HAMM Compaction Portugese Complete[1]

COMPACTAÇÃO de terras e de asfalto

1ª Edição, Maio de 2009 Reservados todos os direitos © HAMM AG, Tirschenreuth 2009 Nenhuma parte desta obra poderá ser reproduzida ou guardada num sistema de recuperação de dados, ou transmitida sob qualquer forma ou por quaisquer meios electrónicos, mecânicos ou fotográficos, incluindo fotocópia, gravação ou outros, sem autorização prévia da HAMM AG. Hammstraße 1 D-95643 Tirschenreuth, Alemanha Tel. Fax

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INTRODUÇÃO Até há poucos anos, o valor da compac tação de asfalto ou de terras continuava a ser muito subestimado. A opinião dominante era a de que a compactação tinha um contributo muito reduzido no processo de construção. Actualmente, atribui-se uma importância crescente à compactação. Reconhece-se que uma compactação de qualidade ajuda a reduzir custos e tem um papel fundamental no tempo de vida útil de estradas e estruturas. No entanto, grande parte do conhecimento sobre compactação baseia-se na experiência e, por consequência, é em grande medida de nível empírico. Por outro lado, disciplinas como a física e a mecânica dos solos descrevem numerosos aspectos impor tantes, que resultam da interacção entre máquina e material. O conhecimento destas interacções fundamentais é, indiscutivelmente, a base para o sucesso de qualquer trabalho de compactação. Este livro transmite essa experiência básica a leitores interessados e a utilizadores. É perfeitamente possível saltar capítulos ou utilizar o livro como obra de referência, uma vez que este livro foi estruturado em secções e temas individuais. A terminologia específica necessária para a compreensão da tecnologia de compactação é explicada no capítulo “Princípios Básicos da Compactação”. O capítulo “Tecnologia das Máquinas” dá a conhecer a vasta gama de máquinas e tecnologias HAMM disponíveis para os trabalhos de compactação. Os capítulos “Terraplanagem”e “Construção de Estradas” explicam as propriedades e funções de diferentes materiais e pavimentos e descrevem os testes laboratoriais e de compactação. Finalmente, o capítulo “Sugestões e Tabelas” fornece aos utilizadores informação útil para o dia-a-dia no local da construção. Qualquer opinião, sugestão ou comentário sobre este livro será bem-vinda! Contacte-nos através do e-mail: [email protected]. Tirschenreuth, Maio de 2009 Ralf Schröder, Dipl.-Ing. (FH)

ÍNDICE INTRODUÇÃO HISTORIA

I. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COMPACTAÇÃO

II. TECNOLOGIA DE MÁQUINAS

1. Trabalhos básicos de compactação

1. Cilindros de terras (S3000)

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1.1. Junta articulada com três pontos flutuantes

2. Compactação estática

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2.1. Carga linear estática

21

3. Compactação dinâmica 3.1. Amplitude 3.2. Frequência 3.3. Massa vibratória 3.4. Massa suportada (massa de carga) 3.5. Número de passagens 3.6. Velocidade do cilindro 3.7. Vibração 3.8. Oscilação 3.9. Impacto da carga estática linear

4. Número Nijboer

22

2.1. Cilindros tandem articulados 2.2. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: 2.3. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: modos de direcção

38 39

42

3. Cilindros combinados

42

30

4. Cilindros de pneus

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5.1. Capacidad e de carga 5.2. Grau de compactação

31 31

6. CCC e CAC

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2.4. Pulverização de água

31

5.2.1. Terraplanagem 5.2.2. Construção de estradas

2. Cilindros tandem

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23 24 24 24 25 25 26 26 29

5. Testes de compactação

31 31

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2.3.1. Direcção de eixo simples 2.3.2. Direcção de eixo simples com reposição automática 2.3.3. Direcção análoga 2.3.4. Direcção tipo caranguejo

39 40 40 41 41

4.1. Pulverização de aditivo

45

5. Cilindros de três rolos

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6. Tipos de rolos

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6.1. Rolos lisos 6.2. Rolos divididos 6.3. Rolos pés-de-carneiro 6.4. Rolos vibratórios, oscilatórios e VI0

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7. Pneus

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8. Equipamento opcional

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8.1. HAMMTRONIC 8.2. HCQ (Qualidade de Compactação HAMM) 8.2.1. Sensor e monitor de temperatura do asfalto 8.2.2.Indicador HCQ 8.2.3. Impressora HCQ 8.2.4. Navegação GPS HCQ

8.3. Sistema de corte e pressão 8.4. Espalhador de brita 8.5. Aquecimento de pneus / saias térmicas 8.6. Segmentos pés-de-carneiro 8.7. Lâmina

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III. TERRAPLANAGEM 1. Construção de vias rodoviárias 1.1. Substrato 1.2. Sub-base 1.2.1. Plataforma (aterro) 1.2.2. Sub-base 1.2.3. Nível de formação

1.3. Pavimentação 1.3.1. Camada base (camada anti-congelante)

2. Princípios básicos de terraplanagem 2.1. Tipos de solo 2.1.1. Rocha 2.1.2. Solos não-coesivos 2.1.3. Solos com várias granulometr ias 2.1.4. Solos coesivos

2.2. Curva granulométrica 2.3. Forma das partículas 2.4. Característica da superfície fracturada

3. Testes de compactação 3.1. Sistema de recolha de amostras 3.2. Procedimento de substituição da areia 3.3. Densitómetro (dispositivo de balão) 3.4. Densidade da mistura 3.4.1. Conteúdo de água

3.5. Densidade seca 3.6. Densidade Proctor 3.7. Densidade Proctor modificada 3.8. Sensores radiométricos

4. Capacidade de carga 4.1. Teste de carga da placa estática 4.2. Teste de carga de placa dinâmica 4.3. Teste CBR

IV. CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS / ASFALTO 62

1. Construção de vias rodoviárias

80

62 63

1.1. Camada de desgaste 1.2. Camada de binder 1.3. Camada base 1.4. Camada anti-congelante 1.5. Estruturas rodoviárias típicas

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5. CCC – terraplanagem

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6. Avaliação de parâmetros característicos

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2. As funções das vias 2.1. Dissipação de cargas transferidas pelos pneus dos veículos em trânsito 2.2. Absorção de forças de compressão e de tensão 2.3. Resistência anti-deslizante 2.3.1. Abrasão 2.3.2. Regularidade

3. Danos nas vias 3.1. Trilhos das rodas 3.2. Assentamento 3.3. Saturação do betume 3.4. Rupturas 3.5. Fissuras

4. Composição do asfalto 4.1. Filler 4.2. Areia 4.3. Brita miúda/Brita miúda de alta qualidade 4.4. Betume 4.5. Betume modificado com polímeros 4.6. Fibras 4.7. Granulado de asfalto

5. Classificação do betume 5.1. Penetração 5.2. Ponto de amolecimento 5.3. Ponto de ruptura

6. Tipos de asfalto e métodos de construção 6.1. Camada base 6.2. Binder 6.3. Camada de base/desgaste 6.4. Pavimento em betão 6.5. Mastique asfáltico de pedra (MAP)) 6.6. Asfalto de baixa temperatura 6.7. Asfalto natural 6.8. Mastique asfáltico 6.9. Asfalto drenante

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V. SUGESTÕES E TABELAS 6.10. Asfalto poroso (AP) 6.11. Asfalto poroso de duas camadas (APDC) 6.12. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” 6.13. Pavimentação de camada fina 6.14. Reciclagem a frio 6.15. Reperfilamento 6.16. Repavimentação 6.17. Remistura

7. Sugestões de pavimentação

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7.1. Compactação 7.2. Regularidade 7.3. Ligação de camadas 7.4. Costuras 7.5. Ligações (juntas) 7.6. Construção das bermas

98 98 98 99 99 99


100

8.1. Testes em amostras Marshall 8.2. Rebaixamento 8.3. Sensores radiométricos 8.4. Sensores electromagnéticos

9. CAC

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101

1. Sugestões para terraplanagens

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1.1. Amplitude e frequência 1.2. Rocha 1.3. Areia / gravilha / agregado britado 1.4. Argila / lama / lodo

105 105 106 107

2. Tabelas de terraplanagem

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2.1. Classificação do solo (de acordo com a Norma DIN 18196) 2.2. Densidades típicas de diferentes solos 2.3. Tamanho das partículas 2.4. Capacidade de carga e grau de compactação

3. Sugestões para asfalto


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3.1. Preparação para o trabalho (lista de verificação) 111 3.2. Regras básicas para compactação de asfalto 112 3.3. Regras da compactação (10 regras) 114 3.4. Padrões de compactação 116 3.5. Camada base 120 3.6. Camada de Binder 120 3.7. Camada de desgaste 120 3.8. Pavimento em betão 121 3.9. Mastique asfáltico de pedra (MAP) 121 3.10. Asfalto de baixa temperatura 121 3.11. Asfalto drenante 122 3.12. Asfalto poroso (AP) 122 3.13. Asfalto poroso de duas camadas (APDC) 122 3.14. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” (Pavimentação em linha) 123 3.15. Pavimentação da camada fina 123 3.16. Reciclagem a frio 123 3.17. Reperfilamento 124 3.18. Repavimentação 124 3.19. Remistura 124

4. Tabelas de asfalto 4.1. Classificação do betume (antiga – nova) 4.2. Áreas de aplicação

5. Especificações internacionais 5.1. Grã-Bretanha 5.2. França 5.3. Instruções sobre cilindros nos EUA

6. Fórmulas e tabelas gerais 6.1. Desempenho da compactação 6.2. Conversão de unidades de medida

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HISTÓRIA

1911: Enquanto outros fabricantes ainda produziam cilindros a vapor, a HAMM produzia o primeiro cilindro de compactação a motor do mundo.

1932: Antes de Alois Hamm desenvolver o primeiro cilindro de tracção integral e o cilindro tandem de direcção integral, existiam apenas cilindros de três rodas.

Os primeiros cilindros de estradas apareceram por volta de 1800; eram feitos de pedra e ferro fundido e enchidos com água ou pedras.

1963: É lançado o cilindro GRW com rodas de borracha. Estes cilindros com direcção integral ainda hoje são preferidos por muitos empreiteiros em inúmeras obras, um pouco por todo o mundo.

