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10º WORK SHOP 2009 DER/PR
Prec auç ões na Ex ec uç ão deMicroreves t imento
Asfá l t ic o a Fr io
Alexander Marc os VivoniPet robras Dis t r ibu idora
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Microreves t imento
Composto por agregados com faixagranulométrica específica, emulsões deruptura controlada modificadas porpolímeros, aditivos e fibras (em certos
casos)
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Microreves t imento
AplicaçãoReabilitação superficial de pavimentosdeteriorados, mas sem comprometimentoestrutural (sub-base e base em bom estado)
Camadas de atrito para capas de rolamentodesgastadas
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Microreves t imento
ProjetoO projeto do MRAF é multidisciplinar, envolvendoconhecimentos tanto de misturas asfálticasquanto de química de emulsões.
Somente um produtor de emulsões pode possuirtodas as qualificações para a elaboração de umprojeto de MRAF.
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Microreves t imentoEspecificações
A especificação brasileira disponível (DNIT 035/2005-ES)pode ser considerada incompleta, pois não contemplaensaios essenciais ao desempenho do MRAF, comocoesão úmida e compatibilidade.
A especificação da ISSA A-143 é muito mais completa, e
por isso é a adotada na PETROBRAS DISTRIBUIDORA.Cabe salientar que, com exceção de uma faixagranulométrica e alguns detalhes, a DNIT 035/2005-ESestá contida na ISSA A-143.
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Mic rorevest im ent o – Fa ix as ISSAPeneira Faixa II Faixa III Tolerância
% passante % passante
3/8 (9mm) 100 100
#4 (4,75mm) 90-100 70-90 ±5%
#8 (2,36mm) 65-90 45-70 ±5%
#16 (1,18mm) 45-70 28-50 ±5%
#30 (600m) 30-50 19-34 ±5%
#50 (330m) 18-30 12-25 ±4%
#100 (150m) 10-21 7-18 ±3%
#200 (75m) 5-15 5-15 ±2%
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Microreves t imentoComparação com Lama Asfáltica - Agregados
Característica Lama Micro-RevestimentoEquiv. Areia 45 mín. 65 mín.
Los Angeles 35% máx. 30% máx
100% britados não simObs.: DNIT 035/2005 ES
Equiv. Areia - 60 mín. e Los Angeles - 40% máx.
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Projet o de MRAF
Equiva lente de Are ia
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Microreves t imentoAgregados
A reatividade dos agregados, medida pelo Índice deAzul de Metileno (ISSA TB-145), é base para adeterminação do tipo e teor de emulsificante a ser
usado.Não considerado pela DNIT 035/2005 ES
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Planta Piloto para produção de Emulsões
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Microreves t imento
Característica Lama Microrevestimento
Coesão ( ISSA TB-139):30 min. - 12 kgf x cm60 min. - 20 kgf x cmLWT (adesãode areia) ISSA TB109 538 g/m2 (máx) 538 g/m2 (máx)
WTAT (desgaste)1hora de imersão 807 g/m2 (máx) 538 g/m2 (máx)
6 dias de imersão - 807 g/m2 (máx)
(ISSA TB100)
Comparação com Lama Asfáltica - Desempenho
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Projet o de MRAF e c ont ro le
no campo
COESÍMETRO
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WTAT – Wet Trac k Abras ion Test
Projet o de MRAF
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LWT – Loaded Whee lTest
Projet o de MRAF
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Microreves t imento
Ensaios específicos
Deslocamento Lateral (ISSA TB147) 5% máx.
Compatibilidade (Perda por abrasão, perda por fervura e adesividade)
(Schulze-Breuer and Ruck) ISSA TB-144
11 pontos mín. (AAA, BAA)
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Schulze-Breuer and Ruck
Compatibilidade total do sistema: emulsificante +agregado miúdo + filler + aditivo + polímero
Condições rigorosas de temperatura e ação da água.
Não usa a granulometria de projeto.
