Bloco 2 Asfaltos: Noções Gerais Asfaltos: Noções Gerais.

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1 Bloco 2 Asfaltos: Noções Gerais Asfaltos: Noções Gerais

2 Autoria As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores: Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará

3 Lista dos assuntos do CD completo
Este CD contém 30 aulas, em 10 blocos organizados por assunto: Bloco 1 – Introdução Bloco 2 – Asfaltos Bloco 3 – Agregados e Fíler Bloco 4 – Tipos de Revestimentos Asfálticos Bloco 5 – Dosagem de Misturas Asfálticas e de Tratamento superficial Bloco 6 – Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas Bloco 7 – Materiais de Bases e Soluções de Pavimentação Asfáltica Bloco 8 – Técnicas Executivas Bloco 9 – Avaliação de Pavimentos Asfálticos Bloco 10 – Técnicas de Restauração e Reabilitação de Pavimentos Asfálticos

4 Observação O conteúdo das aulas aqui apresentadas tem caráter educacional e foi elaborado pelos quatro autores a partir das respectivas experiências em ensino, pesquisa e extensão. As informações possuem a contribuição de alunos e profissionais envolvidos nestas atividades. Na melhor de suas possibilidades, os autores registraram o crédito devido nas diversas informações, incluindo fotos e figuras. Nenhuma informação deverá ser entendida como conselho ou recomendação de qualquer ordem. Os materiais referidos não poderão ser copiados, reproduzidos, adaptados, publicados ou distribuídos em qualquer forma sem o consentimento prévio dos autores.

5 Materiais asfálticos - definições
BETUME: mistura de hidrocarbonetos de elevado peso molecular, solúvel no bissulfeto de carbono, que compõe o asfalto e o alcatrão. ASFALTO: material cimentante, preto, sólido ou semi-sólido, que se liquefaz quando aquecido, composto de betume e alguns outros metais. Pode ser encontrado na natureza (CAN), mas em geral provém do refino do petróleo (CAP).

6 Materiais asfálticos - definições
ALCATRÃO: líquido negro viscoso resultante da destilação destrutiva de carvão, madeira e açúcar, constituindo um subproduto da fabricação de gás e coque metalúrgico. Em desuso em pavimentação.

7 Importância do asfalto
A maioria das rodovias no Brasil são de revestimentos asfálticos. O CAP representa de 25 a 40% do custo da construção do revestimento. Quase sempre é o único elemento industrializado usado nas camadas do pavimento.

8 Propriedades do asfalto para pavimentação
Adesivo termoplástico: passa do estado líquido ao sólido de maneira reversível; a colocação no pavimento se dá a altas temperaturas; através do resfriamento o CAP adquire as propriedades de serviço  comportamento visco-elástico. Impermeável à água. Quimicamente pouco reativo: garante boa durabilidade; contato com o ar acarreta oxidação lenta, que pode ser acelerada por temperaturas altas; para limitar risco de envelhecimento precoce: evitar temperatura excessiva de usinagem e espalhamento e alto teor de vazios.

9 Propriedades do asfalto para pavimentação
Adesivo termoplástico: comportamento visco-elástico. Impermeável à água. Quimicamente pouco reativo. Comportamento visco-elástico relacionado à consistência e à suscetibilidade térmica: tráfego rápido  comportamento elástico tráfego lento  comportamento viscoso

10 Tipos básicos de ligantes asfálticos
Cimento asfáltico: mistura química complexa cuja composição varia com o petróleo e processo de produção. Do seu peso molecular >95% são hidrocarbonetos. Para ser usado deve ser aquecido. Cimento asfáltico de petróleo (CAP) é classificado pela penetração desde 2005. Antes ( ) classificado pela viscosidade ou pela penetração.

11 Tipos básicos de ligantes asfálticos
Cimento asfáltico: CAP Numa separação com solventes, uma composição química é: asfaltenos, maltenos e resinas. Atualmente: Método SARA S – hidrocarbonetos Saturados A - hidrocarbonetos Aromáticos R – Resinas A - Asfaltenos

12 Tipos básicos de ligantes asfálticos
Asfalto Diluído (ADP) Diluição de CAP em derivados de petróleo para permitir a utilização a temperatura ambiente. Denominação dada segundo a velocidade de evaporação do solvente: Cura rápida (CR) – solvente é a gasolina ou a nafta. Cura média (CM) – solvente é o querosene. Avaliado em relação à viscosidade cinemática. Ex: CM 30, CR 250.

