FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA - FAVIP ENGENHARIA CIVIL

Transcrição

1 1 FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA - FAVIP ENGENHARIA CIVIL EXECUÇÃO DE CONCRETO ASFÁLTICO EM OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO Vladimir de Souza Amorim Caruaru

2 2 FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA - FAVIP ENGENHARIA CIVIL EXECUÇÃO DE CONCRETO ASFÁLTICO EM OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a Faculdade do Vale do Ipojuca FAVIP, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil Vladimir de Souza Amorim Prof. M.Sc Sidclei Teixeira Magalhães Caruaru 2010

3 3 Catalogação na fonte - Biblioteca da Faculdade do Vale do Ipojuca, Caruaru/PE A524e Amorim, Vladimir de Souza. Execução de concreto asfáltico em obras de pavimentação / Vladimir de Souza Amorim. Caruaru: FAVIP, f. : il. Orientador(a) : Sidclei Teixeira Magalhães. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia) -- Faculdade do Vale do Ipojuca. 1. CAP. 2. Pavimentação. 3. Durabilidade. 4. Revestimento asfáltico. 5. CA. I. Título. CDU 624[11.1] Ficha catalográfica elaborada pelo bibliotecário: Jadinilson Afonso CRB-4/1367

4 4 DEDICATÓRIA Aos meus pais, familiares e amigos, Pela compreensão e incentivo em todos Os momentos difíceis dessa jornada.

5 5 RESUMO O presente trabalho trata do relato da experiência do autor nas obras de duplicação e revitalização da BR-104\PE. A finalidade do presente estudo foi registrar os procedimentos e cuidados, visando aumentar o conhecimento de todas as etapas da execução do concreto asfáltico na pavimentação de estradas. O Concreto Asfáltico tem como principais partes integrantes, os agregados minerais e o CAP (cimento asfáltico de petróleo), com ou sem adições de polímeros, pó de borracha entre outros. Mostra-se desde os materiais escolhidos como agregados miúdos e agregados graúdos bem como o tipo de ligante asfáltico escolhido e ensaios pertinentes a cada um. A seguir trata-se da execução, iniciando com a usinagem, processo de mistura a quente, de todos os materiais constituintes do CA. O transporte em caminhões basculantes. O espalhamento com vibroacabadoras e a compactação rolos pneumáticos e tandem. Ao final do estudo apresentam-se as impressões obtidas e recomendações para a execução de pavimentos asfálticos rodoviários. PALAVRAS-CHAVE: CAP, Pavimentação, Durabilidade, Revestimento asfáltico, CA (Concreto Asfáltico).

6 6 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas CA Concreto Asfáltico CAP Cimento Asfáltico de Petróleo CBR Ìndice de Suporte Califórnia CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente CONSUPLAN Consultoria e Planejamento DNER Departamento Nacional de Estradas e Rodagem DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte NECTAR Núcleo de Empreendimentos em Ciência Tecnologia e Artes RAA Reatividade Álcalis Agregados

7 7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - CA, usina da BR Figura 2 - Areia grossa, BR Figura 3 - Pó de pedra, BR Figura 4 - Brita 12, BR Figura 5 - Brita 19, BR Figura 6 - Brita 25, BR Figura 7 - Usina Volumétrica de CA, BR Figura 8 - Painel de controle da usina CA, BR Figura 9 - Caminhão basculante, BR Figura 10 - Vibroacabadora espalhando o material, BR Figura 11 - Compactação com rolo pneumático, BR Figura 12 - Compactação com rolo liso, BR

8 8 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO DESENVOLVIMENTO Definição Materiais utilizados Agregados minerais Ligantes asfálticos Material de enchimento (filer) Execução Usinagem Transporte Compactação CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS...21

