Concurso TCU- ACE 2009
Revisão Ensaios- Edital 2009
Prof.: Eduardo Nery
EDITAL 2009
1 Análise de relatório de sondagens.
2 Fundamentos de projetos de obras rodoviárias:
terraplanagem, pavimentação, drenagem, meio-ambiente,
sinalização, obras de arte especiais, correntes e obras
complementares.
3 Materiais: características físicas e aplicações.
4 Ensaios técnicos. Tipos e finalidades.
4.1 Material betuminoso: determinação da penetração,
determinação da viscosidade Saybolt-Furol, determinação
do teor de betume para cimentos asfálticos de petróleo.
4.2 Solos: determinação do teor de umidade, determinação da
densidade real, determinação do limite de liquidez, compactação,
determinação do módulo de resiliência, determinação de
expansibilidade, determinação da massa específica aparente in
situ, determinação da massa específica in situ, análise
granulométrica por peneiramento, determinação do limite de
plasticidade, determinação do Índice de Suporte Califórnia,
determinação dos fatores de contração, determinação da umidade.
4.3 Agregado: adesividade a ligante betuminoso, determinação da
abrasão “Los Angeles”, análise granulométrica e determinação do
inchamento de agregado miúdo.
4.4 Solos e agregados: equivalente de areia.
4.5 Misturas betuminosas: percentagem de betume, determinação da
densidade aparente, determinação do módulo de resiliência,
determinação da resistência à tração por compressão diametral,
ensaio Marshall e determinação da ductilidade.
4.6 Pavimento: determinação das deflexões pela Viga Benkelman e
pelo Falling Weight Deflectometer – FWD.
5 Análise orçamentária: Sistema de Custos Rodoviários do DNIT
(SICRO) - metodologia e conceitos, produtividade e
equipamentos.
6 Principais impactos ambientais e medidas mitigadoras.
7 Fiscalização: acompanhamento da aplicação de recursos
(medições, cálculos de reajustamento, mudança de database), análise e interpretação de documentação técnica
(editais, contratos, aditivos contratuais, cadernos de encargos,
projetos, diário de obras).
8 Conservação e manutenção de rodovias, conforme normas do
DNIT.
Ensaios Técnicos- 4.1 Material Betuminoso
- Determinação da penetração
mede a consistência do CAP pela penetração, em décimos de
milímetros, de uma agulha de 100 g durante 5 segundos a uma
temperatura de 25° C.
-Não se admite CAP com penetração menor que 15 (asfalto
quebradiço)
- Quanto maior a penetração, menor a viscosidade
Ensaios Técnicos- 4.1 Material Betuminoso
-determinação da viscosidade Saybolt-Furol
é o tempo em segundos em que 60 ml de uma
amostra de material betuminoso flui através do
orifício (viscosímetro “Saybolt-Furol”) numa
determinada temperatura
A viscosidade Saybolt Furol (Fuel and Roads
Oils) é expressa pela unidade tempo em
segundo (SSF).
As temperaturas de usinagem e aplicação do
CBUQ na pista devem estar de acordo com o
gráfico viscosidade x temperatura, determinado
no ensaio Saybolt-Furol. (ver apresentação
aula pavimentação)
4.1 Material Betuminoso- Viscosidade Saybolt-Furol
Curva Temperatura x Viscosidade
Viscosidade para
compactação na pista
Viscosidade para
usinagem
- Temperatura acima da temperatura ótima=> exsudação (fluimento
do asfalto)
- Temperatura abaixo da ótima=> envelhecimento prematuro
-Determinação do teor de betume para cimentos asfálticos de
petróleo (solubilidade).
Indicativo da quantidade de betume puro e da qualidade do
asfalto. É chamado de ensaio da Solubilidade e utiliza-se o frasco
de Erlenmeyer.
No cimento asfáltico do petróleo a fração solúvel no CCl4 (tetra
cloreto de carbono) ou o C2HCl3 (tricloroetileno) representa os
ligantes ativos do asfalto. Pode também ser usado o CS2
(bissulfeto de carbono), porém de odor desagradável
-Determinação do teor de betume para cimentos asfálticos de
petróleo.
As etapas principais do ensaio são as seguintes:
a) Pesar a amostra de asfalto antes do ensaio
b) Dissolver a amostra em um solvente (C2HCl3 ou CCl4 ou CS2 )
c) Filtrar o material para remoção da parcela insolúvel
d) Secar e pesar a parte insolúvel
A diferença entre o peso inicial e o peso insolúvel, expressa em %,
representa a solubilidade do CAP.