HISTORIA Os primeiros cilindros para estradas apareceram há cerca de 250 anos e funcionavam com um cavalo de potência: o cavalo que puxava um cilindro feito de pedra ou ferro fundido. O progresso até aos equipamentos de compactação, tais como os que a HAMM produz actualmente, está intimamente ligado ao desenvolvimento de novos materiais e de novas tecnologias. Por sua vez, ao longo desta evolução, as inovações na tecnologia de compactação foram essenciais para o desenvolvimento de novos e melhores métodos de construção. O contributo da HAMM neste processo, ao longo do séc. XX, tem sido decisivo. Os primeiros cilindros a utilizarem a propulsão de motores a vapor apareceram por volta de 1860. Foi também por esta altura que surgiu a HAMM. Quando os irmãos Hamm, em 1911, deram a conhecer ao mundo o primeiro cilindro a motor, já a companhia era conhecida pela produção de máquinas agrícolas. Ao longo dos anos seguintes, surgiram outros materiais para a construção de estradas: em vez de gravilha e pedra britada, naquela altura, as estradas eram também

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construídas com agregados unidos com betume – os carros mais rápidos levantavam muito pó! Novos materiais pediam novas tecnologias. A HAMM abraçou este desafio e, em 1932, construiu o primeiro cilindro tandem com tracção e direcção integral – uma patente que veio revolucionar o desenvolvimento e fabricação de cilindros de terras e de asfalto. No princípio dos anos 60, as exigências relativamente ao conforto aumentaram e começou a dar-se um maior enfoque às características da superfície das estradas. A HAMM foi visionária e, ao lançar o GRW, apresentou um compactador com tracção a todas as rodas, direcção integral e rodas de borracha. Estes cilindros, com accionamento hidrostático, permitiam compactar os novos mastiques asfálticos de maneira mais apropriada. Durante este tempo, também se desenvolveu a compactação dinâmica com vibração. Agora, era possível construir estruturas rodoviárias com maior capacidade de carga – as cargas sobre o eixo eram cada vez maiores. Nesta altura, as estradas começaram a ser construídas com camadas base de asfalto e camadas superficiais de asfalto betuminoso. No final dos anos 60, surgiu no mercado o mastique asfáltico de pedra. Cumprindo um papel importante, na investigação e

COMPACTION

DE ASFALTO E DE TERRAS

1983: A HAMM desenvolve uma forma extremamente eficaz de compactação: a oscilação. Actualmente, esta tecnologia é usada com muito sucesso, em cilindros tandem na construção de estradas e em cilindros de terras para terraplanagens.

2004: Os cilindros HAMM voltam a vencer prémios internacionais, pelo design ergonómico, pela tecnologia de compactação e pela eficiência operacional. Os exemplos mais recentes são os cilindros tandem das séries DV e Compact Line.

desenvolvimento de novas tecnologias e na diversificação de aplicações no terreno, a HAMM desenvolveu uma nova tecnologia de compactação, a oscilação, que permite que a compactação dinâmica seja também utilizada em pontes e outras estruturas sensíveis à vibração. Actualmente, este método é cada vez mais utilizado, uma vez que as camadas finas e as novas fórmulas de materiais asfálticos, difíceis de compactar, são compactadas com maior eficiência e num curto espaço de tempo. Este tornou-se o principal sistema na generalidade do sector da construção de estradas, uma vez que aumenta a qualidade e poupa tempo e energia. Para o asfalto, a oscilação é a técnica de compactação mais eficiente. Antes da viragem do milénio, a HAMM atingiu outro marco importante, com o lançamento do HAMMTRONIC. Esta nova forma de controlo da máquina e do trabalho torna o processo de compactação mais eficiente e amigo do ambiente. Permite níveis de produtividade muito altos, com uma capacidade extraordinária para trabalhar em planos inclinados, com consumos de combustível muito reduzidos e níveis baixos de emissões de gases poluentes e de ruído. Da mesma forma, desde há muitos anos que os cilindros HAMM utilizam as mais avançadas tecnologias de medição e navegação. A medição assistida por GPS e

os sistemas de gravação para o sistema de “Controlo Contínuo de Compactação” (CCC) mostram ao operador, em tempo real, a localização do cilindro, a quantidade de passagens que foram realizadas, os locai s onde a compactação já atingiu os níveis desejados e a capacidade de carga necessária, entre outras informações. Tecnologias e inovações que se reflectem na construção de superfícies homogéneas e muito compactadas, nas quais se podem construir estruturas de grande carga. Além da tecnologia e da eficiência dos equipamentos, a HAMM também vê os cilindros como um local de trabalho de pessoas. Desde há décadas, a HAMM tem construído máquinas optimizadas também na ergonomia, para que o operador tenha um ambiente de trabalho seguro e confortável. Os 12 prémios internacionais que venceu, ao nível do design e da ergonomia, são uma consequência dessa forma de estar da empresa. A história da HAMM, assente num espírito pioneiro e empreendedor, marcada pela constante aposta no desenvolvimento e na inovação, é ao mesmo tempo um exemplo e um incentivo, para que a marca continue a justificar o seu lema - “tradição de inovação” - contribuindo, através de novas máquinas e tecnologias, com ideias que ajudem a definir o futuro da indús tria da construção e obras públicas. www.hamm.eu

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I. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COMPACTAÇÃO 1. Trabalhos básicos de compactação

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20

2.1. Carga linear estática

21

3. Compactação dinâmica

22

3.1. Amplitude 3.2. Frequência 3.3. Massa vibratória 3.4. Massa suportada (massa de carga) 3.5. Número de passagens 3.6. Velocidade do cilindro 3.7. Vibração 3.8. Oscilação 3.9. Impacto da carga estática linear

4. Número Nijboer

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31

5.1. Capacidade de carga 5.2. Grau de compactação

31 31

6. CCC e CAC

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5. Testes de compactação 5.2.1. Terraplanagem 5.2.2. Construção de estradas


M E G A N A L P A R R E T

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S A L E B A T E S E Õ T S E G U S

I. PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COMPACTAÇÃO O melhor substrato para uma estrutura é a base – compacta e com uma grande capacidade de carga. No entanto, se a capacidade de carga do substrato não for suficiente, tanto por inadequação como devido ao enchimento, será necessária uma compactação que suporte uma estrutura estável e permanente. Os agregados da base são comprimidos durante a compactação. Este processo reduz os espaços vazios entre os agregados, que são preenchidos com ar e água. Isto é conhecido como “redução do e spaço vazio”. Uma vez que os agregados têm maiores superfícies de contacto mútuo após a compactação, a fricção interna e a estabilidade da estrutura do material aumentam em resultado de uma maior capacidade de carga.

Uma compactação correcta garante excelentes propriedades de desgaste a vias, estradas e terraplanagens, que podem ser mantidas a longo prazo. Sem compactação, as estradas perderiam qualidade rapidamente. O resultado de uma má compactação é, por exemplo, uma capacidade de carga insuficiente. Sem uma capacidade de carga adequada, ocorrem assentamentos e deformações. O perigo dos efeitos da geada também aumenta e desenvolvem-se, por exemplo, fissuras na superfície da estrada. As secções seguintes explicam os princípios básicos da compactação. As relações físicas fundamentais da compactação aplicam-se tanto à terraplanagem como à construção de estradas. No caso de existirem diferenças nas propriedades do solo e do asfalto, estas serão explicadas separadamente nos capítulos “terraplanagem” e “construção de estradas”.

Estruturas e vias rodoviárias que sejam constantemente alvo de cargas pesadas, necessitam de substratos homogéneos e com grande capacidade de carga.

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COMPACTION

1. Trabalhos básicos de compactação As características mais importantes do solo e das camadas de asfalto são:


Para solos

•

Grande capacidade de carga

•

Tipo de solo (coesivo ou não-coesivo)

•

Boa estabilidade

•

Conteúdo de água

•

Pouca permeabilidade à água

•

Curva de distribuição das partículas

•

Extrema regularidade

•

Formato das partículas (arredondado ou angular)

•

Vida útil longa

•

Espessura da via

•

Grande resistência anti-deslizante

A compactação melhora as propriedades estruturais dos solos. Se a densidade das partículas individuais do solo aumenta, reduzem-se a força de corte e a deformação. Ao mesmo tempo, a compactação minimiza a permeabilidade à água. Isto reduz, por exemplo, o risco dos solos coesivos absorverem água e dilatarem.


A compactação de um material depende, em grande parte, das propriedades desse material. Os parâmetros mais importantes são:


O asfalto acabado de colocar deve ser compactado de modo a que o deslocamento das partículas aumente a compactação ou reduza os espaços vazios na camada de asfalto. Isto vai unir todas as camadas, aplicações e ligações numa estrutura compacta. O resultado é uma melhor distribuição da pressão ao longo da estrada; os esforços transversos do tráfego são absorvidos e eliminados em segurança, aumentando a ssim o tempo de vida útil da estrada e prevenindo as fissuras.


Para asfalto •

Tipo de mistura

•

Curva de distribuição das partículas

•

Tipo de aglomerante e proporção

•

•

S A D A R T S E E D O Ã Ç U R T S N O C

Condições ambientais durante a pavimentação (temperatura, vento, …) Espessura da via


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As aplicações normais de compactação estática são: •

No caso da compactação estática, o próprio peso do cilindro exerce pressão sobre o substrato. Esta forças só se aplicam na vertical. Esta pressão permite ultrapassar o atrito interno no material de construção ou na mistura, resultando numa maior compactação. Isto significa que as partículas minerais individuais se “juntam”, ficando, assim, numa posição mais compacta. Os espaços vazios são minimizados, o que aumenta a estabilidade. Es te tipo de compactação tem uma penetração comparativamente mais baixa.

•

•

•

Pré-compactação de superfícies sensíveis com baixa capacidade de carga Alisamento do asfalto, no fim do processo de compactação Compactação de brita miúda no asfalto Compactação onde existe o risco de aparecimento de água (terraplanagens) ou betume (construção de estradas) na superfície devido à vibração)

Princípio da compactação estática: O cilindro utiliza o seu próprio peso para exercer pressão sobre o piso. O atrito interno do material ou da mistura é ultrapassado e as partículas individuais ficam mais unidas. .

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COMPACTION

2.1. Carga linear estática Para compactar de modo eficiente, o peso do cilindro e a largura do rolo do cilindro, que transfere o peso para o solo, são muito importantes. Para comparar diferentes cilindros, a carga sobre o eixo é dividida pelo comprimento do rolo do cilindro, de modo a obter uma carga linear estática. Isto é medido em kg por cm de largura do rolo do cilindro.