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Schulze-Breuer and RuckAgregados – 100% passante na peneira #10 (2,00 mm)
Teor de emulsão – 12,5%
Cura ao ar – mínimo 1 h
Cura em estufa a 60ºC – 18 h
Corpo de prova – 40 g de massa curada a 60ºC em moldepré-aquecido a 60ºC e compactada a pressão de 1000kg
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Schulze-Breuer and Ruck
Confecç ão do cor po de prova
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Schulze-Breuer and Ruck
Absorção de água – imersão em água a 25ºC por 6 dias
Abrasão – equipamento Schulze-Breuer & Ruck – 3 horasa 20 rpm (3600 ciclos)
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SCHULZ E-BREUER & RUCK
Projet o de MRAF
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Schulze-Breuer and Ruck
Fervura – 30 minutos
Adesividade – verificação visual após a fervura
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Schulze-Breuer and Ruck
Fer vura – Wet St r ipp ing
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CLASSIFICAÇÃO(CADA TESTE)
PONTOS(CADATESTE)
PERDA PORABRASÃO,GRAMAS
ADESIVIDADE,30' DE
FERVURA, %RECOBERTO
INTEGRIDADE,30' DE
FERVURA, %RETIDO
A 4 0 - 0,7 90 - 100 90 - 100B 3 0,7 - 1,0 75 - 90 75 - 90C 2 1,0 - 1,3 50 - 75 50 - 75
D 1 1,3 - 2,0 10 - 50 10 - 500 0 MAIS DE 2,0 0 0
SchulzeSchulze--Breuer and RuckBreuer and Ruck
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RESOLVENDO PROBLEMAS EMAPLICAÇÕES DE
MICROREVESTIM ENTO ASFÁLTICO AFRIO
Traduzido e adaptado c om perm issão – Andrew B ick ford - MWV
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EM 99,9% DOS CASOS
A CULPA NÃO É DAEMULSÃO.
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Método de Abordagem – Solução do Problema
Avaliar:
•Materiais•Equipamentos•Fatores Locais•Produção da Emulsão
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•ABORDAGEM LÓGICA
•Atribuir a dados “Reais” e “Boatos” pesosdiferentes;•Considerar todas as possibilidades;•Não extrapolar a realidade;•Sempre manter controle de tempos emovimentos;•Usar documentação;•Não existe “Macumba”;•Mude uma variável de cada vez.
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A GRANDE QUESTÃO É: “O QUE MUDOU?”
•“Funcionou no laboratório, mas não estáfuncionando no campo. Laboratório e campo
nunca concordam.”
•“Estamos aplicando essa massa faz três anos,não mudamos nada, e de repente não funciona
mais.”
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Bem, comecemos seguindo a lista...
- Agregados - Manuseio de materiais
- Filler - Contaminação
- Aditivos - Preparo da superfície- Asfalto - Chuva
- Água - Umidade
- Emulsão - Sol/Sombra
- pH - Vento
- Polímero - Temperatura
- Calibração - Manutenção
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MATERIAISEMULSÃO (Não é o foco)
AGREGADOS
- Mudança de agregado – a nova mineralogia pode reagirde forma diferente com a emulsão, causando menortempo de mistura ou falta de coesão. (Emulsões de micro
não são “One size fits all”)
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MATERIAIS (cont.)AGREGADOS (cont.)
- Agregado recém britado: possui maior cargasuperficial do que agregado mais “antigo”, o quecausa menor tempo de mistura;
- Veio diferente da pedreira: Nem todos os veiossão iguais, em termos de composição.
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MATERIAIS (cont.)AGREGADOS (cont.)
- Mudança no equivalente de areia: Teor de finos e suamineralogia possuem enorme peso no desempenho doMicro-revestimento e afetam quase todos os parâmetrosde desempenho, de curto e longo prazo;
- Curva granulométrica alterada: Pode resultar emdeformação ou exsudação, especialmente empreenchimentos de trilhas de roda.
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MATERIAIS (cont.)AGREGADOS (cont.)
- Segregação de finos: causa variação de desempenho emuma mesma carga ou pilha;
- Contaminação com argila: variação do conteúdo deargila em uma única carga causada pelo manuseio
incorreto.
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MATERIAIS (cont.)AGREGADOS (cont.)
- Medidas Preventivas:Conheça a fonte (pedreira e veio), controle granulometria,equivalente de areia e azul de metileno periodicamente, esaiba qual variação em cada um desses fatores éaceitável.
