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1
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
VIAS DE COMUNICAÇÃO
11/29/29
VIAS DE COMUNICAÇÃOLuís de Picado Santos([email protected])
Misturas BetuminosasMateriais elementares: betume e agregadosTipos correntes de misturas betuminosas
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2
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
LIGANTES BETUMINOSOS
� Betume asfáltico
� Betume fluidificado
� Emulsão betuminosa
• Betume asfáltico tradicional
• Asfalto e Alcatrão
http://www.inir.pt/portal/QuemSomos/DivulgaçãoT
écnica/DisposiçõesNormativas/tabid/116/langu
age/pt-PT/Default.aspx
22/29/29
� Modificado por adição de elastómeros ou plastómeros
� Modificado por adição de borracha
� Modificado por adição de resinas
� Modificado por adição de fibras
� Modificado por adição de enxofre
� Modificado por adição de colorante
• Betume asfáltico modificado
• Asfalto e Alcatrão
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3
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Betume asfáltico (produção)
33/29/29
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4
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Betume asfáltico (características_EN 12591 e 13924)
35-50
35-50
50-58
Variação de massa após RTFOT (%, ±), max 0,5
Pen25 retida após RTFOT em %, min 53Resistência ao endurecimento
PROPRIEDADES
Penetração, 25ºC, 5s, agulha de 100 gr (Pen25) em décimos de mm
Temperatura de amolecimento - Método anel e bola (Tab) em ºC
44/29/29
Tipos 10/20 20/30 35/50 50/70 70/100 100/150 160/220 250/330
Aumento de Tab após RTFOT em ºC, max 11
240
99
-5
370
Ponto de fragilidade de Fraass máximo em ºC
Viscosidade cinemática min, 135ºC em mm2/s
Solubilidade em tolueno ou xileno máxima em %
Temperatura de inflamação em vaso aberto Cleveland, min, em ºC
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Betume asfáltico (ensaio de penetração)
55/29/29
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Betume asfáltico (temp. de amolecimento)
Legenda:
1 - Amostra de betume deformada
2 - Termómetro
3 – Esfera (bola)
4 – Anel com amostra de betume
5 - Vaso de vidro com água
5ºC / minuto
1
2 3
5
4
66/29/29
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7
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Emulsões Betuminosas
� Consistem em dois líquidos imiscíveis, betume e água, e que se mantém
estável devido ao emulsionante que se distribui à volta dos glóbulos de
betume e estabelece aí uma camada de cargas eléctricas que repelem as
dos outros glóbulos, mantendo assim o sistema em equilíbrio
� utilizam-se, fundamentalmente, dois tipos de emulsões betuminosas, as
aniónicas (sabão básico) e as catiónicas (sabão ácido)
77/29/29
aniónicas (sabão básico) e as catiónicas (sabão ácido)
� As percentagens em massa do betume nestes produtos variam entre os
55 e os 65% e podem ser de rotura (saída da água e ligação do betume
ao agregado) rápida, média e lenta. Na simbologia geralmente adoptada
em Portugal usam-se os símbolos E para emulsão, A ou C para aniónica
e catiónica, R, M, e L para rápida, média e lenta.
� Actualmente usados em impregnações de camadas granulares, regas de
colagem entre camadas betuminosas, revestimentos superficiais e
misturas betuminosas a frio
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Emulsões Betuminosas
88/29/29
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Asfalto e Rocha asfáltica
Outros
99/29/29
Alcatrão
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10
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Agregados - Produção
1010/29/29
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11
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Agregados - Características Exigíveis
■ Granulometria
1111/29/29
■ Granulometria
■ Resistência ao choque
■ Forma
■ Limpeza
■ Adesividade
■ Resistência ao Polimento
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12
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
GRANULOMETRIA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0,01 0,1 1 10 100
diâmetro das partículas (mm)
perc
enta
gem
de
mat
eria
l pas
sado
NP EN 933-1
1212/29/29
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
RESISTÊNCIA (índice de LA)
11 Esferas de aço+ Provete (5kg)
Passar o material no peneiro de 1,6 mm;
Secar em estufa o material retido e pesar (m).