- Nos CAPs: 99,5 % é solúvel no CS2 ou CCl4.
- Nos CANs: 60 a 80 % é solúvel no CS2 ou CCl4.
- Nos Alcatrões: 75 a 88 % é solúvel no CS2 ou CCL4.
Pavimentação- UFJF
Ensaios Técnicos- 4.2 Solos
 determinação do teor de umidade
- Norma: DNIT- ME-213/94
Relação entre a massa de água e a massa das partículas
sólidas (Pa/Ps)
- Pesar a amostra do solo e após secá-la em estufa na
temperatura de 100º C + ou – 5ºC, até que a sua massa
permaneça constante.
-Em geral leva de 15 a 16 h para a completa secagem.
determinação da umidade
-Método speedy (ME-052/94)
- amostra do solo é colocada no aparelho
Speedy em contato com carbureto de cálcio.
A reação entre a substância e a água
presente no solo gera uma variação interna
de pressão que é medida pelo aparelho e
indica a umidade do solo.
-Mede a umidade de solos e agregados
miúdo
Determinação da umidade (cont.)
- Método do álcool (ME- 088/94)
Coloca-se uma amostra úmida de solo em uma
cápsula (pesa-se a cápsula sem e com a
amostra úmida). Em seguida derrama-se álcool
na amostra, para após inflamá-lo. Repete-se a
operação com álcool por três vezes até que o
solo fique seco.
 Observações sobre a determinação da umidade:
1) Existe também o método da frigideira, em que o solo é secado em
uma frigideira sob fogo constante. No entanto, este procedimento
não está previsto nas normas de ensaios do DNIT.
2) O método speedy a determinação é rápida, porém os resultados
não são muito precisos.
Determinação da densidade real (DNIT ME-093/94)
Relação entre a massa específica do corpo e
a da água nas condições do ensaio. É
expressa em número adimensional
- Utiliza-se o Picômetro
- O valor da densidade real deverá ser referido
à água, à temperatura de 20ºC, calculado por:
D20 = k20 x DT
Onde:
D20 = densidade real do solo a 20ºC;
DT = densidade real do solo à temperatura T.
K20 = razão entre a densidade relativa da água a
temperatura T e a densidade relativa da água a 20ºC.
DT= (P2-P1) / ( (P4-P1)-(P3-P2))
onde:
DT = densidade real do solo à
temperatura T;
P1 = peso do picnômetro vazio e
seco, em g;
P2 = peso do picnômetro mais
amostra, em g;
P3 = peso do picnômetro mais
amostra, mais água, em g;
P4 = peso do picnômetro mais
água, em g.
 Determinação do limite de liquidez (DNIT- ME-122/94)
-é o teor de umidade acima do qual o solo adquire o comportamento
de um líquido.
- Determinado com o auxílio do aparelho de Casagrande, o limite de
liquidez (LL) do solo é o teor de umidade para o qual se une o sulco
aberto na amostra de solo com 25 golpes do aparelho.
-Amostra: 70 g de material que
passa na peneira nº 40 (0,42mm)
 Determinação do limite de Plasticidade (DNIT- ME-082/94)
-é o teor de umidade acima do qual o solo adquire o comportamento
plástico. O solo perde a capacidade de ser moldado e passa a ficar
quebradiço
- O ensaio consiste, basicamente, em se determinar a umidade do
solo quando uma amostra começa a fraturar ao ser moldada com a
mão sobre uma placa de vidro, na forma de um cilindro com cerca de
10 cm de comprimento e 3 mm de diâmetro.
-Amostra: 50 g de material que passa na peneira nº 40 (0,42mm)
 Determinação do Módulo de Resiliência Solos (DNIT- ME131/94)
-Resiliência- capacidade do solo recuperar o estado após cessada a
atuação de uma força.
- O módulo resiliente, determinado em ensaio triaxial de cargas
repetidas, é a relação entre a tensão desvio σd = (σ1 - σ3 ) e a
deformação específica vertical recuperável (resiliente) εr.
onde Δh é o deslocamento vertical máximo, medido no
ocislógrafo, e ho é o comprimento inicial de referência do corpo
de prova cilíndrico
- Dois transdutores mecânico – eletromagnéticos tipo LVDT (“linear
variable differential transformer”), medem as deformações resilientes
que são registradas em um ocislógrafo.
