TT 051 – PAVIMENTAÇÃO
ESTUDO DE
AGREGADOS PARA
PAVIMENTAÇÃO
ESTUDOS DE AGREGADOS / 1
TT 051- PAVIMENTAÇÃO
ESTUDO DE AGREGADOS
3
ESCOPO
1. Definição / Aplicação
2. Classificação
3. Produção de agregados
4. Amostragem
5. Caracterização Tecnológica
(Propriedades / Ensaios)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 2
IMPORTÂNCIA E CONCEITUAÇÃO
A proporção de agregados em misturas asfálticas é de
aproximadamente 93 a 97% em peso.
Percentual Influência (%)
100
90
80
70
60
Agregado
50
Ligante
40
30
20
10
0
1
ATR
2
Fadiga
3 Térmico
Trinc.
Influência do agregado e do ligante no desempenho de uma mistura
asfáltica. Fonte: FHWA (2002).
ESTUDOS DE AGREGADOS / 3
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 4
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 5
AGREGADOS - CLASSIFICAÇÃO
AGREGADOS NATURAIS: Aplicados da maneira como são
extraídos da natureza.

SAIBROS

ALTERAÇÕES DE ROCHA

AREIAS

CASCALHOS

LATERITAS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 6
Classe
AGREGADOS
ARTIFICIAIS
( BRITA )
Tipo
Calcário
Sedimentar
Silício
ORIGEM
Intrusivo
(textura grossa)
Ígneo
Extrusivo
(textura fina)
Foliáceo
Metamórfico
NãoFoliáceo
Fonte: Manual do Asfalto - AI (2002)
Família
Calcário
Dolomita
Folhelo
Arenito
Sílex
Conglomerado
Brecha
Granito
Sienito
Diorito
Gabro
Peridoto
Piroxênio
Hornblendito
Obsidiana
Púmice
Tufo
Riolito
Traquito
Andesito
Basalto
Gnaisse
Xisto
Anfibolito
Ardósia
Quartzito
Mármore
Serpnetinita
ESTUDOS DE AGREGADOS / 7
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)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 8
AGREGADOS ARTIFICIAIS
•
PEDRA BRITADA
–
ROCHAS ÍGNEAS
GRANULAÇÃO
ÁCIDAS
INTERMEDIÁRIAS
BÁSICAS
Grossa
(Plutônica)
GRANITO
Diorito
Gabro
+ Friável
Granófilo
Pórfiro
DIABÁSIO

Riolito
Andesito
BASALTO
- Friável
Cor Clara

Cor Escura
Densidade Baixa

Densidade Alta
Média
(Hipoabissal)
Fina (Vulcânica)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 9
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)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 10
PRODUÇÃO DE AGREGADOS
maciço
Qualidade
equipamentos
estocagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 11
PRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 12
PRODUÇÃO DE AGREGADOS
ESTUDOS DE AGREGADOS / 13
PRODUÇÃO DE AGREGADOS
Esquema Simplificado do Processo de Britagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 14
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 15
Tipos de britagem
Impacto
Impacto
+
Desgaste por atrito
ESTUDOS DE AGREGADOS / 16
Tipos de britagem
Impacto
+
Cisalhamento
+
Compressão
Impacto
+
Compressão
ESTUDOS DE AGREGADOS / 17
Fracionamento
ESTUDOS DE AGREGADOS / 18
Estocagem
ESTUDOS DE AGREGADOS / 19
BRITAGEM – MÉDIO PORTE
ESTUDOS DE AGREGADOS / 20
BRITAGEM – GRANDE PORTE
ESTUDOS DE AGREGADOS / 21
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 22
Agregado Graúdo
Amostragem – deve ser feita diretamente na correia transportadora
ou em diversos pontos do monte, e então misturada e quarteada.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 23
Redução de amostra
ESTUDOS DE AGREGADOS / 24
Quarteamento Manual
ESTUDOS DE AGREGADOS / 25
Redução de amostra
1
2
3
4
ESTUDOS DE AGREGADOS / 26
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
aparente e efetiva
real,
ESTUDOS DE AGREGADOS / 27
Agregado Graúdo

Amostragem – amostra deve ser representativa;

Segregação é maior;

Granulometria (Peneiramento);

Densidade e Massa específica real e aparente;

Perda por abrasão;

Forma;

