CAP AR e fresados aquecidos a frio EAP ARE e fresados a temperatura ambiente usina a quente ou a frio o fresado é levado para a usina in situ a quente ou a frio o fresado é misturado com ligante no próprio local do corte in situ com espuma de asfalt o podem ser incorporados revestimento antigo e parte da base com ou sem adição de ligantes hidráulicos Fresagem Reciclagem Exemplo de fresagem e reciclagem com espuma de asfalto Nogueira 2004 Reciclagem Espessura fresada e reciclada Nogueira 2004