 Determinação do Módulo de Resiliência Solos (DNIT- ME-131/94)
Características do ensaio:
- Repetição do carregamento: 200 ciclos;
- Freqüência: 20 solicitações por minuto
- Duração: 0,10 segundos.
 Determinação do Módulo de Resiliência Solos (DNIT- ME131/94)
Módulo de Resiliência dos Solos
Considerações Gerais:
- módulo de resiliência de solos depende de sua natureza
(constituição mineralógica, textura, plasticidade da fração fina)
umidade, densidade e estado de tensões.
- A percentagem das frações de silte aumentam o grau de
resiliência dos solos (baixo MR).
- Os solos saprolíticos siltosos micáceos e/ou caolínicos
caracterizam-se por baixos valores de MR, independentemente da
tensão de confinamento e da tensão de desvio.
Ensaios Técnicos- 4.2 Solos
-Determinação da massa específica aparente
in situ
Norma: DNIT ME-036/94- Emprego do balão de
borracha
Consiste na introdução de um balão de borracha
num buraco previamente perfurado, que quando
cheio de água, permite a leitura do volume que a
amostra ocupava.
É um método que não se adapta a solos moles
que se deformem sob uma pequena pressão ou
em que o volume do buraco não possa ser
mantido num valor constante.
Massa específica aparente in situ
-Determinação da Norma: DNIT ME 092/94
-Método: Frasco de Areia
Massa Específica Aparente Úmida = mv / Vt = (mS + ma) / Vt
Massa Específica Aparente Seca = Massa Esp. Apar. Úmida/ 1+h
Grau de Compactação (GC) =
γS (campo)
γS max (laboratório)
x 100
Massa específica in situ
-Norma: DNIT ME 037/94
-Método: Emprego do Óleo
- Após executado o furo no solo e recolhida a amostra com
auxílio da bandeja, verte-se óleo SAE 40 no furo e determinase o volume necessário para preenchimento da cavidade por
meio da leitura. (O óleo é previamente colocado em uma
proveta de 1000ml)
- Massa Específica Aparente Úmida = mv / Vt = (mS + ma) / Vt
- Massa Específica Aparente Seca (γS) = Massa Esp. Apar. Úmida/ 1+h
Grau de Compactação (GC) =
γS (campo)
γS max (laboratório)
x 100
- Determinação da Expansibilidade
-Norma: DNIT ME-029/94
- Finalidade: determinar a variação volumétrica de uma amostra
de solo que passa na peneira nº40, por meio de aparelho próprio
e deflectômetro que exerce carga de 100gf sobre a amostra
Etapas:
1) Compactação, com soquete próprio, da amostra dentro do corpo
cilíndrico com 15 mm de altura e 60 mm de diâmetro
2) Montar o aparelho (figura da página seguinte)
3) colocação do aparelho dentro do recipiente de vidro (apoiar
deflectômtero no eixo do corpo cilíndrico)
4) Encher o recipiente de água destilada
5) Registrar a variação volumétrica (leituras deflectômetro)
- Determinação da Expansibilidade
- Determinação da Expansibilidade
- Determinação da Expansão
Norma: DNER-ME 049/94
-Ensaio realizado junto com o de CBR
-Etapas:
1) Compactar corpo de prova na umidade ótima
2) Sobrecarga de discos (>4,5 kg)
3) Imersão por quatro dias (leitura a cada 24 horas)
4) Expansão volumétrica (ao final de quatro dias)
-Material com expansão maior que 4%=> ruim para rodovias
-Obs: Os valores dos ensaios de expansibilidade não são os
mesmos do de expansão
Fatores de Contração
O ensaio consiste em moldar em uma cápsula uma amostra com alto teor
de umidade, secá-la em estufa e determinar-se a umidade da amostra
contraída .
- Limite de contração representa a umidade abaixo da qual o solo não
mais se contrai ao secar
Razão de contração - é a razão entre uma dada mudança de volume e a
correspondente mudança do teor de umidade acima do limite de contração.
RC= Ps/Vs
Mudança volumétrica - é o decréscimo de volume ocorrrido ao longo do ensaio até
se chegar ao LC.
MV = (H1- LC)RC
- Outros itens do Edital
- Análise Granulométrica solos - Apresentação e apostila
aula 1
- Compactação- Apresentação e apostila aula 1
- CBR- Apresentação e apostila aula 1
Ensaios Técnicos- 4.3 Agregados
-Adesividade a ligante betuminoso
- DNER ME 078/94
- fixa o modo pelo qual se verifica a adesividade de agregado graúdo ao
ligante betuminoso. Define-se adesividade de agregado ao material
betuminoso como a propriedade que tem o agregado de ser aderido por
material betuminoso. É verificada pelo não deslocamento da película
betuminosa que recobre o agregado, quando a mistura agregadoligante é submetida, a 40° C, à ação de água destilada, durante 72
horas.