Tipo

Carga estática linear

Compact Line 1.5 - 4 t 8 - 15 kgIcm

8 - 15 kg/cm

Cilindros tandem 7 - 13 t

25 - 30 kg/cm

Cilindros de terras 5 - 12 t

20 - 30 kg/cm

Cilindros de terras 12 - 25 t

40 - 70 kg/cm

Cilindros estáticos de três rodas

35 - 60 kg/cm

Cilindros de pneus

1000 - 3200 kg/roda


Carga sobre o eixo (kg) Carga linear [kg/cm] = Largura do rolo do cilindro (cm) estática


Quanto maior for a carga linear estática, maior é a compactação efectiva do rolo. No entanto, e no caso da compactação de asfalto, este valor não pode ser aumentado arbitrariamente, uma vez que o material a ser compactado tende a “alterar-se” com cargas lineares excessivas, o que pode fazer com que o asfalto quebre e se deforme.




A carga linear estática é a medição da força de compactação de um cilindro. No local em que o rolo do cilindro está em contacto com o solo, é exercido um impacto vertical no substrato.

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3. Compactação dinâmica Os sistemas dinâmicos fornecem uma melhor penetração e uma compactação mais eficiente do que os cilindros estáticos. Actualmente, e devido à grande eficiência desta tecnologia, mais de 90% dos cilindros em todo o mundo utilizam a compactação dinâmica. Na compactação dinâmica, são utilizados pesos de valor desigual para movimentar o rolo do cilindro. As vibrações resultantes são transferidas para as partículas individuais do material a compactar. Isto diminui a resistência do atrito entre as partículas (muda de atrito estático para atrito dinâmico de baixa actividade), o que vai fomentar a movimentação das partículas. Em conjunto com a carga estática do cilindro, atinge-se uma compactação muito elevada. A maioria dos cilindros dinâmicos trabalha com a vibração. Neste processo, os rolos são colocados a trabalhar e atingem o chão com golpes verticais. A HAMM desenvolveu outro sistema de compactação dinâmica: a oscilação. Este é um tipo de compactação dinâmica especial; Em vez de forças verticais, as forças de cisalhamento são enviadas directamente para o solo ou para a camada de asfalto. Isto produz uma compactação suave, mas muito eficaz.

Princípio da compactação dinâmica: As vibrações do rolo do cilindro são transferidas para as partículas no material a ser compactado. Em vez de atrito estático, este processo produz um atrito dinâmico muito inferior entre as partículas, o que vai provocar a deslocação e respectiva compactação.

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Os factores específicos do mecanismo para se atingir uma boa compactação através do uso de cilindros dinâmicos são: •

Carga linear estática

•

Amplitude

•

Frequência

•

Massa vibratória

•

Carga suspensa

•

Velocidade do cilindro

COMPACTION




Compactação dinâmica por vibração Amplitude baixa – força de impacto mínima – penetração mínima.

Compactação dinâmica por vibração Amplitude alta – força de impacto alta – penetração alta.

3.1.. Amplitude 3.1

Quanto maior for a amplitude, maior é a energia de compactação produzida pelos cilindros, de vibração ou de oscilação. Deve-se também ter em conta que o peso operativo do cilindro tem também um grande impacto na quantidade de energia produzida. Assim, a amplitude, por si só, não pode ser utilizada para determinar a capacidade de compactação de um cilindro.

A amplitude mede o movimento do rolo de vibração/oscilação, desde a posição inicial, em operação.

Distância [mm]

Amplitude Tempo [s]

Nos cilindros de vibração, o rolo move-se para cima e para baixo. No caso dos cilindros de oscilação, a amplitude mede o movimento do rolo do cilindro, para trás e para a frente, no ponto de contacto. Neste caso, trata-se de uma amplitude tangencial.


As amplitudes superiores a 1.0 mm são apropriadas para a compactação de materiais que tenham uma baixa capacidade de carga (coesiva), ou para a compactação de camadas mais grossas. As amplitudes baixas são mais apropriadas para materiais com uma maior capacidade de carga, para camadas mais finas e para a compactação da superfície. Quanto menor for a altura do material a compactar e da força de impacto necessária, menor deverá ser a amplitude, de modo a prevenir fragmentações prejudiciais.


As amplitudes normais para a compactação de terras com cilindros de vibração variam ente 0,7 e 2,0 mm. Na prática, uma maior amplitude com a mesma massa vibratória significa uma maior compactação e penetração.


No caso da compactação de asfalto com cilindros tandem de vibração, são principalmente utilizadas amplitudes baixas, entre 0,25 e 0,8 mm, de modo a evitar a destruiçã o de partículas e a deformação do asfalto, devido a impac tos demasiado fortes. www.hamm.eu

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3.2. Frequência

3.3. Massa vibratória

Na tecnologia de compactação, a frequência é o número de vezes que a massa de desequilíbrio no rolo do cilindro roda por segundo, gerando o movimento de compactação. A frequência é medida em hertz hert z (Hz); por exemplo, 30 Hz equivale a 30 impactos (vibrações) do rolo por segundo.

A massa vibratória de um cilindro é composta pelo(s) rolos(s), pelo motor hidráulico e pela unidade de vibração ou oscilação. O rolo do cilindro está separado do resto da máquina por amortecedores de borracha.

3.4. Massa suportada (massa de carga) As frequências devem ser seleccionadas de acordo com a configuração de amplitude da máquina. Um princípio básico é: amplitude baixa – frequência alta amplitude alta – frequência baixa 100

z

H m e ai

50 c n ê

A carga exercida pelo eixo de um cilindro inclui a massa vibratória acima descrita e a massa suportada. A massa suportada, também denominada massa de carga, é equivalente à parte que é separada do rolo do cilindro pelos amortecedores de borracha. Quanto maior for o cilindro, maior será a massa de carga. O peso da massa de carga exerce pressão sobre o material que vai ser compactado, contribuindo consideravelmente para o resultado da compactação. No entanto, é a massa vibratória e a relação entre ambas as variáveis que mais afecta o desempenho da compactação.

u q re F

0 0,5

1

1,5

2

2,5

3

Amplitude em em mm

As frequências altas são escolhidas para amplitudes baixas e as frequências baixas são escolhidas para amplitudes altas.

Na terraplanagem, utilizam-se frequências entre 25 e 50 Hz, dependendo do material a compactar e da configuração da amplitude. As frequências utilizadas na construção de estradas são, por norma, mais altas do que as de terraplanagem, de modo a prevenir a deformação do asfalto devido a um espaçamento excessivo entre impactos.

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A “massa vibratória” (assinalada a vermelho na ilustração) de um cilindro inclui o rolo do cilindro, o motor hidráulico e a unidade de vibração ou oscilação.

COMPACTION


3.5. Número de passagens


O termo “passagem” tem diferentes significados em diferentes regiões. Neste manual, o termo tem o seguinte significado: Uma passagem é uma deslocação única. Uma deslocação para a frente e para trás são duas passagens. As fontes desta definição foram o boletim CCC, emitido pela Associação Alemã de Investigação em Estradas e Transportes (FGSV), e os softwares “HCQ-GPS – Navigator“ e “HCQ-Asphalt-Navigator”. A contabilização de passagens em cada ponto de medição é uma característica importante deste software. Assim, o software contabiliza cada deslocação individual como uma passagem.

3.6. Velocidade do cilindro Especialmente na compactação dinâmica, a velocidade do cilindro afecta o tempo e a frequência da aplicação das forças de compactação numa área específica. Quando a frequência é a mesma, existem mais impactos a uma velocidade baixa do que a uma velocidade alta.


Na velocidade correcta, os pontos de impacto estão suficientemente espaçados, para que toda a área tenha a compactação necessária, com apenas algumas passagens. M E G A N A L P A R R E T

Se a velocidade for demasiado alta em relação à frequência da vibração, os pontos de impacto individuais ficam demasiado afastados. A energia de compactação por área é mais baixa, o que obriga a um maior número de passagens. Para além disso, se os impactos forem muito espaçados, existe o risco de deformação do material.



Se a velocidade do cilindro for muito elevada, o espaçamento entre os pontos de impacto é demasiado grande. O número de passagens deve ser aumentado, para que se atinja a compactação desejada.

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3.7. Vibração

3.8. Oscilação

Actualmente, não é possível imaginar uma obra de construção rodoviária ou uma terraplanagem, sem cilindros tandem ou cilindros de terras com rolos vibratórios. A vibração é um método comprovado que garante resultados em diversas condições, de solos e de asfalto.

Actualmente, as vantagens da compactação por vibração em relação à compactação estática são indiscutíveis. A HAMM tem optimizado esta solução e desenvolveu o rolo de oscilação. Os cilindros de oscilação são verdadeiras máquinas de alto rendimento. Compactam com um impacto baixo, evitando assim eventuais danos ambientais e em edifícios adjacentes. Também são necessárias me nos passagens do que com os cilindros que usam a tecnologia de vibração. Deve-se ainda referir que, durante o uso da oscilação, a compactação aumenta continuamente; a estrutura do material não se fragmenta. Outra vantagem da oscilação é o excelente acabamento da superfície das camadas compactadas.

O impacto, que gera a compactação nos cilindros vibratórios, resulta da interacção entre a frequência (causada pelo desequilíbrio dos pesos no rolo), a amplitude, a velo cidade de condução, o próprio peso do cilindro e a forma e o tamanho da área a compactar. No entanto, o nível de compactação também depende das propriedades do material a compactar e das condições da pavimentação. A vibração dos rolos do cilindro é gerada através de um desequilíbrio rotacional de peso, no qual a velocidade de rotação determina a frequência de vibração. Este desequilíbrio de peso consiste numa parte fixa e noutra que não está fixa - o peso móvel. A posição do peso móvel depende da direcção da rotação do veio excêntrico. O peso efectivo que resulta do movimento do peso aumenta ou diminui mediante a direcção da rotação. Isto permite ao rolo do cilindro vibrar a duas amplitudes diferentes.

A oscilação é uma tecnologia patenteada HAMM. Um rolo oscilatório é equipado com dois veios excêntricos de peso diferente e que rodam em sincronia. Os pesos nos dois eixos estão dispostos de maneira oposta em relação ao outro. Forçam o rolo do cilindro a rodar num movimento que alterna rapidamente para a frente e para trás. Por oposição a um rolo de vibração, o rolo oscilatório es tá em contacto permanente com o piso.