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MATERIAIS (cont.)FILLER MINERAL
- Uso de tipo diferente de filler: por exemplo, uso decimento CP-II-Z 32 em vez de CP-II-F 32, ou CP-III em vezde CP-II, ou ainda uso de cimento em vez de cal hidratada;
- Afeta principalmente o tempo de mistura, o tempo de
cura e o aspecto da massa.
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MATERIAIS (cont.)ADITIVO LÍQUIDO
- Uso do tipo errado ou da concentração errada afeta otempo de mistura e de cura, podendo ainda causarproblemas de adesão e desgaste a longo prazo;
ÁGUA ADICIONAL
- Se contiver ferrugem, sedimentos ou sais dissolvidos(água dura) pode afetar o tempo de mistura ou de cura.
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃOUSINA DE MICRO
- Calibração incorreta: altera a composição da massaresultando em propriedades inconsistentes e falhas dedesempenho;
- Saída de filler entupida: difícil de perceber, mas causa
grandes problemas;
- Partes desgastadas: causam variação na calibração como tempo.
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)USINA DE MICRO (cont.)
- Linhas entupidas: produzem mudanças na composiçãoda mistura de difícil visualização;
- Tanques contaminados: introduzem componentes quenão deveriam estar na mistura;
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)USINA DE MICRO (cont.)
- Problema no misturador: tipo inadequado (helicoidal) oumau funcionamento causam mistura insuficiente ouespuma ou respingos;
- Misturadores e selos da caixa espalhadora: causam
pontos mortos, dificuldade de controle do espalhamento earranhões na massa aplicada;
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)USINA DE MICRO (cont.)
- Medidas preventivas: calibração periódica, seguircronograma de manutenção preventiva, e uso deequipamento projetado especificamente para Micro-revestimento;
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
MANUSEIO E ESTOCAGEM DE MATERIAL
- Excesso de bombeamento de emulsão: causa estresseda mesma e aumento de peneira;
- Secagem da pilha de agregado: com a secagem e
manuseio, os finos tendem a ir para o fundo da pilha;
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
MANUSEIO E ESTOCAGEM DE MATERIAL (cont.)
- Filler mineral exposto à umidade: cimento empedrado edepois quebrado não funciona tão bem como o cimentonovo;
- Contaminação da pilha de agregados: até mesmo 0,5%de contaminação de uma carga pode ter efeitoscatastróficos;
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
MANUSEIO E ESTOCAGEM DE MATERIAL (cont.)
- Medidas Preventivas: minimizar o bombeamento deemulsão, manter as pilhas de agregado úmidas (>2%),manter o filler adequadamente estocado, orientar ooperador da carregadeira quanto a raspagem da mesma
no solo durante o carregamento.
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
APLICAÇÃO
- Massa trabalhada em excesso: trabalhar a massa alémdo ponto em que ela deveria começar a curar produz umacamada mole- Mistura muito rápida (“False Slurry”): A mistura rompeantes da colocação, mas continua trabalhável. A cura é
muito lenta, sem coesão.
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
APLICAÇÃO (cont.)
- Uso de água para aumentar o tempo de mistura:aumenta a possibilidade de formação de “False Slurry”,causa segregação de emulsão do agregado, e produz“falsa exsudação”. Ocorre principalmente em partidas demesa.
- Preparação da superfície: superfícies sujas, commaterial solto, ou contaminado por óleos, etc., causamproblemas de adesão da camada.
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EQUIPAMENTO E APLICAÇÃO (cont.)
APLICAÇÃO (cont.)
- Medidas preventivas: em vez de usar água adicional paraaumentar o tempo de mistura, use aditivos retardadores.Remova a sinalização de pista (superfícies lisas) e limpemanchas de óleo antes da aplicação.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS
TEMPERATURA
- Aumento súbito de temperatura sem correspondentemudança na formulação da emulsão ou dosagem deaditivo.- Temperatura alta da emulsão – reduz o tempo demistura.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
TEMPERATURA (cont.)