13 Tipos básicos de ligantes asfálticos
Emulsão Asfáltica (EAP) Dispersão do CAP em água com o uso de emulsificante e energia mecânica. Existem vários tipos, identificados pelo tempo de ruptura, pela carga da partícula e pela finalidade. Devem ser usadas preferencialmente as catiônicas.

14 Tipos básicos de ligantes asfálticos
Emulsão Asfáltica (EAP) Pelo tempo de ruptura podem ser: RR = ruptura rápida. RM = ruptura média. RL = ruptura lenta. Ruptura controlada. Existem emulsões para lama asfáltica e modificadas por polímeros.

15 Produção de CAP No Brasil há 9 refinarias da PETROBRAS que produzem asfalto: REDUC, REFAP, REVAP, RLAM, REGAP, LUBNOR, REMAN, REPAR, REPLAN. Vários processos Vários petróleos, a maioria petróleo nacional (atualmente: auto-suficiência na produção)

16 Caracterização de Materiais Asfálticos (Ligantes)
Petróleo Bruto ou Cru Quase todo o asfalto em uso hoje em dia é obtido do processamento de petróleo bruto (ou cru). Muitas refinarias são localizadas próximas a locais com transporte por água, ou supridos por dutos a partir de terminais marítimos. A composição dos petróleos varia de acordo com a fonte. Cada petróleo leva a diferentes quantidades de resíduos de cimentos asfálticos (CAP) e outras frações destiláveis.

17 Rendimento de CAP por petróleos (exemplos)

18 Produção de CAP (esquema geral)

19 Destilação em apenas um estágio
Produção de asfalto ‑ Destilação em apenas um estágio PARA SISTEMA DE VÁCUO GASÓLEO LEVE PETRÓLEO GASÓLEO PESADO ASFÁLTICO FORNO TORRE DE ASFALTO (C A P) VÁCUO Tonial e Bastos, 1995

20 Dois estágios de destilação
Produção de asfalto ‑ Dois estágios de destilação GÁS COMBUSTÍVEL G L P TORRE ATMOSFÉRICA NAFTA LEVE NAFTA PESADA QUEROSENE ÓLEO DIESEL FORNO DESSALGADORA PETRÓLEO PARA SISTEMA DE VÁCUO TORRE DE VÁCUO GASÓLEO LEVE GASÓLEO PESADO ASFALTO (C A P) Tonial e Bastos, 1995

21 Mistura de RV de alta e baixa viscosidade
Tonial e Bastos1995

22 Mistura de RASF e diluente
Tonial e Bastos, 1995

23 Semi-sopragem Tonial e Bastos, 1995 SEMI- SOPRAGEM GÁS COMBUSTÍVEL
G L P TORRE ATMOSFÉRICA NAFTA LEVE NAFTA PESADA QUEROSENE ÓLEO DIESEL FORNO DESSALGADORA PETRÓLEO PARA SISTEMA DE VÁCUO TORRE DE VÁCUO GASÓLEO LEVE GASÓLEO PESADO R.V. DE BAIXA VISCOSIDADE ASFALTO (C A P) SEMI- Tonial e Bastos, 1995 SOPRAGEM

24 Produção de asfalto unidade de desasfaltação a propano
Tonial e Bastos, 1995

25 Produção brasileira de asfalto 1997-2006

26 Cimento Asfáltico de Petróleo
O derivado de petróleo usado como ligante dos agregados minerais denomina‑se, no Brasil, cimento asfáltico de petróleo (CAP). É um material semi-sólido, de cor marrom escura a preta, impermeável à água, visco-elástico, pouco reativo, com propriedades adesivas e termoplásticas.

27 Tipos de ligantes asfálticos
cimentos asfálticos de petróleo - CAP; asfaltos diluídos de petróleo - ADP; emulsões asfálticas - EAP; asfaltos oxidados ou soprados; asfaltos modificados; agentes rejuvenescedores.