17 PARTE-III PROJETO DE MISTURA RECICLADA A QUENTE 1. ORIENTAÇÃO GERAL a) Apreciar todas as etapas necessárias ao proporcionamento dos materiais utilizados. b) Seleção do tipo ou grau e quantidade do cimento asfáltico e agente de reciclagem se necessário no projeto final da mistura reciclada. c) Este é um método para reciclagem de misturas a quente usando de 10 a 70% de revestimento asfáltico reutilizável (RAP). d) As usinas convencionais para concreto asfáltico podem usar até 50% de RAP, sem necessidade de um método auxiliar para seu preaquecimento. A faixa mais aconselhável de RAP neste tipo de usina varia entre 10 e 30%. e) As usinas tipo tambor, (Drum mix) pode empregar até 70% do RAP, sendo a faixa recomendada entre 10 e 50%. A orientação geral para o estudo da mistura reciclada está esquematizada no fluxograma da Figura 9. Com os resultados médios de granulometria do agregado proveniente do RAP e as granulometrias do agregado novo e/ou agregado mineral reutilizável (RAM) se determina, por um método de composição granulométrica, a participação de cada agregado na nova mistura. Conhecida a composição da nova mistura e sua curva granulométrica se estima a porcentagem total de asfalto. Conhecendo a viscosidade absoluta do asfalto do RAP, se escolhe o novo tipo de CAP (mais agente de reciclagem, se necessário) para recuperar o asfalto envelhecido, e de forma que o asfalto final preencha os requisitos de qualidade das especificações e atenda às necessidades da mistura. Definidos: agregados e asfalto final para a mistura reciclada, determina-se o teor exato utilizando o método Marshall. 2. CÁLCULO DOS COMPONENTES DA MISTURA RECICLADA 2.1 Generalidades Uma mistura reciclada, esquematizada na Figura 10, está constituída pelos seguintes materiais:
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PARTE-III PROJETO DE MISTURA RECICLADA A … · 17 PARTE-III PROJETO DE MISTURA RECICLADA A QUENTE 1. ORIENTAÇÃO GERAL a) Apreciar todas as etapas necessárias ao proporcionamento
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PARTE-III PROJETO DE MISTURA RECICLADA A QUENTE
1. ORIENTAÇÃO GERAL
a) Apreciar todas as etapas necessárias ao proporcionamento dos materiais
utilizados.
b) Seleção do tipo ou grau e quantidade do cimento asfáltico e agente de
reciclagem se necessário no projeto final da mistura reciclada.
c) Este é um método para reciclagem de misturas a quente usando de 10 a
70% de revestimento asfáltico reutilizável (RAP).
d) As usinas convencionais para concreto asfáltico podem usar até 50% de
RAP, sem necessidade de um método auxiliar para seu preaquecimento. A
faixa mais aconselhável de RAP neste tipo de usina varia entre 10 e 30%.
e) As usinas tipo tambor, (Drum mix) pode empregar até 70% do RAP,
sendo a faixa recomendada entre 10 e 50%.
A orientação geral para o estudo da mistura reciclada está esquematizada no
fluxograma da Figura 9.
Com os resultados médios de granulometria do agregado proveniente do RAP e as
granulometrias do agregado novo e/ou agregado mineral reutilizável (RAM) se determina, por
um método de composição granulométrica, a participação de cada agregado na nova mistura.
Conhecida a composição da nova mistura e sua curva granulométrica se estima a
porcentagem total de asfalto.
Conhecendo a viscosidade absoluta do asfalto do RAP, se escolhe o novo tipo de
CAP (mais agente de reciclagem, se necessário) para recuperar o asfalto envelhecido, e de
forma que o asfalto final preencha os requisitos de qualidade das especificações e atenda às
necessidades da mistura.
Definidos: agregados e asfalto final para a mistura reciclada, determina-se o teor
exato utilizando o método Marshall.
2. CÁLCULO DOS COMPONENTES DA MISTURA RECICLADA
2.1 Generalidades
Uma mistura reciclada, esquematizada na Figura 10, está constituída pelos seguintes
materiais:
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Fig
ura
9
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1) De revestimento asfáltico velho, constituído por:
a) agregado
b) asfalto envelhecido
2) De agregados puros, sem mistura com asfalto
a) Agregado novo, sem uso
b) Agregado proveniente de uma camada de base granular RAM
que pode ou não ter sofrido processamento: classificação e
rebritagem.
Em muitos casos este agregado, RAM, não é empregado.
3) De asfalto novo, com ou sem agente de reciclagem.