O uso da vibração é adequado para quase todas as aplicações de terraplanagem e construção de estradas.

Peso diferenciado fixo

Direcção efectiva do peso diferenciado fixo Direcção efectiva do peso diferenciado móvel

Peso diferenciado móvel Direcção do movimento Quando a direcção de rotação do eixo é revertida, o peso efectivo que resulta do desequilíbrio de pesos no rolo de vibração altera-se, tal como a amplitude da vibração.

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Durante a compactação por oscilação, os movimentos de rotação para a frente e para trás do rolo do cilindro, transmitem as forças para o chão. Esta “dupla frequência” faz com que o material se compacte mais rapidamente. Por outro lado, o rolo de vibração executa um movimento para cima e para baixo e, de cada vez que o desequilíbrio de peso faz uma rotação, só transmite forças para o material uma vez. Quando se utiliza a oscilação, a taxa de compactação aumenta também pelo efeito do próprio peso do cilindro (carga estática linear), em contacto com o material durante todo o tempo. Tal como com a vibração, o desempenho da compactação na oscilação é baseado em amplitudes e frequências bem definidas. Neste caso, uma das vantagens da tecnologia de oscilação é o sistema automático de regulação da amplitude. Em vez de usar um mecanismo de ajuste demorado, a regulação é feita a partir do próprio material a compactar: se a compactação torna o material mais rígido, a amplitude é automaticamente reduzida. O tempo de reacção (tempo necessário ao sistema para reagir a alterações estruturais do solo ou asfalto) deste sistema de auto-regulação é inferior a 10 ms (10 ms é equivalente a 1 cm a 4 km/h), para que a compactação seja feita sempre na posição certa e na amplitude correcta. Outros sistemas com mecanismo de ajuste apresentam um tempo de reacção de 500 ms, equivalente a 50 cm a 4 km/h.


No rolo oscilatório, dois eixos de pesos diferentes rodam em sincronia. Forçam o rolo do cilindro a rodar rapidamente, num movimento para a frente e para trás, alternadamente.


Dentro do rolo de vibração, um desequilíbrio rotacional de peso força o rolo a mover-se rapidamente para cima e para baixo.

O esquema mostra as diferentes direcções efectivas da vibração (rolo anterior, direcção vertical efectiva) e da oscilação (rolo posterior, direcção tangencial efectiva). S A D A R T S E E D O Ã Ç U R T S N O C


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As vantagens da tecnologia de oscilação: Compactação •

•

•

•

Maior eficiência da compactação, através da combinação da carga estática e da aplicação de forças horizontais. Os rolos dos cilindros estão em contacto permanente com o solo, a carga e as forças de compactação são continuamente utilizadas e a densidade necessária é atingida mais rapidamente. Não existe sobrecarga de compactação, apenas compactação crescente contínua. A compactação aumenta mais rapidamente do que com a vibração, ou seja, existe uma melhor compactação com menos passagens.

Asfalto •

•

•

•

•

•

• •

Compactação homogénea e com melhor acabamento, com menos passagens. •

As várias camadas são processadas suavemente. Compactação efectiva, mesmo a baixas temperaturas. Maior amplitude de temperaturas, logo, maior flexibilidade. Excelente acabamento da camada de desgaste. Camada de desgaste bem estancada devido à eficiência da compactação do asfalto. Ideal para asfalto difícil de compactar (mastique asfáltico de brita, asfalto drenante, etc.). Excelentes resultados de compactação em camadas finas. Excelente homogeneidade deformações).

longitudinal

(sem

Sem destruição de partículas no material pré-existente na compactação “quente sobre frio” de costuras.

O operador e a máquina • •

Impermeabilidade óptima de costuras e ligações.

Menos forças de impacto, logo maior conforto para o operador. Local da obra e ambiente

•

Menos ruído significa menor cansaço do operador. •

•

Menos ressonâncias, logo maior conforto para o operador e maior vida útil do cilindro. •

Todos os materiais •

•

Apropriado para quase todos os tipos de materiais e densidades de camadas. Boa adaptação às alterações estruturais dos materiais. Evita a destruição de partículas, resultado das forças de impactos verticais.

•

Evita a fragmentação.

•

Boa compactação superficial.

•

•

•

•

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Adesão de camadas perfeita, uma vez que as camadas individuais não se separam umas das outras.

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Baixo nível de forças de impacto, garantindo que as superfícies já compactadas em áreas adjacentes não se fragmentam. As forças de impacto geradas practicamente não incomodam os residentes próximos. Ideal para zonas urbanas, uma vez que não existe o risco de destruição de edifícios antigos, cabos ou canalizações, etc.. Compactação sem riscos, em parques de estacionamento de vários andares; não provoca quaisquer tipos de danos na estrutura de betão armado. Ideal para pontes, viadutos e outras superfícies mais delicadas, uma vez que as forças de impacto não danificam as estruturas.

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A utilização em todo o mundo e com vários tipos de materiais, confirma as enormes vantagens da compactação feita com tecnologia de oscilação, tanto em terraplanagem como na construção de estradas. A oscilação na terraplanagem A HAMM também disponibiliza a tecnologia de oscilação para trabalhos de terraplanagem. Uma vez que os cilindros de terras só têm um rolo, a HAMM desenvolveu um sistema de pesos diferentes que combina ambos os sistemas dinâmicos num único rolo. Os rolos “ VIO” podem trabalhar com vibração ou oscilação. Assim, são ideais para a compactação de solos coesivos e não-coesivos. É tecnicamente impossível utilizar os dois sistemas ao mesmo tempo.


A oscilação na construção de estradas A oscilação é apropriada para a compac tação de todos os tipos de camadas na construção de estradas. Os cilindros tandem de oscilação da HAMM têm vantagens significativas sobre outros sistemas de compactação, especialmente em camadas finas ou em superfícies difíceis de compactar, ou que já estão arrefecidas, Actualmente, uma grande parte do trabalho que era feito pelos cilindros de pneus ou pelos cilindros estáticos, é realizado pelos cilindros de oscilação, frequentemente com uma eficiência muito maior.


No caso de locais de construção difíceis (por ex., pontes sensíveis à vibração ou perto de zonas residenciais, edifícios antigos, escolas, hospitais, etc.), onde anteriormente apenas se podia usar a compactação estática, os cilindros de oscilação podem compactar com uma capacidade total, sem incomodar ou danificar estruturas sensíveis nas áreas circundantes.


3.9. Impacto da carga estática linear Como um rolo estático, a eficiência de um rolo de vibração ou de oscilação depende da carga estática linear. No entanto, para atingir um efeito de compactação comparável, os sistemas dinâmicos (oscilação e vibração) necessitam de cargas estáticas lineares muito mais baixas do que os cilindros estáticos. A proporção é, aproximadamente, de 1 para 3.


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4. Número Nijboer Na construção de camadas de asfalto, é muito importante defender a superfície de asfalto contra fissuras e deformações. O número Nijboer dá uma indicação acerca da propensão de um cilindro para provocar fissuras ou deformações (alterações) à frente do rolo. O número Nijboer é o quociente da carga estática linear e do diâmetro do rolo do cilindro e é cal culado do seguinte modo:

Carga linear estática (kg/cm) [kg/cm2] N= Diâmetro do rolo (cm) No caso da compactação dinâmica, a proporção N não deverá ser superior a 0,25 kg/cm2. Os cilindros estáticos conseguem compactar até um número Nijboer de 0,4 kg/cm². Se o equipamento de compactação cumprir este princípio básico, o risco de fissuras ou deformações no asfalto é mínimo. O número Nijboer também não deve ser muito baixo porque, assim, a carga linear estática e, por consequência, o desempenho de compactação, seriam demasiado baixos.

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O diâmetro do rolo do cilindro tem um grande impacto na formação de fissuras e deformações. Ao projectar os cilindros, a HAMM definiu as dimensões dos rolos tendo em conta o número Nijboer para, assim, garantir uma proporção óptima entre o rendimento da compactação e a redução da propensão para a criação de deformações e fissuras. Este processo tem sido utilizado com sucesso pela HAMM desde há muitos anos, de modo a assegurar uma compactação de alta qualidade. Números Nijboer normais: •

Compact Line

(1,5 - 4 t) 0,15 - 0,17 kg/cm2

•

Cilindros tandem

(7 - 13 t) 0,20 - 0,24 kg/cm2

Com a mesma carga sobre o eixo, quanto maior for o diâmetro do rolo do cilindro, menores serão os riscos de deformações.

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5. Testes de compactação Os testes de compactação são feitos para verificar os valores da compactação no local da obra. São utilizados vários parâmetros de características de acordo com os tipos de solos ou as misturas de asfalto. É feita uma distinção entre a determinação do grau de compactação e a determinação da capacidade de carga.



5.2.2. Construção de estradas

Tal como na terraplanagem, o grau de compactação das camadas de asfalto na construção de estradas pode ser determinado no local ou em laboratório, através de vários procedimentos. A amostra Mar shall, produzida em laboratório, é, normalmente, uma base de comparação. É produzida de acordo com procedimentos convencionais, utilizando uma energia de compactação específica, para depois servir de referência para a compactaç ão obtida no local da construção.

5.1. Capacidade de carga A capacidade de carga de um solo é uma característica importante para a determinação da compactação dese jada. É principalmente utilizada para solos não-coesivos.


O procedimento para determinar o grau de compactação das camadas de asfalto está descrito em pormenor no capítulo “Construção de estradas”.

A capacidade de carga é essencialmente determinada através de testes de pressão, dinâmica ou estática. O teste CBR para determinar o “índice californiano de carga de um solo” também é normalmente utilizado nas regiões anglo-americanas.


5.2. Grau de compactação O grau de compactação é o principal parâmetro de caracterização de solos coesivos e asfalto. São utilizados vários procedimentos e testes para determinar o grau de compactação em trabalhos de terraplanagem e construção de estradas. 5.2.1. Terraplanagem


O grau de compactação do solo pode ser determinado no local, através de vários procedimentos. É o método prefe rido para testar a compactação em solos coesivos. O teste Proctor (modificado) é, normalmente, uma base de comparação, para ajudar a determinar o grau de compactação. Neste teste determina-se, em laboratório, a densidade máxima possível para um solo com o conteúdo de água ideal.