9 9 1. INTRODUÇÃO Pavimento asfáltico, trata-se de uma estrutura que se divide em três partes, as quais são chamadas: sub-base, base e revestimento asfáltico, podendo se necessário, fazer um reforço no subleito. As suas espessuras são determinadas em função da resistência ou do ISC (Índice de Suporte Califórnia), da camada subjacente. O pavimento flexível é projetado para suportar os carregamentos, sejam eles verticais ou horizontais (Capacidade estrutural), e também fornecer segurança e conforto de rolamento (Capacidade funcional). Os pavimentos brasileiros na maioria das vezes são formados por agregados minerais de tamanhos variados e ligantes asfálticos com seus traços definidos para que tenham drenagem, flexibilidade e o suporte de cargas adequado para o clima da região (Balbo 2007). Este estudo foi idealizado, para esclarecer a sociedade em geral como foi feito o procedimento de execução do pavimento asfáltico na BR 104. Os materiais minerais, agregados miúdos e graúdos são respectivamente as areias, pó de pedra e as pedras britadas. O aglomerante, cimento asfáltico ou ligante asfáltico usado no pavimento e os seus ensaios de acordo com as normas, denominado de CAP. A junção desses materiais é definido como CA (Senço 2007). Os problemas do pavimento asfáltico são advindos, sobretudo da falta de fiscalização dos órgãos competentes. Sendo exemplo disso, as sobrecargas dos caminhões e a falta de manutenção; ocasionando um desgaste prematuro e reduzindo a vida útil do pavimento. Em conseqüência desta situação, é necessário buscar mais matéria-prima, dessa forma reduzindo nossos recursos e antecipando prematuramente a extinção das nossas jazidas naturais, diminuindo possibilidades e prejudicando o meio ambiente, produzindo resíduos, que irão contaminar os solos e os lençóis freáticos, além dos riscos de acidente que existem decorrentes dos desgastes e das condições deste pavimento danificado. Abrindo as discussões com a sociedade e os órgãos competentes, pode-se chegar às soluções satisfatórias quanto aos materiais a serem reutilizados e as formas de execução. Já existem estudos que comprovam através de experimentos que a maneira como os órgãos brasileiros procedem é arcaica e pouco econômica, sobretudo, quando falamos de custos alusivos ao meio ambiente.

10 10 2. DESENVOLVIMENTO 2.1. Definição De acordo com a norma do DNIT 031/2006-ES, o concreto asfáltico é uma mistura a quente, em usina apropriada, com características especificas, composta de agregado graduado, agregado miúdo, material de enchimento (filer) se necessário e cimento asfáltico, espalhada e compactada a quente. Figura 1 - CA, usina da BR Materiais utilizados Os materiais utilizados no traço do concreto asfáltico são: agregados minerais (agregado miúdo e graúdo), ligantes asfálticos e material de enchimento (filer), os quais devem satisfazer às Normas pertinentes e às especificações aprovadas pelo DNIT Agregados minerais O termo agregado é definido como material sem forma ou volume, geralmente inerte, de dimensões e propriedade adequada para produção de vários tipos de misturas, como: argamassa, concreto, concreto asfáltico etc. Devendo estar de acordo com a norma da ABNT NBR 9935/2005.

11 11 a) Agregado miúdo O agregado miúdo pode ser areia, pó de pedra ou mistura de ambos ou outros materiais indicado nas especificações complementares. Suas partículas individuais devem ser resistentes, estando livres de torrões de argila e de substâncias nocivas. Deve apresentar equivalente de areia igual ou superior a 55% (DNER-ME 054). Figura 2 - Areia grossa, BR 104. Figura 3 - Pó de pedra, BR 104.

12 12 b) Agregado graúdo O agregado graúdo pode ser pedra britada, escória, seixo rolado preferencialmente britado ou outro material indicado nas especificações complementares, (DNER-ME 035 e DNER-ME 401). Figura 4 - Brita 12, BR 104. Figura 5 - Brita 19, BR 104.

13 13 Figura 6 - Brita 25, BR Ligantes asfálticos O ligante asfáltico ou cimento asfáltico de petróleo (CAP) é uma mistura complexa de várias espécies químicas, sua estrutura e propriedade são dependentes da temperatura. No CA podem ser empregados os seguintes tipos: CAP-30/45, CAP-50/70 e CAP-85/100. Na BR 104, está sendo utilizado o CAP 50/70 adivindo da usina de Fortaleza/CE, tendo as características de viscosidade 320, densidade 1.02 g/ cm ³, ponto de fulgor mínimo 295 ºC, penetração Material de enchimento (filer). Quando da aplicação deve estar seco e isento de grumos, e deve ser constituído por materiais minerais finalmente divididos, tais como cimento Portland, cal extinta, póscalcários, cinza volante etc; de acordo com a Norma DNER-EM Ensaios Os ensaios realizados na BR 104, para o controle tecnológico dos materiais utilizados na confecção do CA, foram feitos para o CAP e agregados.

