Caracterização Brasileira Bloco 3 Agregados para a Misturas asfálticas: Caracterização Brasileira

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

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

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.

Importância e Conceituação A proporção de agregados em misturas asfálticas é de aproximadamente 93 a 97% em peso. Influência do agregado e do ligante no desempenho de uma mistura asfáltica. Fonte: FHWA (2002). ampliar gráfico

Agregados Os materiais pétreos usados em pavimentação, conhecidos genericamente como agregados, podem ser naturais ou artificiais: encontrados diretamente na natureza ou passam por algum tipo de processo para sua adequação. Exemplo: Areia, Seixo Rolado, Pedra Britada, Escória, etc.

Origem Sedimentar Ígneo Metamórfico Classe Tipo Família Calcário Dolomita Folhelo Arenito Sílex Conglomerado Sedimentar Silício Brecha Granito Sienito Diorito Gabro Peridoto Piroxênio Intrusivo (textura grossa) Hornblendito Obsidiana Púmice Tufo Riolito Traquito Andesito Ígneo Extrusi vo (textura fina) Basalto Gnaisse Xisto Anfibolito Foliáceo Ardósia Quartzito Mármore Metamórfico Não Serpnetinita Fonte: Manual do Asfalto - AI (2002) Origem

Classificação Natural (areia, seixo rolado etc) NATUREZA Artificial (areia de brita, pedra britada etc) Reciclado (agregado de resíduo sólido ) Graúdo (retido na peneira de 2,0 mm) Miúdo (passante na peneira de 2,0mm) TAMANHO De enchimento (65% a 100% passante na peneira 200 e 100% passante na peneira 40) Graduação Bem-graduada ou Densa DISTRIBUIÇÃO Graduação Aberta DOS GRÃOS Graduação Uniforme Graduação em Degrau (descontínua)

Graduações ampliar gráfico

Produção de Agregados Esquema Simplificado do Processo de Britagem

Exemplo de pedreira

Vista geral de uma britagem

Tipos de britagem Impacto Impacto + Desgaste por atrito

Tipos de britagem Impacto + Cisalhamento Compressão Impacto +

Amostragem de Agregados DNER PRO 120/97 e NBR NM 26 (NBR 7616) Coleta de Amostra de Agregados DNER PRO 199/94 e NBR NM 27 (NBR 9941) Redução de Amostra de Campo de Agregados para Ensaios de laboratório

Caracterização Tecnológica As características tecnológicas dos agregados servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a poder comprovar sua homogeneidade, bem como selecionar um material que resista, de maneira adequada, às cargas e à ação ambiental às quais o pavimento irá sofrer. Graduação Absorção Durabilidade Massa específica real e aparente Resistência ao Choque e ao Desgaste Forma Limpeza Adesividade Textura

Agregado Graúdo Amostragem – deve ser feita diretamente na correia transportadora ou em diversos pontos do monte, e então misturada e quarteada.

Redução de amostra

Quarteamento Manual ampliar imagem

Redução de amostra 1 2 4 3

Análise Granulométrica Pode ser com ou sem lavagem. Manual ou em peneirador automático.

Exemplo de Frações Típicas de Agregados em Misturas Asfálticas ampliar gráfico

Massa Específica Real, Aparente e Efetiva do Grão

Massa específica Real do Grão e Aparente do Grão Massa específica aparente do grão Massa específica efetiva do grão Vppn= volume de poros permeáveis não preenchidos com asfalto

Cesto metálico e balança com dispositivo para pesagem hidrostática No Laboratório Cesto metálico e balança com dispositivo para pesagem hidrostática Dr = massa específica real Da = massa específica aparente a = absorção (%)

Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados Agregados Graúdos: ASTM C127 - AASHTO T85 DNER ME 081/94 - NBR 9937 Gsa = A Densidade Real A - C Gsb = A Densidade Aparente B - C a = (B - A) x 100 Absorção A A – Peso do agregado seco em estufa B – Peso do agregado na condição Saturada Superfície Seca C – Peso do agregado imerso em água

Ensaios para Determinação da Densidade de Agregados AGREGADO GRAÚDO DNER-ME 081/98 e ASTM C 127-88

No Laboratório - Enxugamento da superfície dos Agregados

Agregado Miúdo Amostragem – amostra deve ser representativa; Segregação é menor; Granulometria (igual ao graúdo); Densidade e Massa específica real e aparente; Angularidade (FAA); Matéria Orgânica; Equivalente de Areia.