Figura 10
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2.2 Cálculo da porcentagem do asfalto do RAP na mistura final
% ASFM : % de asfalto na mistura, estimada pela fórmula
P = 0,035 a + 0,045 b + k.c + F
% ASFRAP : % de asfalto no revestimento asfáltico utilizável (RAP)
% ASFRAPM : contribuição, em %, do asfalto existente no RAP, no
total do asfalto da mistura reciclada.
(1) Cálculo da contribuição do asfalto do RAP, ( em %) na mistura final, em
relação ao peso do agregado
MISTURA %ASF
100% RAP % ASFRAP
RAPAG% A.RAPASF%
RAP agregado ao relação em RAP no existente asfalto % ASF% A.RAP
100
AG% . ASF% ASF% RAPRAP
A.RAP
A.RAPASF% 100
M.RAPM ASF% AG%
100
AG% . AG% ASF% MRAP
RAPM
total mistura ad agregado ao relação em RAP do asfalto % ASF% M.RAP
P = % total de asfalto
a = % de partículas maiores que a nº8 e retida na nº200
c = % que passa na peneira nº200
k = 0,15 % que passa na peneira nº200: 11% a 15%
0,18 % que passa na peneira nº200: 6% a 10%
0,20 % que passa na peneira nº200: < 5%
F depende da absorção do agregado (varia de 0% a 2%
(usa-se 0,7%)
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donde:
000 10
AG% . AG% . ASF% ASF% MRAPA.RAP
M.RAP
em que:
% AG% RAP de agregado no RAP
A.RAPAG% = % de asfalto no RAP em relação ao agregado
AG% M % de agregado em relação à mistura final de reciclagem
(2) Cálculo da contribuição do asfalto do RAP (em %) na mistura final, em
relação ao peso da mistura
Considerando os elementos da Figura 10 temos:
100% RAP % ASFRAP
PRAP PASFRAP
donde:
% ASFPASF
PRAPRAP
RAP
100
e
P PASF PAGRAP RAP RAP
RAPRAP
RAPRAP
PAG PASF
100 . PASF ASF%
100 . PASF PAG . ASF% PASF .ASF% RAPRAPRAPRAP RAP
RAP
RAPRAPRAP
ASF% 100
PAG . ASF% PASF
Considerando este peso em relação a um peso de mistura final, PM , temos:
% ASFPASF
PRAPMRAP
M
100
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100 PM
ASF% 100
PAG . ASF%
ASF% RAP
RAPRAP
M.RAP (1)
Por outro lado, o peso do agregado na mistura total PAGM é:
100% Mistura % AGM
PM PAGM
100
P . AG% PAG MM
M
100%M % AGRAPM
PAGM PAGRAPM
100
AG% . PAG PAG RAPMM
RAPM
000 10
AG% . AG% . P PAG RAPMMM
RAPM (2)
De (1) e (2) tiramos:
M
RAP
MRAPMM
RAP
RAPM
P
ASF% 100
P 000 10
AG% . AG% ASF%
ASF%
RAP
RAPMMRAP
RAPMASF% 100
000 10
AG% . AG% ASF%
ASF%
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2.3 Determinação da porcentagem de asfalto, estimada para a mistura reciclada
Esta porcentagem pode ser determinada de duas maneiras.
a) Pelo ensaio do Equivalente Centrífugo do Querosene, idealizado por Hveem no
Departamento de Estradas de Rodagem da California, ASTM D 5148-95.
b) Por fórmula empírica baseada na área superficial do agregado
P = 0,035a + 0,045b + k.c + F
P = % total do asfalto na mistura, em peso, em relação à mistura
a = % de partículas do agregado retida na peneira nº8
b = % de partículas do agregado que passa na peneira nº8 e retida na paneira
nº200
c = % de partículas que passa na peneira nº200
k = 0,15 quando o agregado tem de 11 a 15% passando na peneira nº200
k = 0,18 quando o agregado tem de 6 a 10% passando na peneira nº200
k = 0,20 quando o agregado tem menos de 5% passando na peneira nº200
F = coeficiente que depende das características de absorção do agregado
Varia de 0 a 2,0%. Na ausência de outros dados usar o valor 0,7%.