-DNER ME 079/94
-Descreve método para determinar adesividade de agregado a ligante
betuminoso. É aplicado para agregado passante na peneira com 0,59
mm de abertura. Neste ensaio a adesividade é avaliada pelo não
deslocamento da película betuminosa que recobre o agregado, quando
a mistura agregado-ligante é submetida à ação da água destilada
fervente e às soluções molares de carbonato de sódio ferventes.
Agregados- Abrasão Los Angeles
-Resistência da rocha quando submetida à abrasão de abrasivos
especificados
- Simula a ação do tráfego e do atrito entre os grãos pela ação
abrasiva e impacto de esferas metálicas.
Pi = 5 kg retido na # nº 8
Pf = mat. retido na # nº 12 após
500 rotações (v = 33 rpm)
Agregados- Análise Granulométrica
-Norma:DNIT 083/98
-Curva de Fuller
- P = 100 x (d/D)n
onde “d” é o diâmetro da peneira em questão, P é a porcentagem
total passante ou mais fina que a peneira,
“D” é o tamanho máximo do agregado e
“n” é um coeficiente variável.
Para se obter a densidade máxima de um agregado o coeficiente
“n” deve ser
igual a 0,5.
Curvas de graduação aberta: são aquelas onde existe uma
deficiência de finos, sobretudo de material que passa na # 200.
Satisfazem a equação de F.T. para n > 0,6.
4.3 Determinação do inchamento dos Agregados
-Norma: DNIT ME 192/97 (ou NBR 6467 )
- O inchamento do agregado miúdo é o fenômeno da variação
do volume aparente, provocado pela absorção de água livre pelos
grãos e que incide sobre a sua massa unitária.
- Coeficiente de inchamento- Quociente entre o volume úmido e o
volume seco de uma massa de agregado miúdo
- Umidade crítica- umidade a partir da qual o coeficiente de
inchamento pode ser considerado constante e igual ao coeficiente
médio de inchamento
- Coeficiente de inchamento médio- Média entre o coeficiente de
inchamento máximo e aquele correspondente à umidade crítica
4.3 Determinação do inchamento dos Agregados
4.3 Determinação do inchamento dos Agregados
C = Coeficiente de inchamento médio
B = Define a Umidade Crítica
4.3 Agregados- Equivalente de Areia
- Consiste em agitar energicamente uma amostra de solo arenoso
numa proveta contendo solução floculante e, após o repouso,
determinar a relação entre o volume de areia e volume de areia
mais o de finos que se separam da areia e floculam.
- Em uma areia pura o EA é 100%
Água
EA (%) = (h / H) x 100
Finos
H
Areia
h
4.5 Misturas Betuminosas
- Percentagem de betume (Norma DNIT 053/94)
Etapas:
1) Pesa-se uma amostra de material betuminoso
2) Coloca-se a amostra de material betuminoso no aparelho
extrator (centrifugador) Rotarex;
3) Despeja-se 150 ml de solvente (Tetra cloreto de carbono para
CAP e Benzol para alcatrão) no interior da amostra e esperase 15minutos até o acionamento do aparelho.
4) Repete-se a operação até que o betume seja totalmente
retirado, permanecendo apenas os agregados na mistura (o
solvente sairá claro)
5) Pesa-se o agregado livre de betume. A diferença entre o
peso inicial e o final indicará o teor de betume
4.5 Misturas Betuminosas
- Determinação da densidade aparente (Norma DNIT 117/94)
Etapas:
1) Pesa-se o corpo-de-prova ao ar- P’
2) Pesa-se o corpo-de-prova imerso em água (pesagem hidrostática)- P
Obs:
- Se a mistura tiver acima de 7% de vazios, parafinar o corpo-de-prova e pesá-lo. Se
os vazios forem maior que 10%, impermeabilizá-lo com fita isolante e pesá-lo
- Utilizar frasco de Le Chatelier
4.5 Misturas Betuminosas
- Determinação do Módulo de Resiliência
- Norma DNIT 133/94)
- Equipamento: Compressão diametral de carga repetida
O módulo de resiliência (MR) de misturas betuminosas é a relação entre a
tensão de tração (τσ), aplicada repetidamente no plano diametral
vertical de uma amostra cilíndrica de mistura betuminosa e a
deformação específica recuperável (τε) correspondente à tensão
aplicada, numa dada temperatura.