O procedimento para a determinação da capacidade de carga e do grau de compactação dos solos está descrito em pormenor no capítulo “Terraplanagem”.

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6. CCC e CAC Produtividades cada vez maiores em conjunto com prazos de construção cada vez menores, requerem uma reavaliação do princípio de auto-monitorização. As verificações aleatórias convencionais que impedem ou interrompem o processo de construção, assim como as esperas de horas ou dias a aguardar os resultados das avaliações de controlo já não vão ao encontro das necessidades dos empreiteiros actuais. Para além disso, a significância da amostra de controlo em relação ao volume de construç ão é, normalmente, completamente inaceitável. Enquanto era possível controlar a qualidade utilizando apenas amostras aleatórias, a qualidade de áreas muito grandes com muitos milhares de metros cúbicos de solo compactado era verificada apenas com algumas amostras de solo ou alguns rebaixamentos. A proporção do tamanho da amostra em relação à área efectivamente compactada era, frequentemente, de uns dramaticamente baixos 1:1.000.000. As análises a amostras aleatórias não detectavam alguns dos locais com mais fraca compactação. O que obriga, depois, a fazer trabalhos de manutenção e reparação que elevam em muito a generalidade dos custos da construção das vias rodoviárias. Por outro lado, a maior qualidade, i.e. a homogeneidade e a longevidade da construção, podem ser atingidas através de uma maior auto-monitorização. O CCC (Controlo Contínuo de Compactação) e a CAC (Compactação Contínua de Asfalto) garante um apurado conjunto de testes, em vários pontos de ensaio. Isto significa que existe informação completa sobre o nível e a qualidade de compactação atingida em cada ponto testado. No caso do CCC e da CAC, a capacidade de carga real ou o grau de compactação são determinados durante o processo de compactação. Um receptor GPS também indica a posição do cilindro. Ambas as informações são enviadas e guardadas num computador. Os sistemas de medição desenvolvidos pela HAMM informam continuamente o operador do cilindro, indicando o grau de compactação geral e as áreas que não foram suficientemente compactadas. As áreas compactadas com o auxílio do sistema de controlo de compactação HAMM (CCC) exibem um grau de compactação extremamente homogéneo. Os dados gravados podem também ser utilizados

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para documentação. Não são necessárias quaisquer medições adicionais destes pontos.

A calibração pode ser utilizada para avaliar as medições feitas no local da obra. O objectivo desta calibração é estabelecer uma correlação entre as medições feitas com o cilindro (valores relativos) e as medições de controlo convencionais. A calibração pode ser feita através do grau de compactação ou da capacidade de carga.

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II. TECNOLOGIA DE MÁQUINAS 1. Cilindros de terras (S3000) 1.1. Junta articulada com três pontos flutuantes

2. Cilindros tandem 2.1. Cilindros tandem articulados 2.2. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: 2.3. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: modos de direcção 2.3.1. Direcção de eixo simples 2.3.2. Direcção de eixo simples com reposição automática 2.3.3. Direcção análoga 2.3.4. Direcção tipo caranguejo

36 36

38 38 39 39 40 40 41 41

2.4. Pulverização de água

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3. Cilindros combinados

42


43


45

5. Cilindros de três rolos

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6. Tipos de rolos

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6.1. Rolos lisos 6.2. Rolos divididos 6.3. Rolos pés-de-carneiro 6.4. Rolos vibratórios, oscilatórios e VI0

47 47 48 49

7. Pneus

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8. Equipamento opcional

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8.1. HAMMTRONIC 8.2. HCQ (Qualidade de Compactação HAMM) 8.2.1. Sensor e monitor de temperatura do asfalto 8.2.2.Indicador HCQ 8.2.3. Impressora HCQ 8.2.4. Navegação GPS HCQ

8.3. Sistema de corte e pressão 8.4. Espalhador de brita 8.5. Aquecimento de pneus / saias térmicas 8.6. Segmentos pés-de-carneiro 8.7. Lâmina

50 52 52 52 54 54

56 56 57 58 58


S A N I U Q Á M E D A I G O L N C E T




II. TECNOLOGIA DE MÁQUINAS Existem vários tipos de cilindros para terraplanagem e construção de estradas. A distinção é feita entre cilindros de terras, cilindros tandem, cilindros combinados, cilindros de pneus e cilindros estáticos de três rodas.

1. Cilindros de terras (S3000) Os cilindros de terras são utilizados principalmente para a compactação em terraplanagens. Um rolo liso ou de pés-de-carneiro, equipado com vibração, oscilação ou VIO é suspenso na estrutura da frente. O accionamento da translação e a unidade motorizada encontram-se na parte traseira. Tanto o rolo do cilindro como as rodas ou o eixo pos terior são direccionados em todos os cilindros HAMM. Assim, dominam todos os terrenos e encostas com uma inclinação até 70%. Ao utilizar a inovadora junta articulada com três pontos flutuantes, a condução dos cilindros de terras da série 3000 da HAMM melhorou significativamente, quando comparada com as máquinas tradicionais de juntas articuladas convencionais. Os cilindros de terras estão disponíveis para tonelagens entre 5 e 25 toneladas e larguras entre 137 e 222 cm.

Os cilindros de terras da série 3000 podem compactar com a mesma eficiência e produtividade terrenos com inclinações muito pronunciadas.

1.1. Junta articulada com três pontos flutuantes A junta articulada com três pontos flutuantes da HAMM representa uma inovação e um passo em frente, comparando com as juntas articuladas convencionais de equipamentos concorrentes. Difere do conceito convencional em questões como a disposição geométrica e a ligação de três juntas individuais e porque dispõe de um apoio flutuante adicional entre as duas juntas superiores. A junta articulada com três pontos flutuantes une a par te anterior à parte posterior dos cilindros. A junta é responsável pela maior capacidade de controlo e direcção do cilindro, pela segurança em terrenos difíceis e pelo conforto do operador (acção de mola).

A HAMM tem diversos tipos de cilindros, p. ex., cilindros tandem articulados (série HD), cilindros tandem de direcção aos dois rolos (série DV), pequenos cilindros tandem articulados (Compact Line) e cilindros de terras (série 3000).

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Vantagens da junta articulada com três pontos flutuantes: •

•

•

•

Excelente estabilidade direccional: a junta articulada com três pontos flutuantes assegura uma condução confortável e um comportamento de condução seguro, principalmente a grandes velocidades. Distribuição de peso mais uniforme: com a junta articulada com três pontos flutuantes, o peso é proporcionalmente distribuído entre os eixos anterior e posterior, mesmo quando o cilindro muda de direcção. Esta característica permite aumentar a tracção e reduzir significativamente o risco de capotamento. O cilindro inclina-se nas curvas como uma motocicleta, de modo a que possa curvar em segurança, mesmo a grandes velocidades. Direccionalidade e controlo: devido a uma melhor distribuição de peso, é possível ter um maior ângulo de direcção e, por consequência, um menor raio de viragem, sem o perigo de capotamento da máquina. Amortecimento de impactos: há uma maior absorção das irregularidades das superfícies. Assim, os saltos e vibrações têm um impacto reduzido na cabina do operador e no cilindro.

Ao rodar sobre o eixo Y, i.e. ao mudar de direcção, o suporte de flutuação da junta articulada com três pontos flutuantes assegura que as curvas podem ser feitas em segurança, mesmo a grandes velocidades.


Ao rodar sobre o eixo X, i.e. quando o piso é irregular, a junta articulada com três pontos flutuantes absorve os impactos de um modo rápido e eficiente.


Modo de funcionamento: Ao conduzir em frente, a parte posterior e o rolo do cilindro movem-se num único eixo. As forças de impulsão da parte posterior agem verticalmente sobre a parte anterior. No entanto, se o cilindro for direccionado, as forças de impulsão devem ser redireccionadas de acordo com o ângulo da direcção. Isto vai produzir uma força contrária na parte posterior, o que leva a uma distribuição de peso muito desigual no eixo posterior. O cilindro tende a inclinar-se muito rapidamente para o lado exterior da curva. Os cilindros HAMM com juntas articuladas com três pontos flutuantes garantem uma solução mais eficiente para a distribuição de forças opostas: um suporte flutuante corta o ângulo de direcção a metade; isso reduz as forças contrárias da parte posterior ao mínimo, de modo a que o cilindro, de terras ou tandem, esteja sempre equilibrado para não capotar.



A junta articulada de três pontos possibilita a distribuição equilibrada do peso entre as partes anterior e posterior e, por consequência, também no eixo posterior – mesmo quando o cilindro muda de direcção.

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2. Cilindros tandem Os cilindros tandem dispõem de dois rolos, transmissão hidrostática e modo vibratório. São especialmente concebidos para a compactação de asfalto, pelo que es tão equipados com sistemas de pulverização de água. O s cilindros tandem estão disponíveis com pesos operativos entre 1,5 e 14 toneladas e larguras entre 80 e 214 cm, para trabalhos de construção de estradas de todas as dimensões. Dependendo das especificações, a distinção é feita entre cilindros tandem articulados ou de direcção aos dois rolos. Ambos os sistemas são vantajosos para determinadas tarefas de compactação e movimento. Os cilindros HAMM para a construção de estradas aceleram, desaceleram e têm uma direcção muito suave, de modo a prevenir alterações ou deformações no asfalto.

rolo é direccionado virando as partes posterior e anterior, uma contra a outra. No entanto, os rolos não são direccionados. Ao conduzir em linha recta, os rolos de um cilindro tandem articulado seguem ambos o mesmo trilho. Esta característica é chamada de deslocação “que cobre o rasto”. Em determinadas situações, isto não é desejável, por ex., durante a pressão de alinhamento. A compactação pode então ser realizada no modo de direcção tipo caranguejo, i.e. em que os rolos do cilindro se deslocam lateralmente, na direcção um do outro. Isso é conseguido através de um cilindro hidráulico que empurra lateralmente a articulação. Os cilindros tandem articulados são utilizados para a compactação das camadas superficiais, de base e anticongelante, na construção de estradas e em terraplanagens ligeiras. Com a série HD, a HAMM dispõe de uma série de cilindros tandem articulados moderna e inovadora, que também usam o sistema de articulação de três pontos flutuantes.

2.1. Cilindros tandem articulados Os cilindros tandem articulados dispõem de uma articulação (ver articulação de três pontos) no meio do cilindro, que pode ser usada para direccionar o cilindro. Ao virar, os eixos longitudinais anteriores e posteriores mudam em relação ao outro, mas a posição dos rolos em cada uma das pontas não se altera. Isto significa que o A junta articulada com três pontos flutuantes confere à série HD de cilindros tandem um comportamento especialmente calmo e seguro durante a condução.