Medidas preventivas- Acompanhe as mudanças climáticas, planeje à frente, efaça a emulsão correta chegar no canteiro à temperaturacorreta.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
VENTO
- Poeira, folhas e outros materiais soprados para a pistalimpa antes da aplicação: causam problemas de aderênciada camada aplicada ao substrato.- Excesso de vento causa secagem maior da pilha deagregados, aumentando o risco de segregação de finos.
- Ausência de vento diminui a taxa de evaporação e avelocidade de cura da massa aplicada.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
VENTO (cont.)
- Rajadas de vento quente e seco podem causar asecagem excessiva da superfície da massa (“Skinning”),aprisionando a água no interior, aumentando o tempo decura e criando uma camada mole.
MEDIDAS PREVENTIVAS
- Pense no vento como equivalente a temperaturaselevadas, mantenha as pilhas de agregado úmidas, e varraa superfície imediatamente antes da aplicação.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
SOL / SOMBRA
- Aumenta / Diminui a taxa de cura: pode deixar aaplicação com manchas devido à sombras de árvores,postes, etc..
-Temperatura da superfície: Fator de grande influência em
trabalhabilidade, tempo de cura, formação de filme deasfalto e taxa de secagem.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
SOL / SOMBRA (cont.)
- Medidas preventivas: testar a coesão da massa aoliberar o tráfego em áreas de sol e sombraseparadamente.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)
UMIDADE
- Alta umidade diminui a velocidade de cura da massaaplicada;
-Baixa umidade, mesmo em temperaturas não tão altas,
pode causar secagem excessiva da pilha de agregados,aumentando segregação.
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CONDIÇÕES AMBIENTAIS (cont.)CHUVA
- Causa problemas na massa parcialmente curada,deslocando o filme de asfalto.
Medida preventiva: rolagem antes da chuva.
TRABALHO NOTURNO
- Misto de temperatura baixa, sombra e alta umidade,todos de uma vez.Medida preventiva: O projeto deve levar todos os fatoresacima em consideração, e uma emulsão especial ésempre necessária.
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CONTROLES PRINCIPAIS NO CAMPO:
Teor de ligante;Resíduo da emulsão
Calibração do Rotarex
Granulometria do agregado;Tempo de Mistura
Equivalente de areia do agregado;
Taxa de aplicação – espessura;
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RESÍDUO DA EMULSÃO – MÉTODO EXPEDITO
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Granulometria dos agregados
Peneiras críticas:
Topo – contaminação provoca riscos e aumenta aespessura.
#200 – influencia no tempo de mistura.
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TEOR DE LIGANTE
- Realizar calibração do ROTAREX utilizado no
controle de teor de ligante. Importante emfunção da perda de finos que ocorre atravésdo filtro, o que pode levar a resultados maiselevados de teor de ligante na massa do que o
real.
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1) Preparo de amostras com teor conhecido deligante;2) Extração das amostras pelo ROTAREX;
3) Cálculo do fator de correção.
EXEMPLO:Teor de ligante (real) – 6,7%
Resultado do Rotarex – 6,9%Fator de Correção: 6,7% / 6,9% = 0,971(O fator de correção deve ser uma média dediversas extrações.)
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O fator de correção deve ser MULTIPLICATIVO, enão aditivo.
Multiplicar o resultado do ROTAREX pelo fatorpara obter o teor real de ligante.
Exemplo:
Resultado obtido no ROTAREX: 7,0%Teor real de ligante na massa:
7,0% x 0,971 = 6,8%
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O QUE A PETROBRAS DISTRIBUIDORA FAZ:
Projeto completo de MRAF – ISSA A-143
Laboratório Móvel acompanhando integralmente a
execução, com:
- Controles de Granulometria do agregado, teor de ligantecom ROTAREX calibrado, coesão úmida, resíduo e peneirada emulsão.
Calibração rotineira da usina aplicadora, com elaboraçãode curvas de calibração para ligante, agregado, aditivo efiller.
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Laborat ór io Móvel
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RESUMO
Projeto de MRAF - multidisciplinar.
Especificações – ISSA são mais completas que DNIT
Controles no campo:- Granulometria do agregado, principalmente peneiras dotopo e #200
- Teor de ligante – ROTAREX calibrado- Coesão úmida – liberação ao tráfego