Munido de transdutores LVDT (''Iinear variable differential transformer"), cujo
funcionamento consiste em transformar as deformações durante o
carregamento repetido em potencial elétrico, cujo valor é registrado no
oscilógrafo.
4.5 Misturas Betuminosas- Determinação do Módulo
de Resiliência
MR- Módulo de Resiliência em Kgf/m²
F- Carga vertical aplicada diametralmente no corpo-de-prova (kgf)
- A freqüência de aplicação da carga (F) é de 60 ciclos por minuto,
duração de 0,10 segundo.
4.5 Misturas Betuminosas- Módulo de Resiliência
4.5 Misturas Betuminosas- Módulo de Resiliência
4.5 Misturas Betuminosas- Módulo de Resiliência
Todo o processo de aplicação das cargas repetidas pelo pistão
de cargas é controlado por um software especialmente
desenvolvido para a realização dos ensaios de cargas repetidas.
4.5 Misturas Betuminosas- Módulo de Resiliência
4.5 Misturas Betuminosas
- Determinação da determinação da resistência à tração
por compressão diametral
- Norma: DNIT ME-138/94
- Calculado a resistência a tração de corpo-de-prova rompido
4.5 Misturas Betuminosas
- Ensaio Marshall
Norma: DNER ME- 043/95
- Ver aulas 4 e 5 (fotos dos aparelhos na sequencia)
- Determinação dos Valores de Estabilidade e Fluência (em
CAP e Alcatrão)
- Os corpos de prova dos cinco traços moldados, após 30
minutos de imersão em banho Maria, a 60ºC (CAP) ou
38º(Alcatrão), deverão ser rompidos em prensa Marshall,
obtendo-se os valores de estabilidade em kg e fluência em
mm no fluômetro.
-O molde com o corpo de prova (semiconfinamento) é levado à
prensa Marshall e adaptado o medidor de fluência. A
velocidade de aplicação de carga promovida pela prensa é
de 5 cm/min.
4.5 Misturas Betuminosas- Ensaio Marshall
- A aplicação do carregamento se dá pela elevação do êmbolo.
- Durante o processo de carregamento e ruptura do corpo de
prova são feitas as seguintes leituras:
Carga de ruptura no anel dinamomêtrico (em Kgf) Þ
Estabilidade Marshall
Diferença de leitura de deformação no medidor de fluência Þ
Fluência
4.5 Misturas Betuminosas
4.5 Misturas Betuminosas
4.5 Misturas Betuminosas- Ensaio Marshall
- Determinação do teor ótimo de ligante:
Deve satisfizer, ao mesmo tempo, os limites especificados para os
vários parâmetros de interesse.
- Parâmetros: Densidade Real e Aparente (D,d), Porcentagem de
Vazios (%vv), Porcentagem dos Vazios do agregado Mineral
(%VAM) e Relação Betume-Vazios (RBV). Estabilidade e fluência.
O teor ótimo de ligante é adotado como sendo o valor médio dos
seguintes teores de asfalto:
a) Porcentagem de asfalto correspondente à máxima Estabilidade
b) Porcentagem de asfalto correspondente à máxima Densidade
Aparente
c) Porcentagem de asfalto correspondente à média dos limites
estabelecidos nas especificações para a Porcentagem de Vazios
d) Porcentagem de asfalto correspondente à média dos limites
estabelecidos nas especificações para a Relação Betume-Vazios
Teor Ótimo de Asfalto = (t1 + t3 + t4 + t5)/4
4.5 Misturas Betuminosas- Determinação da Ductilidade
(DNIT ME- 163/98)
- Distância em mm que uma amostra de material betuminoso se
rompe quando submetida a tração, em condições padronizadas.
- Temperatura de execução do ensaio:25ºC
- Velocidade de tração: 50 + ou – 2,5 mm/min
- A medida da ductilidade é tomada como a distância máxima que o
corpo de prova conseguir se estender até o momento da ruptura.
Deve-se tomar a média de três determinações para o valor da
ductilidade final.
4.5 Misturas Betuminosas- Determinação da Ductilidade
Aparelho para determinação da ductilidade
4.5 Misturas Betuminosas- Determinação da Ductilidade
-Observação:
Segundo a norma do DNIT (ME- 163/98), a ductilidade é
determinada em mm, no entanto, a ABNT expressa a medida
em cm)