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Princípio da direcção articulada. Ao serem direccionados, os cilindros tandem alteram, entre si, os eixos longitudinais anterior e posterior. Os rolos, no entanto, mantêm-se estáticos na estrutura. (Vista intermédia: a máquina a mover-se no modo de direcção tipo caranguejo)

2.2. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: Os cilindros tandem com direcção aos dois rolos têm dois sub-blocos rotacionais que podem ser utilizados para direccionar cada rolo individualmente ou ambos os rolos ao mesmo tempo. Ao contrário dos cilindros articulados, estes equipamentos proporcionam vários tipos específicos de direcção, o que significa que podem ser utilizados em muitas aplicações. Têm ainda a vantagem de o peso ser total e proporcionalmente distribuído pelos rolos e de o centro de gravidade não se alterar nas manobras de mudança de direcção. Devido à sua facilidade de controlo e manobrabilidade, são adequados para compactação em espaços limitados e em curvas apertadas.

2.3. Cilindros tandem de direcção aos dois rolos: modos de direcção


Devido ao design específico e engenharia, os cilindros de direcção aos dois rolos proporcionam vários modos de condução diferentes.


Os cilindros de direcção aos dois rolos são utilizados para a compactação das camadas superficiais, de base e anticongelante, na construção de estradas e em terraplanagens ligeiras. www.hamm.eu

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DV 90 da HAMM no modo de direcção tipo caranguejo A largura da superfície de trabalho aumenta significativamente.

O eixo longitudinal do cilindro tandem mantém-se constante, mas o ângulo do rolo em relação ao eixo da máquina é alterado. Apenas um dos dois eixos é direccionado durante a direcção de eixo simples.

2.3.1. Direcção de eixo simples

2.3.2. Direcção de eixo simples com reposição automática

A direcção de eixo simples é conhecida como sendo o modo de direcção clássico para a maioria dos veículos. Com este modo de direcção, os rolos do cilindro seguem uma linha, apenas quando a condução é feita em frente, em linha recta. Nas curvas, o rolo que não é direccionado descreve sempre um pequeno raio em relação ao rolo direccionado. Assim, ao fazer uma curva, os trilhos dos dois rolos podem não se sobrepor por completo. A direcção de eixo simples é apropriada para situações em que não exista falta de espaço e em que as distâncias sejam cumpridas em linha recta.

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A série DV da HAMM tem uma característica especial que a diferencia - direcção de eixo simples. No modo automático, quando a rotação automática do banco do operador está ligada, o rolo principal é sempre direccionado. O rolo inactivo é automaticamente colocado na posição zero quando se muda o sentido da translação. O operador está então disponível para se concentrar apenas no trabalho de compactação e não corre o risco de, acidentalmente, fazer a compactação no modo caranguejo. Isto é uma grande ajuda, uma vez que, no acabamento e, por consequência, antes do retorno, o rolo anterior muda de direcção para evitar deformações no asfalto.

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Ambos os eixos são direccionados durante a direcção análoga. Esta característica permite assim compactar em ângulos extremamente apertados.

No modo de direcção tipo caranguejo, ambos os rolos se movem paralelamente, mas deslocam-se lateralmente. Isso permite practicamente duplicar a largura de trabalho destes cilindros HAMM.

2.3.3. Direcção análoga

2.3.4. Direcção tipo caranguejo

No caso da direcção análoga, ambos os rolos são simultaneamente direccionados na direcção oposta. Assim, e mesmo nas curvas, os rolos anterior e posterior trabalham numa única linha e descrevem o mesmo raio. A condução análoga aumenta bastante o potencial do ângulo de direcção e permite um raio de viragem muito pequeno.

No modo de direcção tipo caranguejo, possível em cilindros tandem com direcção aos dois rolos, o rolo posterior é direccionado para a direita ou para a esquerda. Os dois rolos já não seguem o mesmo trilho, mas sobrepõem-se mutuamente.

A condução análoga é ideal para compactação em curvas de ângulo pequeno ou onde o espaço é limitado.



Por um lado, a direcção tipo caranguejo é particularmente útil para trabalhos de compactação junto a passeios, uma vez que o operador apenas tem de prestar atenção a um rolo, enquanto o outro funciona a uma distância seleccio nada e se mantém afastado do passeio. Por outro lado, o rolo também pode ser posicionado sobre a uma berma, para ser compactada. Isto é particularmente vantajoso durante a pressão da berma, pois permite alisar a superfície e ao mesmo tempo pressionar a berma.


Outra vantagem da direcção tipo caranguejo é o facto de a sobreposição dos dois rolos permitir aume ntar a largura de trabalho do cilindro. Assim, no modo de direcção tipo caranguejo, a largura de trabalho destas máquinas pode quase ser duplicada. Por exemplo, o DV 90, com uma largura de rolo de 168 cm, tem uma largura de trabalho de 299 cm no modo de direcção tipo caranguejo.

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2.4. Pulverização de água Para evitar que o asfalto quente se cole ao rolo liso do cilindro tandem, é pulverizada água através de bicos de precisão. Estes bicos fazem uma gestão eficiente e económica da água, de forma a que um depósito dure um dia inteiro. Para garantir a segurança operacional, os rolos dos cilindros são aspergidos através de duas bombas separadas. Se uma das bombas falhar, basta trocar para a outra. No caso dos cilindros HAMM, a quantidade de água também é controlada de acordo com a velocidade, para que a quantidade pré-definida de água aplicada no rolo do cilindro seja sempre a mesma. Isto aumenta a produtividade, uma vez que aumenta o intervalo de tempo para reabastecimento de água.

3. Cilindros combinados Os cilindros combinados são cilindros articulados ou de direcção aos dois eixos, em que os pneus são montados num eixo e o rolo liso é montado no outro eixo. Neste caso, os pneus são montados no eixo traseiro. Os cilindros combinados possuem a vantagem de terem ambos os tipos de rolo numa só máquina.

Os bicos de precisão distribuem água uniformemente pelo rolo do cilindro, evitando que o asfalto quente se cole.

São utilizados principalmente na compactação de camadas de asfalto.

Os cilindros combinados têm um rolo liso no eixo dianteiro e quatro pneus no eixo traseiro.

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Os puros cilindros de pneus são soluções de compactação estática. Para além disso, também garantem uma boa impermeabilização, devido à capacidade de mistura e flexibilidade (forças verticais e horizontais que resultam da deformação dos pneus na área de contacto). São, assim, apropriados para o acabamento de camadas de asfalto compactadas. Os cilindros de pneus são também utilizados para précompactar camadas com baixa estabilidade no início do processo de compactação. Nestes casos, a vantagem é a grande área atingida pelos pneus. A mistura de asfalto é pressionada e preparada para ser novamente compactada por um cilindro tandem. A pré-compactação com um cilindro de pneus evita alterações no material. Por outro lado, os cilindros de pneus são utilizados principalmente para camadas finas e de fácil compactação e para solos coesivos. A compactação e a profundidade são influenciadas pelo peso bruto do cilindro e dependem da carga, da pressão interna do pneu e da velocidade do cilindro. Quanto maiores forem a carga e a pressão interna do pneu e quanto menor for a velocidade do cilindro, maior será a penetração. No entanto, se a pressão do pneu for demasiado alta ou baixa, existe o perigo dos pneus não estarem em contacto total com o solo.


Para além da compactação estática, os cilindros de pneus utilizam os efeitos de mistura e flexibilidade para impermeabilizar a superfície. São, assim, muito apropriados para o acabamento de camadas de asfalto já compactadas.


A pressão interna dos pneus dos cilindros HAMM pode ser regulada durante a operação, através de um sistema opcional de insuflamento que altera rapidamente e com grande facilidade a pressão dos pneus. Os pneus, as jantes e a mistura de borracha utilizada devem ser alvo de avaliação, tendo em conta as necessidades específicas do piso e do asfalto a compactar. Os puros cilindros de pneus são alinhados, nas partes anterior e posterior do cilindro, de modo a que as faixas se sobreponham. Também o espaçamento entre os pneus é significativamente inferior ao da largura dos mesmos, de modo a que as faixas por onde os pneus de um eixo não passam, sejam atingidas pelos pneus do outro eixo.


BAR

Diagrama esquemático do sistema de insuflamento de pneus. O operador pode alterar a pressão dos pneus sem sair da cabina.


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Impacto da pressão de ar nos pneus durante o efeito de compactação (vista lateral, transversal e da área)

Pressão de ar óptima: Toda a largura do pneu está em contacto com o asfalto. O peso é transferido para o solo ao longo de toda a secção transversal.

Pressão de ar demasiado alta: O pneu flecte para o exterior. Isto faz com que a área de pneu em contacto com o asfalto seja muito pequena. A força não é aplicada sobre toda a largura do pneu.

Pressão de ar demasiado baixa: O pneu flecte para o interior. Isto faz com que a área de contacto do pneu seja demasiado grande, mas com um efeito de compactação muito reduzido, uma vez que a capacidade de compactação no meio do pneu é practicamente nula.

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No início da operação, para prevenir que o asfalto quente se cole às rodas frias do cilindro, pulverizam-se os pneus com um aditivo especial (agente separador). Com os pneus secos a uma temperatura superior a 60 ºC, uma mistura quente (120 ºC) também não se colará. De sde que os pneus aqueçam rapidamente, apenas serão necessárias pequenas quantidades de aditivo. Os tanques para o aditivo são proporcionalmente pequenos.


5. Cilindros de três rolos Os cilindros de três rolos têm um rolo anterior no meio do eixo e dois rolos posteriores localizados nos lados. As faixas destes três rolos sobrepõem-se. O desempenho da compactação nos cilindros de três rolos baseia-se sobretudo na alta carga linear estática, devido ao peso elevado e à curta largura dos rolos. Uma das vantagens dos cilindros de três rolos é o grande diâmetro do rolo, que produz uma excelente homogeneidade da superfície e evita deformações no asfalto.


Os cilindros estáticos de três rolos são apropriados para o acabamento (alisamento) das superfícies em asfalto e podem ser úteis em obras onde exista o perigo da compactação dinâmica poder largar água ou betume na superfície.



