ESTUDO DE AGREGADOS PARA PAVIMENTAÇÃO

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1 ESTUDO DE AGREGADOS PARA PAVIMENTAÇÃO
TT 051 – PAVIMENTAÇÃO ESTUDO DE AGREGADOS PARA PAVIMENTAÇÃO

2 TT 051- PAVIMENTAÇÃO 3 ESCOPO Definição / Aplicação Classificação
ESTUDO DE AGREGADOS 3 ESCOPO Definição / Aplicação Classificação Produção de agregados Amostragem Caracterização Tecnológica (Propriedades / Ensaios) TT 051- PAVIMENTAÇÃO

3 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

4 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.

5 AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO
APLICAÇÕES Revestimentos (CCP, CBUQ, Blocos de Concretos). Bases, sub-bases e reforço (Camadas Granulares). FUNÇÕES Estabilidade mecânica dos revestimentos Resiste à abrasão superficial Suporta as tensões solicitantes do tráfego e as transmite as camadas inferiores de forma atenuada. TIPOS Naturais Artificiais

6 AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO
AGREGADOS NATURAIS: Aplicados da maneira como são extraídos da natureza. SAIBROS ALTERAÇÕES DE ROCHA AREIAS CASCALHOS LATERITAS

7 AGREGADOS ARTIFICIAIS ( BRITA ) ORIGEM
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)

8 AGREGADOS ARTIFICIAIS
PEDRA BRITADA ROCHAS ÍGNEAS Formadas pelo resfriamento e cristalização da rocha fundida (magma) Granulação grossa  esfriamento lento (GRANITO) Granulação fina  esfriamento mais rápido (BASALTO) Muita variação de granulação, textura e densidade. Rocha Ácida  alto teor de sílica (má adesividade)

9 AGREGADOS ARTIFICIAIS
PEDRA BRITADA ROCHAS ÍGNEAS GRANULAÇÃO ÁCIDAS INTERMEDIÁRIAS BÁSICAS Grossa (Plutônica) GRANITO Diorito Gabro + Friável Média (Hipoabissal) Granófilo Pórfiro DIABÁSIO  Fina (Vulcânica) Riolito Andesito BASALTO - Friável Cor Clara  Cor Escura Densidade Baixa Densidade Alta

10 CLASSIFICAÇÃO NATUREZA Artificial (areia de brita, pedra britada etc)
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)

11 PRODUÇÃO DE AGREGADOS maciço Qualidade equipamentos estocagem

12 PRODUÇÃO DE AGREGADOS

13 PRODUÇÃO DE AGREGADOS

14 PRODUÇÃO DE AGREGADOS Esquema Simplificado do Processo de Britagem

15 AGREGADOS ARTIFICIAIS
PRODUÇÃO – ESQUEMAS DE BRITAGEM Fase 1 – Britagem Primária – Britadores de Mandíbula Fase 2 – Britagem Secundária – Rebritadores de mandíbula / girosféricos (rebritadores de cone) Fase 3 - Britagem Terciária – Girosféricos (rebritadores de cone) Fase 4 – Britagem Quaternária – Hidrocônicos, girosféricos rocha/rocha, ou moinhos de barra ou de bola

16 Tipos de britagem Impacto Impacto + Desgaste por atrito

17 Tipos de britagem Impacto + Cisalhamento Compressão Impacto +

18 Fracionamento

19 Estocagem

20 BRITAGEM – MÉDIO PORTE

21 BRITAGEM – GRANDE PORTE

22 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

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

24 Redução de amostra

25 Quarteamento Manual ampliar imagem

26 Redução de amostra 1 2 4 3

27 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 Limpeza Resistência a abrasão, ao choque e ao desgaste Textura superficial Forma das partículas Absorção de água Sanidade Adesividade Massa específica real, aparente e efetiva

28 Agregado Graúdo Amostragem – amostra deve ser representativa;
Segregação é maior; Granulometria (Peneiramento); Densidade e Massa específica real e aparente; Perda por abrasão; Forma; Sanidade.

29 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.

30 Material de Enchimento - Fíler
Material a granel ou ensacado Sem problemas de segregação Evitar grumos; Densidade Real – Frasco Le Chatelier; Superfície específica; Exemplo: Cal, Cimento, Pó calcáreo, Pó de pedra .