Sanidade.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 28
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 29
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 .
ESTUDOS DE AGREGADOS / 30
Tamanho e Graduação
Análise Granulométrica
Pode ser com ou sem
lavagem.
Manual ou em peneirador
automático.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 31
Exemplo de Frações Típicas de Agregados
utilizados em Misturas ( BGS ou CBUQ)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 32
GRADUAÇÕES
ESTUDOS DE AGREGADOS / 33
Tamanho e Graduação

GRANULOMETRIAS CONTÍNUAS
–
Equação de Talbot
ESTUDOS DE AGREGADOS / 34
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 35
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”
ESTUDOS DE AGREGADOS / 36
Limpeza
Equivalente de Areia
(EA)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 37
Equivalente de Areia (EA)
Tem por finalidade a
identificação de finos
plásticos no agregado miúdo.
Proveta graduada
Solução
Floculad
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%.
Argila em
Leitura da suspensão h1
suspensão
Agregado
Leitura da sedimentação h2
Sedimentad
ESTUDOS DE AGREGADOS / 38
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 39
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 (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%
ESTUDOS DE AGREGADOS / 40
Utilização da Máquina Los Angeles
ESTUDOS DE AGREGADOS / 41
Exemplos da Máquina Los Angeles
ESTUDOS DE AGREGADOS / 42
Resistência ao choque e ao esmagamento
- Choque
–
–
–
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 43
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 44
Treton
ESTUDOS DE AGREGADOS / 45
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 46
10% finos
ESTUDOS DE AGREGADOS / 47
Textura ou Microtextura
microtextura

macrotextura

A resistência ao
cisalhamento
depende da textura
superficial.
Superfície
específica alta –
maior consumo de
ligante asfáltico.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 48
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 49
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 50
Placa de Lamelaridade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 51
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 %.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 52
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
ESTUDOS DE AGREGADOS / 53
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 54
Corretivos de adesividade
•
Sólidos
–
–
–
•
Cal hidratada
Pós calcáreos
Cimento Portland
Líquidos
–
–
Alcatrões (10%)
Dopes a base de amina (0,5 a 2,5%)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 55
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%.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 56
Sanidade
ESTUDOS DE AGREGADOS / 57
Sanidade
Antes
Após
ESTUDOS DE AGREGADOS / 58
Massa Específica Real, Aparente e
Efetiva do Grão
ESTUDOS DE AGREGADOS / 59
Massa específica Real do Grão e
Aparente do Grão
Massa específica real do grão
M
g
Gsa 
(
3)
Vs  V pi cm
Massa específica aparente do grão
MM
g
Gsb
( g (3 )
Gsb
3)
cm
Vs VV
cm
pi  V
pp V
V
s
pi
pp
Massa específica efetiva do grão
M
Gse 
(g 3)
Vs  V pi  V ppn cm
Vppn= volume de
poros
permeáveis
não
preenchidos
com asfalto
ESTUDOS DE AGREGADOS / 60
Ensaios
para
Determinação
Densidade de Agregados
da
AGREGADO GRAÚDO
DNER-ME 081/98 e
ASTM C 127-88
ESTUDOS DE AGREGADOS / 61
No Laboratório
Cesto metálico e balança com
dispositivo para pesagem hidrostática
Dr = massa específica real
Da = massa específica aparente
a = absorção (%)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 62
Ensaios
para
Determinação
Densidade de Agregados
da
Agregados Graúdos: ASTM C127 - AASHTO T85
DNER ME 081/94 - NBR 9937
A – Peso do agregado seco em estufa
Gsa =
A
A-C
B – Peso do agregado na condição Saturada
Superfície Seca
Densidade Real
Gsb =
A
C – Peso do agregado imerso em água
Densidade Aparente
B-C
a = (B - A) x 100
Absorção
A
ESTUDOS DE AGREGADOS / 63
No Laboratório - Enxugamento da
superfície dos Agregados
ESTUDOS DE AGREGADOS / 64
Densidade Real dos Grãos (Dr)
Utilização do Picnômetro
Onde: A: Picnômetro vazio
B: Picnômetro + Material
C: Picnômetro + Material +
Água (ºC)
D: Picnômetro + Água (ºC)
ESTUDOS DE AGREGADOS / 65
Densidade Real dos Grãos (Dr)
AGREGADO MIÚDO
DNER-ME 084/95 (Picnômetro
de 500 ml)
A
B
C
ESTUDOS DE AGREGADOS / 66
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 67
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.
ESTUDOS DE AGREGADOS / 68
Densidade Efetiva – (dosagem de mistura
asfáltica) – NBR 12891
quando absorção <1%
quando absorção >1%
ESTUDOS DE AGREGADOS / 69