Densidade Real dos Grãos (Dr) Utilização do Picnômetro Onde: A: Picnômetro vazio B: Picnômetro + Material C: Picnômetro + Material + Água (ºC) D: Picnômetro + Água (ºC)

DNER-ME 084/95 (Picnômetro de 500 ml) Densidade Real dos Grãos (Dr) AGREGADO MIÚDO DNER-ME 084/95 (Picnômetro de 500 ml) A B C

Densidade Efetiva – (dosagem de mistura asfáltica) – NBR 12891 quando absorção <1% quando absorção >1%

Massa Específica Aparente – DNER ME 195/97 É a relação entre a massa e o volume do material sem levar em conta os vazios de ar. Utilizado para transformar unidades volumétricas em gravimétricas e vice-versa.

Perda por Abrasão A perda por abrasão Los Angeles consiste em submeter cerca de 5.000g de agregado a 500 até 1.000 revoluções no interior do cilindro de uma máquina Los Angeles. 10 esferas padronizadas de aço são adicionadas ao agregado, causando um efeito danoso a este quando a máquina é ligada. Com auxílio de uma análise granulométrica calcula-se a perda por abrasão: LA = Perda por abrasão Los Angeles (%) mi = massa inicial mf = massa final Parâmetro fundamental em Tratamentos Superficiais e Britas Graduadas.

Utilização da Máquina Los Angeles

Exemplos da Máquina Los Angeles

Forma de Agregados Utilização da placa de lamelaridade; Índice que varia de 0 (cúbico) a 100 (lamelar); Agregados muito lamelares levam as misturas a ter uma grande rigidez e podem romper-se durante a compactação, deixando algumas faces do agregado sem cobertura betuminosa.

Placa de Lamelaridade

Metodologia Superpave Aparelho para a medida das dimensões dos agregados para o cálculo da lamelaridade.

Resistência ao Choque - DNER ME 399/99 O ensaio de impacto ou choque consiste em dar uma série de golpes com um soquete padrão no agregado colocado dentro do cilindro do aparelho Treton. Calcula-se a perda de massa após o impacto.

Treton

Esmagamento - DNER ME 197/97 O ensaio de esmagamento mede a resistência do agregado submetido à compressão de uma carga variável de até 40tf, aplicada uniformemente sobre os agregados colocados dentro de um cilindro. A razão de carga é de 4tf/min. Determina-se a carga que conduz a uma quebra de 10% do material.

10% finos

Sanidade - DNER ME 089/94 Visa determinar a resistência do agregado à desintegração química – intemperismo; O basalto, por exemplo, se deteriora formando argila que não é desejável em uma mistura asfáltica; O ensaio consiste em atacar o agregado com uma solução saturada de MgSO4 (Sulfato de Magnésio) ou Na2SO4 (Sulfato de Sódio) por cinco ciclos de 16 a 18 horas a 21ºC. O resultado é expresso como a perda de peso que deve ser inferior a 12%.

Sanidade

Sanidade Antes Após

Textura ou Microtextura macrotextura microtextura A resistência ao cisalhamento depende da textura superficial. Superfície específica alta – maior consumo de ligante asfáltico.

Adesividade Capacidade de uma mistura de se manter coesa durante toda sua vida de serviço. Ensaios visuais – DNER ME 078/94 e ME 079/94. Ensaios mecânicos – Lottman Modificado, AASHTO T-283, entre outros.

Massa Aparente É a relação entre a massa e o volume do material, sem levar em conta os vazios de ar; Utilizado para transformar unidades volumétricas em gravimétricas e vice-versa; Utilizar caixa de madeira com 12cm de lado.

Equivalente de Areia (EA) Agregado sedimentado Argila em suspensão Solução floculada Proveta graduada Leitura da suspensão h1 Leitura da sedimentação h2 Tem por finalidade a identificação de finos plásticos no agregado miúdo. Colocar o material na proveta com solução padronizada; deixar em repouso; agitar; ler a altura da suspensão (h1) e da sedimentação (h2). Para misturas asfálticas, EA>55%. ampliar imagem

Equivalente de Areia (EA) Agregado sedimentado Argila em suspensão Solução floculada Proveta graduada Leitura da suspensão h1 Leitura da sedimentação h2 ampliar imagem

Matéria Orgânica Comparação de coloração de uma amostra com branco após 24 horas de imersão em ácido tânico. Em misturas a quente, a matéria orgânica é queimada no secador da usina.

Material de Enchimento - Fíler Amostragem - amostra deve ser representativa: Evitar grumos; Densidade Real – Frasco Le Chatelier; Superfície específica; Exemplo: Cal, Cimento, Pó de Pedra, etc.

Produção e Controle maciço Qualidade equipamentos estocagem

Produção e Controle

Produção e Controle

Fracionamento

Estocagem