14 14 a) CAP Viscosidade saybolt furol, ABNT-MB 517 Penetração, DNIT-ME 003/99 Ponto de fulgor, DNIT-ME 148/94 Massa específica, DNIT-ME 117/94 b) Agregados Análise petrográfica Resistência à compressão simples Índices físicos Los Angeles Os seguintes resultados exposto em anexo, foram obtidos nos ensaios realizados na NECTAR, e devidamente fiscalizados pela CONSUPLAN Execução Usinagem O processo de usinagem tem por finalidade promover a mistura dos agregados minerais com o ligante asfáltico. Em usinas específicas que podem ser gravimétricas (descontinuas), ou usinas volumétricas (continuas). As usinas gravimétricas elas funcionam como betoneiras por traços em peso determinados pelo laboratório. E as usinas volumétricas funcionam continuamente depois de calibradas com as quantidades corretas de agregado e cimento asfáltico de petróleo, que a massa de concreto asfáltico necessita. Com aquecimento antecipado dos agregados para que a umidade seja retirada e haja um entrosamento com o cimento asfáltico de petróleo, tornando um material homogêneo e com características previstas pelo laboratório. A temperatura prevista do CA, saia da usina é entre 160º C a 165º C. O operador da usina não pode elevar a temperatura para não ocorrer à oxidação da massa asfáltica.

15 15 Figura 7 - Usina Volumétrica de CA, BR 104. Figura 8 - Painel de controle da usina CA, BR Transporte O transporte é normalmente feito em caminhões basculantes, que devem estar limpos e lubrificados, para que não ocorra a aderência nas paredes do mesmo (tipo: óleo cru fino, solução de cal ou similares), não podendo utilizar produtos que dissolvam o CA. A carga transportada irá coberta por lona ou similar que evite a contaminação e perda de temperatura. Os caminhões terão a rota previamente determinada. No caso da BR 104 a usina foi

16 16 implantada no meio do trecho para não ultrapassar os 30 km, e o CA não chegar ao local de aplicação abaixo da temperatura especificada.. Figura 9 - Caminhão basculante, BR Espalhamento O espalhamento é feito através de Vibroacabadora acoplada ao caminhão basculante com a carga de CA. E a temperatura média é de 145º C. A carga será laçada em camadas uniformes e largura determinada pelo projeto de pavimentação. Ocorrendo falhas no espalhamento a correção será feita manualmente com ancinhos ou rodos metálicos retirando todas as imperfeições.

17 17 Figura 10 - Vibroacabadora espalhando o material, BR Compactação A compactação é feita primeiro por rolos pneumáticos, dependendo da temperatura do CA que pode estar elevada e com suporte de carga baixo. A calibragem dos pneus irá aumentando gradativamente com a diminuição dos vazios e aumento do suporte de carga do revestimento asfáltico até que saiam as marcas dos pneus no CA lançado. Logo após entrará os rolos tipo tandem finalizando a compactação. O sentido da passagem será longitudinalmente dos bordos para o eixo da pista e se houver curvas ou superelevação sempre começar do local mais baixo para o mais alto. (Senço 2007).

18 18 Figura 11 - Compactação com rolo pneumático, BR 104. Figura 12 - Compactação com rolo liso, BR 104.

19 19 3. CONCLUSÃO Neste trabalho apresenta-se a execução do CA (Concreto asfáltico), chamado anteriormente de CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente). É apresentado todo andamento desde a escolha dos materiais. Que passa pela escolha das jazidas de agregado miúdo, com os ensaios de granulometria. A determinação da pedreira que vai ser extraída os agregados graúdos com ensaios de análise petrográfica, resistência a compressão simples, índices físicos e o de maior relevância para o CA o de índice de desgaste Los Angeles à importância do traço, usinagem, temperatura de operação da usina, transporte, temperatura adequada de chegada ao local de lançamento, equipamento de espalhamento, compactação do CA. No qual se deve salientar que todas as etapas têm parâmetros a serem seguidos para obter um revestimento de boa qualidade e com a durabilidade esperada. O presente trabalho teve como objetivo mostrar as diversas etapas de uma pavimentação através do estudo de caso real. Este estudo foi desenvolvido durante a obra de duplicação e revitalização da BR 104, próximo a Caruaru.

20 20 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (2003). NBR: 9935: Agregados: terminologia. Rio de Janeiro. BALBO, J. T. (2007). Pavimentação asfáltica: Projetos e restauração. São Paulo: Oficina de texto. DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM. (1999). DNER-ES 385/99 - Pavimentação concreto asfáltico com polímero. Rio de Janeiro. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. (1998). DNER - ME 035/98 - Agregados - Análise Granulométrica. Rio de Janeiro. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. (1995). DNER-ME 035/95 - Agregados - Determinação da Abrasão "Los Angeles". Rio de Janeiro. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTE. (2006). DNIT - 031/2006: Pavimnetos flexíveis - Concreto Asfáltico - Especificação de Serviço. Rio de Janeiro. LIEDI, B. B. (2006). Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRÁS, ABEDA. SENÇO, W. (2007). Manual de técnicas de pavimento. São Paulo: PINI, v.1 e v.2.

21 5. ANEXOS 21

22 22

23 23

24 24

25 25

26 26

27 27

28 28

29 29