31 Análise Granulométrica
Tamanho e Graduação Análise Granulométrica Pode ser com ou sem lavagem. Manual ou em peneirador automático.

32 Exemplo de Frações Típicas de Agregados utilizados em Misturas ( BGS ou CBUQ)
ampliar gráfico

33 GRADUAÇÕES ampliar gráfico

34 Tamanho e Graduação GRANULOMETRIAS CONTÍNUAS Equação de Talbot

35 Tamanho e Graduação CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
Graduação aberta Bem graduado / sem finos Percentual de vazios > 30% 0,55 < n < 0,75 Graduação densa Bem graduado / quantidade suficiente de finos Baixo percentual de vazios 0,35 < n < 0,55

36 Tamanho e Graduação CLASSIFICAÇÃO DAS CURVAS CONTÍNUAS
Graduação uniforme Mau graduado / diâmetro máximo e mínimo muito próximos Elevado percentual de vazios n > 0,75 “Permeabilidade”

37 Equivalente de Areia (EA)
Limpeza Equivalente de Areia (EA) ampliar imagem

38 Equivalente de Areia (EA)
Agregado Sedimentad Argila em suspensão Solução Floculad 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

39 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.

40 Perda por Abrasão A perda por abrasão Los Angeles consiste em submeter cerca de 5.000g de agregado a 500 até revoluções no interior do cilindro de uma máquina Los Angeles (v = 33 rpm). 10 esferas padronizadas de aço são adicionadas ao agregado, causando um efeito danoso. LA = Perda por abrasão Los Angeles (%) mi = massa inicial (mat.retido na # n˚ 8) mf = massa final (mat. Retido na # n˚ 12) Parâmetro fundamental em Tratamentos Superficiais e Britas Graduadas. Bases – LA  50% Revestimentos - LA  40%

41 Utilização da Máquina Los Angeles

42 Exemplos da Máquina Los Angeles

43 Resistência ao choque e ao esmagamento
Ensaio de Tenacidade Treton Simula a resistência ao impacto (choque) quando submetido a golpes de soquete em um cilindro Importante para aeroportos - Esmagamento Simula a resistência a ação de cargas estáticas quando submetido a pressão de um êmbolo em um cilindro Importante para áreas de estacionamento

44 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.

45 Treton

46 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.

47 10% finos

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

49 Textura ou Microtextura
- Resistência ao Polimento e Coeficiente de atrito procedimentos de avaliação indireta Máquina Dorry (CPA) ou Pêndulo Britânico (VRD) Simula a resistência do agregado ao polimento pela ação do tráfego (revestimentos) Avaliam a textura superficial do agregado – Microtextura Importante para a resistência à derrapagem em pista seca e baixas velocidades

50 Forma de Agregados Importante para avaliar indiretamente o contato entre grãos e a resistência ao cisalhamento Formas Agregados Cúbicos – preferíveis Agregados Lamelares – indesejáveis ( Relação a/b > 6) Ensaio de Cubicidade – determinação do Índice de Forma (f) f = 1,0 – Agregado cúbico (calcáreo) f = 0,0 – Agregado lamelar (basalto) Recomendação – f > 0,5

51 Placa de Lamelaridade

52 Absorção Agregados porosos absorvem água e asfalto e necessita uma quantidade adicional de ligante para preencher os vazios e promover coesão. Absorção = massa após imersão 24 h / massa inicial seca Cuidados quando absorção for superior a 2 %.

53 Adesividade Ensaio de Adesividade
Simula a resistência do agregado em manter a película betuminosa e a capacidade de adsorção pela imersão em água aquecida. Materiais ácidos (granito)  HIDROFÍLICOS – não têm boa adesividade com água Materiais básicos (basalto)  HIDROFÓBICOS - têm boa adesividade com água

54 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.

55 Corretivos de adesividade
Sólidos Cal hidratada Pós calcáreos Cimento Portland Líquidos Alcatrões (10%) Dopes a base de amina (0,5 a 2,5%)

56 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%.

57 Sanidade

58 Sanidade Antes Após

59 Massa Específica Real, Aparente e Efetiva do Grão

60 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

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

62 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 (%)

63 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 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

64 No Laboratório - Enxugamento da superfície dos Agregados

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

66 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

67 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.

68 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.

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