Entenda o Módulo de Resiliência e Módulo Complexo das misturas asfálticas

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Figura 1 – Módulo de misturas asfálticas. Fonte da Figura: Freepick

O dimensionamento de pavimentos requer que alguns parâmetros sejam estabelecidos previamente para modelar a estrutura e então calcular as respostas estruturais. No método semi-empírico de dimensiomento o único parâmetro dos materiais necessário é o índice de suporta califórnia (CBR) do subleito, uma vez que as outras camadas são encontradas assuindo um CBR mínimo de 20% para subbase e 100% – ou 80% dependendo do tráfego – para materiais de base.

Deformação Permanente – Descubra como e por que os pavimentos afundam!

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Figura 1 – Deformação Permanente na Trilha de Roda. Fonte da Figura: https://www.roadex.org/

No processo de aprendizagem, nós engenheiros estudamos diversas disciplinas que ditam o comportamento de estruturas, como a resistência dos materiais e a teoria das estruturas. No dimensionamento de qualquer estrutura existe um critério de falha, definido para que quando o carregamento solicitante for maior que admissível ocorre a falha do elemento estrutural.

Os pavimentos, assim como estruturas de vigas e pilares, também assumem critérios de ruptura para dimensionamento da estrutura. Entretando, os pavimentos apresentam uma particularidade que muitos consideram como previlégio e que, muitas vezes, é utilizado como justificativa para as negligências que ocorrem nesse tipo de estrutura.

Qual é esta particularidade? Bom, os pavimentos não caem! Mas, não fique feliz pois eles afundam! Nesse artigo vamos discutir como e por que ocorre o afundamento de pavimentos.

Conheça as características e variações de Misturas Asfálticas Mornas e Semimornas!

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Figura 1 – Comparação de aplicação de Mistura Asfáltica Quente (esquerda) e mistura morna (direita). Fonte da Figura: Barthel et al, 2004.

As misturas asfálticas desempenham um papel muito importante na nossa sociedade moderna, sendo o principal tipo de revestimento utilizado nas rodovias e o asfalto um dos materiais mais utilizados no mundo. Por outro lado, do mesmo modo que estes materiais são importantes, quando aquecidos eles são responsáveis pelo aumento de emissões de efeito estufa. Além disso, os fumos de asfalto resultantes da usinagem de misturas asfálticas são prejudiciais para saúde dos operadores durante o processo de usinagem, transporte e compactação. Se quiser conhecer um pouco mais sobre as consequências ambientais do aquecimento de misturas asfálticas leia nosso artigo clicando aqui.

Mas, como reduzir a emissão desses gases e fumos de asfalto?

Uma das formas de reduzir os efeitos danosos do aquecimento das misturas asfálticas é justamente diminuindo sua temperatura de usinagem, transporte e compactação. Contudo, a redução de temperatura não pode ocorrer apenas por um processo de escolha tendo em vista que a temperatura utilizada desempenha função importante na qualidade final da mistura.

Fumos de Asfalto – Conheça as consequências ambientais do aquecimento de Misturas Asfálticas!

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Figura 1 – Efeitos do Aquecimento de Misturas Asfálticas. Fonte da Figura: https://asphaltpa.com.br/

As misturas asfálticas, e em mais específico o concreto asfáltico usinado a quente, são utilizadas em quase todas as obras de infraestrutura rodoviária no Brasil e no mundo. Essas misturas usinadas são, em sua maioria, aquecidas em temperaturas da ordem de 150°C a 170°C. Como vimos no artigo sobre oxidação do ligante asfáltico, o aquecimento em elevadas temperaturas faz com que parte oleosa (aromáticos) diminua e os asfaltenos aumentem, gerando um envelhecimento de curto prazo no processo de usinagem.

Mas por que aquecer a mistura asfáltica? Vamos relembrar!

O aquecimento para o processo de usinagem de uma mistura asfáltica a quente tem 3 objetivos. O primeiro objetivo está relacionado com a secagem dos agregados, pois caso o agregado possua umidade pode ocorrer um processo conhecido como “stripping“. O stripping consiste da perda de aderência entre ligante e agregado e que começa, geralmente, da parte inferior da camada asfáltica.

As limitações em métodos de dimensionamento – Como dimensionar um pavimento de mineração?