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6. Tipos de rolos Para compactação em terraplanagem e de asfalto, são utilizados vários rolos que depende m da aplicação e do tipo de máquina. •

Rolos lisos (estáticos ou dinâmicos)

•

Rolos divididos (estáticos ou dinâmicos)

•

Rolos pés-de-carneiro (estáticos ou dinâmicos)

Rolo liso

Estático

Estático dividido

Vibração

Cilindro de terras Cilindro tandem Cilindro combinado Cilindro de pneus Cilindro de três rolos Resumo dos tipos de cilindros e dos rolos / pneus disponíveis.

Cada tipo está descrito pormenorizadamente abaixo.

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Vibração dividido

Oscilação

VIO

Rolo pésdecarneiro

Pneus

Vibração

Estático

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6.1. Rolos lisos


Tal como o nome indica, os rolos lisos têm uma superfície lisa. São utilizados principalmente na produção de superfícies homogéneas e uniformes; por exemplo, camadas de desgaste na construção de estradas e nivelamento de superfícies em trabalhos de terraplanagem.

Cilindro de terras da série 3000 com rolo liso. S A N I U Q Á M E D A I G O L O N C E T


6.2. Rolos divididos S A D A R T S E E D O Ã Ç U R T S N O C

Os rolos divididos consistem em duas partes de tamanho igual, cada qual com uma unidade de tracção. São o s mais apropriados para a compactação de áreas sinuosas ou de superfícies de asfalto que se alteram facilmente, através de um controlo anti-aderência, que reduz a velocidade do rolo. Isto reduz significativamente o risco de alterações e fissuras no material. Os cilindros tandem largos estão disponíveis com rolos divididos ou únicos.


Os rolos divididos são especialmente apropriados para a compactação de áreas sinuosas e superfícies de asfalto que se alteram com facilidade.

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6.3. Rolos pés-de-carneiro Os rolos pés-de-carneiro são utilizados apenas em terraplanagens e na reciclagem a frio. São rolos lisos com saliências trapezoidais soldadas de 80 a 100 mm de altura. Estes rolos são utilizados em terraplanagens para misturar e endurecer os solos durante o trabalho de compactação. O perfil do rolo pés-decarneiro também aumenta a área de superfície compactada, de modo a que a humidade do solo coesivo possa secar mais depressa.

Os rolos pés-de-carneiro são utilizados apenas em terraplanagens e na reciclagem a frio. Misturam e endurecem os solos.

Os pés-de-carneiro aumentam a área de superfície (a laranja), para que a humidade possa secar mais depressa.

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6.4. Rolos vibratórios, oscilatórios e VI0


Os rolos dos cilindros estáticos não têm sistema de produção de vibração. Já os rolos lisos e pés-de-carneiro, utilizados na compactação dinâmica (vibração, oscilação e VIO), estão equipados com uma unidade activadora adicional, que produz movimentos oscilatórios ou vibratórios com o auxílio de um ou mais pesos diferenciados colocados no eixo do excitador. Os rolos VIO dos cilindros de terras podem produzir os dois tipos de movimento (vibração ou oscilação), conferindo assim uma maior flexibilidade ao equipamento e mais opções de aplicação. Os sistemas de compactação dinâmica transferem mais energia para o material; são mais eficientes do que os cilindros estáticos.

Rolo vibratório: Uma unidade vibratória circular produz um movimento sinusoidal vertical.



Rolo oscilatório: Dois pesos de valores diferentes (com 180º fora de fase) giram e criam um movimento rotacional no rolo, para trás e para a frente.

Rolo VIO: Dependendo da posição relativa dos pesos (em fase ou 180º fora de fase), o rolo compacta por vibração ou por oscilação. S A D A R T S E E D O Ã Ç U R T S N O C

7. Pneus Os pneus formam um tipo especial de “rolo”. São muito parecidos com os pneus normais sem rasto. Quatro destes pneus são colocados num “eixo”, deixando um espaço definido entre cada pneu.


Os pneus produzem uma superfície particularmente densa, compacta e resistente a alterações nas condições meteorológicas.

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8. Equipamento opcional Os cilindros necessitam de equipamento adicional para aplicações especiais. As mais comuns estão descritas abaixo.

8.1. HAMMTRONIC O Hammtronic é um sistema de gestão do cilindro, controlado por um microprocessador. Este sistema liga, monitoriza e controla todas as funções importantes do equipamento e liberta o operador para outras actividades. Por exemplo, o Hammtronic ajusta o desempenho do motor, de acordo com as condições de trabalho (inclinação, temperatura, pressão do ar, etc.). O primeiro resultado é a optimização e redução do consumo de combustível. Toda a informação que o condutor necessita é exibida numa consola central com um monitor. Na comunicação com o operador, só são utilizados símbolos internacionalmente aceites. Ao monitorizar e regular as funções centrais da máquina, o Hammtronic evita possíveis erros do operador, que desta forma se pode concentrar no trabalho. O Hammtronic é um sistema auxiliar que permite uma maior eficiência operacional, com uma compactação de qualidade, em menos tempo, com maior segurança e com menos consumo de combustível; ou seja, maior qualidade e economia, com maior conforto e segurança O Hammtronic faz parte do equipamento de série nos cilindros tandem com direcção pivô da série DV. Nos cilindros de terras da série 3000 está disponível como opção.

pré-selecção de velocidades constantes (cruise control). Controlo anti-aderência Este sistema detecta automaticamente condições e dados de operação (por ex. inclinação, velocidade, aderência, tracção, etc.) e distribui uniformemente o binário pelo eixo do rolo e pelas rodas posteriores. Isto resulta numa excelente tracção, com uma grande capacidade para vencer declives e numa condução segura, mesmo em terrenos difíceis. Controlo da vibração O sistema electrónico Hammtronic também regula a vibração hidrostática. Assim, o cilindro compacta sempre a uma frequência igual e pré-definida. O sistema compensa automaticamente qualquer diferença na quantidade de energia absorvida pelo solo – por ex. devido a flutuações na espessura da camada, composi ção ou conteúdo de humidade, etc. Se o cilindro tiver que parar, o Hammtronic pára automaticamente a vibração, o que permite optimizar o desempe nho e a qualidade da compactação. Visualização da informação Toda a informação do sistema e dos respectivos sensores é concentrada e visualizada no monitor do Hammtronic. O operador é informado em tempo real sobre todas as funções operacionais vitais. Nos cilindros de terras, esta informação é visualizada no painel de instrumentos. Direcção (apenas para a série DV) O Hammtronic regula os diversos modos de direcção e assegura que os dois rolos do cilindro se movem de modo homogéneo e uniforme. Outras funções (apenas para a série DV) O Hammtronic controla as seguintes funções:

Os componentes individuais do Hammtronic são: Gestão do motor O sistema electrónico ajusta automaticamente a velocidade do motor em função do trabalho e das necessidades de cada função do equipamento (tracção, vibração). Isto resulta em poupanças de combustível significativas e em menos desgaste e ruído. Controlo da tracção O Hammtronic controla o arranque e a paragem do cilindro através de funcionalidades específicas para declives. Este módulo também integra um controlo de carga máxima, para proteger o motor diesel de sobrecargas, e uma

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•

Rotação e ajuste do banco do operador

•

Ajuste da cabina

•

Pulverização de água

•

Sistema de corte e pressão

•

Espalhador de brita

•

Aquecimento dos pneus

•

Ar condicionado

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O Hammtronic liga e controla os componentes principais da máquina, de modo a auxiliar o operador, optimizar o trabalho, assegurar uma operação ajustada às condições do trabalho e reduzir custos operacionais. 1. Gestão do motor 2. Controlo da tracção e da transmissão 3. Controlo de anti-aderência 4. Controlo da vibração

1. Gestão do motor 2. Controlo da tracção 3. Controlo de anti-aderência 4. Controlo da vibração 5. Direcção 6. Outras funcionalidades - Rotação e ajuste lateral do banco - Ajuste da cabina - Pulverização de água - Sistema de corte e pressão - Espalhador de brita - Aquecimento dos pneus - Ar condicionado




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8.2. HCQ (Qualidade de Compactação HAMM) Com o sistema de HCQ (Qualidade de Compactação), a HAMM oferece uma ferramenta poderosa e testada no terreno, para trabalhos de compactação de terras (Controlo Contínuo de Compactação - CCC) e de asfalto (Compactação Contínua de Asfalto - CAC). O sistema modular é adequado para qualquer aplicação.

Aplicação

Cilindro recomendado

Apropriado para:

Análise do substrato (sem calibração)

Pequenas obras: Indicador HCQ Impressora HCQ Grandes obras: Sistema de navegação GPS

Detecção de pontos fracos; Execução perfeita de outras tarefas.

Todos os solos

Controlo da compactação e averiguação da máxima compactação possível (sem calibração)

Pequenas obras: Impressora HCQ Grandes obras: Sistema de navegação GPS

Análise do nível de compactação do material; Redução do número de passagens; Identificação das necessidades do solo, para um trabalho optimizado.

Solos com grande capacidade de carga, tais como: níveis de formação , camada anti - congelante , camadas sub-base

Verificação de que as instruções de trabalho do método M3 foram seguidas (sem calibração)

Todas as obras: Sistema de navegação GPS

Confirmação e documentação do trabalho de compactação necessário.

Aterros, solos coesivos, solos com pouca capacidade de carga

Pequenas obras: Impressora QCH Grandes obras: Sistema de navegação GPS

Controlo Contínuo de Compactação (CCC); Confirmação dos parâmetros necessários do solo, tais como capacidade de carga e grau de compactação (p.e. Ev1, Ev2, etc.); Identificação das necessidades do solo, para um trabalho optimizado.

Solos com capacidade de carga elevada, tais como: nível de formação, camada anticongelante, limites da sub-base

Aplicação durante o método M2 (sem calibração)

8.2.1. Sensor e monitor de temperatura do asfalto Um sensor de infravermelhos colocado no cilindro mede a temperatura da superfície do asfalto. O operador pode observar a temperatura no monitor ou no painel de instrumentos. Ajuda o operador a evitar passagens sobre asfalto frio, garantindo assim uma compactação mais eficiente e económica. 8.2.2.Indicador HCQ O indicador HCQ é um compactómetro. Esta unidade é composta por um computador, um sensor e um visor. Permite controlar o grau der compactação depois da passagem do cilindro.