2.4 Cálculo da % de asfalto novo a ser adicionada à mistura final reciclada
A porcentagem estimada de asfalto novo , % ASFN , a ser adicionada à mistura
reciclada é:
% % %ASF P ASFN RAPM
2.5 Cálculo da porcentagem R de asfalto novo introduzido na mistura final
RASF
P
N%
%
%100
2.6 Emprego dos tipos de cimento asfáltico
De acordo com as Especificações Brasileiras IBP/ABNT-EB-78 e o Regulamento
Técnico DNC-01/92, os cimentos asfálticos no Brasil podem ser classificados com base:
a) Na viscosidade absoluta a 60ºC nos seguintes tipos:
CAP 7 com viscosidade entre 700 e 1500 poises
CAP 20 com viscosidade entre 2000 e 3500 poises
CAP 40 com viscosidade entre 4000 e 8000 poises
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b) No ensaio de Penetração (100g, 5segundos) na temperatura de 25ºC, resultando
nos seguintes tipos:
CAP 30/45
CAP 50/60
CAP 85/100
CAP 150/200
A correlação entre estes tipos de cimentos asfálticos atuais e os tipos anteriores,
definidos pelo Regulamento Técnico CNP nº21/86 é apresentado na Figura 11.
Na determinação da viscosidade de referência ( target viscosity ), para a mistura
asfalto envelhecido, asfalto novo e, se for o caso, agente de reciclagem, se adota o centro da
faixa de viscosidade absoluta correspondente ao tipo de cimento asfáltico recomendado. Este é
definido em função do tráfego previsto que suportará a mistura e das condições climáticas onde
será utilizada a mistura asfáltica.
As recomendações de uso do cimento asfáltico estão resumidas na Tabela 5 para
pavimentos rodoviários e urbanos.
2.7 Determinação do tipo de cimento asfáltico novo (e/ou agente de reciclagem) a
ser introduzido na mistura final
(1) Caso em que não é usado agente de reciclagem
Esta determinação é feita por meio de gráficos de viscosidade, Figura 12, em que
a viscosidade absoluta do asfalto, expressa em poises, é representada numa escala
“log-log”, e a porcentagem, R% , do asfalto novo em relação ao total do asfalto da
mistura, numa escala aritmética.
Figura 11
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TABELA - 5
CATEGORIA DO
TRÁFEGO
CLIMA
TEMPERADO QUENTE
BASE DA
CLASSIFICAÇÃO
VISCOSIDADE DE
REFEFERÊNCIA
1) Rodovias
Pesado e muito pesado
Médio e leve
CAP 50 – 60 CAP 50 - 60
CAP 20 CAP 20
CAP 85-100 CAP 85-100
CAP 7 CAP 7
PENETRAÇÃO
VISCOSIDADE ABSOLUTA
PENETRAÇÃO
VISCOSIDADE ABSOLUTA
2 750 poises
1 100 poises
2) Vias urbanas
Pesado e muito pesado
Médio e leve
CAP 50 – 60 CAP 50 - 60
CAP 20 CAP 20
CAP 85-100 CAP 85-100
CAP 7 CAP 7
PENETRAÇÃO
VISCOSIDADE ABSOLUTA
PENETRAÇÃO
VISCOSIDADE ABSOLUTA
2 750 poises
1 100 poises
A viscosidade de referencia é
agente de reciclagem a ser
do RAP
usada para definir o tipo
empregado com o asfalto
de CAP e/ou
envelhecido do
A viscosidade de referência (target viscosity) para a mistura, a ser obtida pela
mistura asfalto velho existente no RAP, com o asfalto novo, é normalmente o centro
da faixa de viscosidade absoluta do asfalto indicado para uma mistura nova,
considerando o tráfego e o clima..
Neste gráfico (Figura 12) se coloca a viscosidade absoluta do asfalto envelhecido,
do RAP, na escala vertical correspondente a R=0 ( isto é, só se considera o asfalto
envelhecido do RAP), obtendo-se o ponto A .
Como se deseja que a mistura resultante do asfalto envelhecido com o novo tenha
uma determinada viscosidade, a de referência, marca-se o ponto B com o valor de R
e a viscosidade de referência para a mistura.
Ligando-se A com B e prolongando até a escala vertical correspondente a
R=100 (referente somente ao asfalto novo puro) obtém-se o ponto C que fornece a
viscosidade absoluta do asfalto novo que deverá ser utilizado.
Neste gráfico a viscosidade é representada por um número seguido por uma
potência de 10 poises.
The Asphalt Institute dá a seguinte sugestão na seleção do grau de cimento
asfáltico para reciclagem:
a) Quando a quantidade do RAP for igual ou inferior a 20%, não
considerar a viscosidade do CAP existente no RAP.
b) Quando for utilizado mais de 21% de RAP mude o grau do asfalto
para o grau seguinte, isto é, CAP 20 CAP 7.
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DADOS Viscosidade do Asfalto do RAP= 40 000 poises % de asfalto novo em relação ao asfalto total da mistura: R = 62%