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Figura 1 – Haul Truck. Fonte da Figura: https://www.miningglobal.com/

No decorrer de um curso de graduação em engenharia civil o aluno passa por uma série de disciplinas para uma análise estrutural, a resistência dos materiais e a teoria das estruturas tornam-se rotineiras a partir do segundo ano da engenharia. Geralmente essas disciplinas focam mais em análises de vigas e pilares, sendo que outras estruturas ficam para um segundo plano e abordadas em disciplinas específicas.

Em algumas faculdades a disciplina de estradas é muito genérica e, com isso, não consegue apresentar todos os conceitos que envolvem a engenharia rodoviária ou, em um sentido mais amplo, a infraestrutura de transportes. Falta carga horária para uma abordagem ideal. Dessa forma, a área de pavimentação é pouco estudada em nível de graduação e, na maioria dos casos, o método de dimensionamento de pavimentos é apresentado sem a correta contextualização e sem detalhar suas limitações. Limitações estas tanto em níveis de carga quanto de previsão de desempenho.

Como classificar Ligantes Asfálticos por Penetração e Viscosidade

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Figura 1 – Corpos de Prova de Asfalto. Fonte da Figura: IPR (2017)

O cimento asfáltico de petróleo é um material viscoelástico, ou seja, que pode apresentar propriedades tanto elásticas quanto viscosas. Essa variação no seu comportamento é função da temperatura e do tempo de carregamento no qual está submetido.

No artigo sobre o processo de refino do asfalto, asfalto borracha e outros artigos, vimos que o asfalto precisa de aquecimento até uma determinada temperatura para que ocorra a diminuição da sua viscosidade e permita a usinagem. Ou seja, as propriedades físicas do asfalto são totalmente relacionados com a temperatura.

Asfalto ou Betume? Como ocorre a destilação do Petróleo

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Figura 1 – Camada Asfáltica. Fonte da Figura: http://www.splabor.com.br/blog

Quando falamos em pavimentação a primeira coisa que pensamos é nos ligantes asfálticos utilizados no revestimento, o qual é mais comum ser chamado apenas de “asfalto”, muito embora o termo pavimentação seja referente a uma estrutura – composta por diversas camadas – e não apenas de um material em específico.

Contudo, o asfalto é um termo popular e o material está presente em quase todas as ruas da atualidade e em boa parte das rodovias do mundo todo. Devido a isso, as pessoas pensam que conhecem o material e vez ou outra dão “palpites” sobre suas características. Sendo que também é comum o público mais leigo associar ao asfalto, unicamente, os defeitos que a estrutura como um todo apresenta.

Como dimensionar as Barras de Transferência em Pavimentos de Concreto

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Fonte da Figura: https://manetoni.com.br

As barras de transferência são aquelas posicionadas ao longo das juntas transversais dos pavimentos, e como o próprio nome já diz elas tem função de transferir parte da carga que uma placa recebe para a outra placa de concreto. O objetivo de transferir carga é porque as tensões e deflexões nas juntas são muito menores quando compartilhadas entre placas.

Uma barra de transferência cumprindo seu papel pode minimizar a formação de degraus (faulting) entre placas de pavimentos de concreto e prevenir o bombeamento de finos (pumping), o qual é utilizado como fator de projeto pelo método de dimensionamento da PCA (1984).

Aprenda a calcular Telas de Aço e Barras de ligação em Pavimentos de Concreto

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Fonte da Figura: https://www.masterplate.com.br

O uso de telas de aço para reforço em pavimentos de concreto tem como objetivo combater e resistir as tensões que resultam do atrito entre placa e subleito ou base, sendo colocadas as telas de forma longitudinal, transversal e também as barras de ligação ao longo das juntas longitudinais.

TELAS DE AÇO

As telas de aço são consideradas como reforços para o concreto e podem ser usadas para controlar o trincamento causado por tensões de atrito, ou seja ela não aumenta a capacidade estrutural do pavimento mas permite aumentar o espaçamento entre juntas e “amarrar” o concreto trincado para manter a transferência de carga por meio do intertravamento granular.

Como aliviar Tensões devido o Atrito em Placas de Concreto

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Fonte da Imagem: Huang, 2004

Quando um pavimento fica submetido a variações de temperatura ocorre a tendência de expansão ou contração da placa de concreto, essas movimentações resultam em atrito entre a placa e a fundação e provoca tensões de tração no concreto.

Para os pavimentos de concreto simples, ou seja, aqueles pavimentos que não apresentam armadura estrutural, o espaçamento entre juntas de contração deve ser escolhido de maneira que as tensões devido o atrito não causem fissuras.

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