Tambor 500 voltas (31-33 r/min)
50
m5000LA
−
=
1313/29/29
NP EN 1097-2
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
FORMA (lamelação e alongamento)L
e
• Índice de achatamento
NP EN 933-3
1414/29/29
NP EN 933-4
• Índice de forma
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
LIMPEZA (azul de metileno)
VAS (g/100g de solo) Descrição
VAS ≤ 0,1 solos insensíveis à água
0,1 < VAS ≤ 0,2 solos muito pouco sensíveis à água
0,2 < VAS < 1,5 solos com sensibilidade à água
VAS = 1,5valor que distingue os solos areno-siltosos dos
areno-argilosos
VAS = 2,5valor que distingue os solos siltosos pouco plásticos
dos medianamente plásticos
VAS = 6,0 valor que distingue os solos siltosos dos argilosos
NP EN 933-9
1515/29/29
VAS = 6,0 valor que distingue os solos siltosos dos argilosos
VAS = 8,0valor que distingue os solos argilosos dos solos
muito argilosos
VAS para solos (SETRA, 1992)
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16
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
ADESIVIDADE
Afinidade Agregado - Betume
NP EN 12697-11
1616/29/29
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17
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
POLIMENTO (camada de desgaste)
1717/29/29
Coeficiente de Polimento Acelerado (pêndulo britânico)< 0,3 - agregado muito susceptível ao polimento
> 0,5 - agregado utilizável em camada de desgaste
> 0,8 – agregado muito resistente
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
TIPOS DE MISTURAS
� Misturas tradicionais
� Misturas de alto módulo
� Misturas com betumes modificados
� Micro-betão betuminoso
• Misturas betuminosas a quente
1818/29/29
� Micro-betão betuminoso
� Misturas tradicionais
� Microaglomerado betuminoso
� Lama asfáltica (slurry seal)
� Revestimento superficial (camada delgada não misturada previamente)
• Misturas betuminosas a frio
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19
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
TIPOS DE MISTURASNP EN 13108-1
1919/29/29
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20
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
TIPOS DE MISTURASNP EN 13108-1
2020/29/29
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21
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
TIPOS DE MISTURASNP EN 13108-1
2121/29/29
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22
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
CARACTERÍSTICAS (misturas a quente)
Betão betuminoso para camadas de desgaste (AC 14 ou AC 10)
� Os agregados têm uma dimensão máxima de 10 mm ou de 14 mm
� A percentagem de betume em massa situa-se entre 5 e 6%
� A porosidade varia entre 4 e 6%
2222/29/29
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Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaCARACTERÍSTICAS (misturas a quente)
Macadame Betuminoso (AC 32 ou AC 20)
� Os agregados têm uma dimensão máxima de 25 mm
ou de 40 mm
� A % de betume em massa situa-se entre 4 e 5%
� A porosidade varia entre 4 e 8%
Mistura Betuminosa Densa (AC 20)
2323/29/29
Mistura Betuminosa de Alto Módulo (AC 20 ou AC 16)
� Mais de 5% de um betume duro (10/20, por exemplo)
� As granulometrias mais correntes são 0/10, 0/14 e 0/20
� A porosidade varia entre 3 e 5%
� Os agregados têm uma dimensão máxima de 20 mm
� A percentagem de betume em massa situa-se entre 5 e
5,5 %
� A porosidade varia entre 3 e 5%
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24
Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaCARACTERÍSTICAS (misturas a quente)
Betão Betuminoso Drenante
� Os agregados têm uma dimensão máxima de 14 mm e uma
granulometria descontínua nas fracções intermédias
� A percentagem de betume em massa situa-se entre 4 e 5%
� A porosidade varia entre 22 e 30%
� O betume a utilizar é habitualmente modificado com polímeros
(SBS)
2424/29/29
(SBS)
� Não colmatado pode reduzir o ruído pneu-pavimento em 4 a 6
db(A)
� A contribuição estrutural é metade da do betão betuminoso
normal
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25
Departamento de Engenharia Civil e ArquitecturaCARACTERÍSTICAS (misturas a quente)
Betão Betuminoso Rugoso (AC14 ou AC10)
� Para camadas de desgaste com espessura delgada, geralmente entre 2,5
cm e 5 cm
� Metade da contribuição para a resistência estrutural do pavimento
� Em geral utiliza-se um ligante modificado com polímeros (SBS –
elastómeros) na percentagem em massa de 4 a 6%
2525/29/29
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26
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
• Microaglomerado Betuminoso a Frio
� Consiste na aplicação (10 a 15 kg/m2) de uma mistura de agregado de granulometria 0/6 e de uma emulsão modificada com um teor em betume mínimo de 60%. A espessura média desta camada é de 1 cm.
� Quando o microaglomerado for duplo, faz-se uma primeira aplicação de uma mistura de emulsão modificada com agregado 0/4, realizando-se numa segunda fase a colocação de outra mistura com uma granulometria 4/8.
CARACTERÍSTICAS (misturas a frio)
2626/29/29
segunda fase a colocação de outra mistura com uma granulometria 4/8.
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27
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
• Lama asfáltica (“Slurry Seal”)
� Mistura betuminosa constituída por agregados finos (grande percentagem de agregados com dimensões inferiores a 2 mm) e emulsão betuminosa, que não ultrapassa os 2 cm de espessura depois de colocada.
� Aplica-se no tratamento superficial dos pavimentos, essencialmente em colmatação de fendilhamento, com o intuito de os impermeabilizar e lhes conferir boas características de rugosidade. Esta lama é normalmente aplicada por uma máquina misturadora-espalhadora.
CARACTERÍSTICAS (misturas a frio)
2727/29/29
aplicada por uma máquina misturadora-espalhadora.
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28
Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
Rev
estimen
tos su
perficiais
CARACTERÍSTICAS (misturas a frio)
2828/29/29
•Rev
estimen
tos su
perficiais
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Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura
• Revestimentos superficiais
CARACTERÍSTICAS (misturas a frio)
2929/29/29