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Vantagens

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O indicador HCQ pode ser aplicado em cilindros de terras vibratórios ou em cilindros tandem. No caso dos cilindros tandem, deve ser também incorporado um sensor de temperatura do asfalto, uma vez que a rigidez do asfalto é influenciada em larga escala pela temperatura. A compactação controlada é muito mais eficaz e económica do que a compactação por meio de medições aleatórias subsequentes. Quando a compactação é feita correctamente, consome apenas uma pequena parte do custo e do tempo do projecto. No entanto, o excesso ou a insuficiência de compactação, com danos no assentamento e posteriores fissuras, podem dar azo a enormes custos de manutenção. O indicador HCQ ajuda o operador do cilindro a evitar estes problemas, de excesso ou defeito, de compactação.

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Durante a compactação de asfalto, o indicador HCQ dá ao operador informação em tempo real sobre a temperatura e o grau de compactação atingido (valor HMV).

Num trabalho de compactação de terras, o indicador HCQ indica a compactação obtida (valor HMV) em qualquer situação.

Um sensor no rolo determina a aceleração durante a compactação por vibração e transfere este valor para o computador. O valor HMV (Valor de Medição HAMM) é determinado a partir deste sinal, medindo a rigidez do solo ou asfalto e o grau de compactação obtido. O valor HMV é exibido no monitor.

Vantagens do indicador HCQ na obra:

O indicador HCQ mantém o operador permanentemente informado sobre o grau de compactação durante o trabalho. Isto garante uma compactação homogénea e total, sem áreas com compactação insuficiente. Existe também um sinal de aviso que informa o operador quando o cilindro entra em modo de salto. No modo de salto, o excesso de compactação ocorre frequentemente provocando a destruição de partículas ou a acumulação de betume à superfície. Estas falhas podem ser prevenidas logo desde o início, através do indicador HCQ.

•

Compactação homogénea

•

Detecção de pontos fracos

•

Optimização do número de passagens

•

Evita o excesso de compactação e a fragmentação

•

•

•



O teste convencional da capacidade de carga dos solos em terraplanagem deixa de ser necessário S A L E B A T E S E Õ T S E G U S

Trabalho mais rápido com consequente redução de custos Não necessita de qualquer operação especial

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8.2.3. Impressora HCQ

8.2.4. Navegação GPS HCQ

A impressora HCQ é um sistema de visualização e armazenamento de informação de fácil utilização, integrado no Controlo Contínuo da Compactação (CCC).

Um dos desenvolvimentos do indicador HCQ é o sistema de navegação GPS. Ao contrário do indicador HCQ, este tem uma unidade de visualização e um receptor GPS de alta precisão (por ex. o receptor D-GPS). O receptor GPS determina a posição actual do cilindro e o indicador HCQ fornece as medições da compactação. Um PC grava os dados das medições e através do painel de controlo garante todas as funções necessárias para a monitorização durante a compactação e para as análises em laboratório. Não são necessários quaisquer outros sistemas de avaliação.

Este sistema utiliza o indicador HCQ como módulo básico para a medição da rigidez, mas apresenta os valores HMV em modo gráfico. Uma parte importante da impressora HCQ é a unidade de visualização, montada na cabina do cilindro, no campo de visão do operador. O monitor divide a área de compactação num máximo de seis faixas paralelas, com um comprimento máximo de 960 m. O sistema utiliza a velocidade do cilindro para calcular a distância percorrida. Os resultados da compactação são exibidos através de LEDs no monitor e podem também ser transferidos para uma impressora colocada na cabine. Os LEDs vermelhos indicam as áreas de baixa compactação e os LEDs verdes indicam as áreas onde já se atingiu uma compactação satisfatória.

O navegador GPS HCQ liga cada medição de compactação à posição do cilindro e pode produzir uma visualização gráfica do resultado da compactação. Isto permite ao operador do cilindro visualizar sempre onde é que o nível pretendido de compactação foi ou não atingido. O sistema guarda automaticamente as medições e os dados de posicionamento assim que o operador activa esta funcionalidade. Foram implementados dois interfaces diferentes, de modo a manter o sistema o mais simples pos sível. O modo “operador” e o modo “analista”.

O resultado da compactação (valor HMV) é claramente documentado no ecrã e na impressão retirada da impressora HCQ.

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No modo operador estão todas as funcionalidades necessárias para a utilização do sistema de navegação GPS HCQ. O operador pode visualizar as informações mais importantes no ecrã: •

Número de passagens

•

Valor HMV (rigidez)

•

•

Alteração na qualidade (valor HVM ou capacidade de carga): a aumentar, consistente, a reduzir Em terraplanagem: capacidade de carga (de acordo com a calibração prévia)

•

Em asfalto: grau de compactação

•

Em asfalto: temperatura do asfalto

Podem ser adicionados dados referentes ao planeamento da obra ou linhas geográficas para uma melhor orientação no local da obra.



No modo de análise, os responsáveis pela obra ou os assistentes em laboratório podem utilizar todas as funcionalidades do sistema, fazer as configurações básicas necessárias e analisar os dados existentes. Antes do início dos trabalhos, definem-se explicitamente os parâmetros da obra, por ex. a espessura de cada camada, as propriedades dos solos ou as misturas de asfalto a serem compactadas. Pode também ser introduzida informação referente ao planeamento da obra e linhas geográficas; esses dados são visualizados como pano de fundo, para uma melhor orientação no sistema. Durante a fase de construção, os dados de medição do cilindro podem ser analisados. O sistema pode também dete ctar, num ponto inicial, zonas de fraca compactação e depois analisar o problema e tomar as providências necessárias de modo a melhorar a compactação.


O PC com painel de controlo pode ser manuseado a través de ecrã táctil ou de teclado sem fios. A troca de dados e o armazenamento de backup dos dados são feitos de modo simples e seguro através do uso de flash drives USB disponíveis no mercado. Após o trabalho de construção estar completo, os dados do projecto podem ser arquivados de modo fácil e seguro e também é possível gerar relatórios e registos pedidos pelos clientes. É possível reproduzir as medições a qualquer altura para cada posição individual de construção.



O sistema de navegação GPS HCQ relaciona cada medição de compactação com a posição do cilindro. No visor na cabina é criado um “mapa de compactação” que mostra ao operador do cilindro os pontos onde os níveis dese jados de compac tação foram ou não atin gidos.

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8.3. Sistema de corte e pressão

8.4. Espalhador de brita

Quando uma costura longitudinal (costura central) é criada, ou no caso das camadas de asfalto sem extremidades, é recomendado que as superfícies ou remates das camadas de asfalto sejam inclinadas e depois compactadas. Isto é necessário para se atingir uma boa qualidade das costuras, para prevenir que água, sujidade, raízes, etc. penetrem nas camadas de asfalto pela lateral.

Para garantir uma resistência anti-deslizante da estrada logo desde o início, é frequentemente necessário espalhar brita de alta qualidade na camada de desgaste, enquanto ainda está quente.

São utilizados conjuntos de pressão de remates e corte com aspersão de água de várias formas, inclinações e tamanhos. A ferramenta necessária pode ser rápida e facilmente alterada.

Os espalhadores em linha são os mais indicados, uma vez que produzem um padrão uniforme e distribuem o material com maior precisão. A largura de espalhamento em linha é aproximadamente a mesma da largura do rolo do cilindro. A alternativa aos espalhadores em linha são os espalhadores em disco. A distribuição também é homogénea, mas a largura de espalhamento é muito superior à do rolo do cilindro. Assim, é pouco indicado em áreas urbanas ou em obras com tráfego adjacente (risco de danos na pintura de veículos estacionados ou em movimento). Ao contrário dos espalhadores em disco, os espalhadores em linha requerem uma condução precisa, para evitar a sobreposição ao espalhar em várias faixas adjacentes. Tanto os espalhadores em linha como em disco têm vantagens e desvantagens, dependendo da aplicação. Os espalhadores de brita actuais da HAMM espalham automaticamente as quantidades necessárias, dependendo da velocidade do cilindro. Características dos espalhadores da HAMM:

Esquerda O conjunto de pressão de remate dá um perfil lateral limpo à superfície do asfalto. Direita: O conjunto de corte do remate produz um corte praticamente vertical.

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•

Largura variável

•

Fácil colocação e remoção

•

Distribuição precisa e extremamente variável

•

Distribuição transversal precisa

•

Abertura larga para um fácil abastecimento

•

Agravamento mínimo da carga linear estática do cilindro

•

Peso bruto baixo

•

Grande capacidade volumétrica

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8.5. Aquecimento de pneus / saias térmicas


O aquecimento de pneus e as saias garantem uma temperatura óptima dos pneus, mesmo a uma baixa temperatura ambiente e em situação ventosa. Isto evita que o asfalto se cole aos pneus. O fornecimento de calor para os pneus vem de um aquecedor de infra-vermelhos alimentado por gás. Os aquecedores radiantes estão localizados mesmo por cima dos pneus. Para evitar o sobreaquecimento, o aquecedor desliga-se automaticamente quando o cilindro pára ou muda de direcção.


As saias térmicas não têm uma fonte de calor activa. Criam um espaço entre os pneus que é fechado lateralmente e em cima, de forma a reter o calor que sobe do asfalto quente. Isto assegura um aquecimento eficiente e retenção de calor nos pneus. Ao mesmo tempo, também diminui o consumo de gás para o aquecimento dos pneus . As saias térmicas são recomendadas para todos os tipos de pneus e cilindros combinados.

Um espalhador tem um desempenho de alta qualidade a espalhar brita na camada de asfalto acabada de compactar.


A saia retém o calor que sobe do asfalto para o espaço à volta dos pneus.



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8.6. Segmentos pés-de-carneiro

8.7. Lâmina

Um cilindro de terras com rolo liso pode ser convertido rápida e economicamente num cilindro com segmentos pés-de-carneiro. Os segmentos alargam o âmbito da aplicação dos cilindros de terras, que assim podem ser utilizados não só em solos não coesivos ou com mistura de areia, mas também em solos coesivos.

Uma lâmina é um acessório robusto com cantos de desgaste substituíveis. Só é utilizado em cilindros com pés-de- carneiro. A lâmina pode ser utilizada em todos os materiais e todos os tipos de solos. É apropriada para trabalhos de nivelamento, mas também para enchimento, escavação e terraplanagens ligeiras. Um cilindro com lâmina pode ser utilizado para substituir um bulldozer em pequenos trabalhos de enchimento.

A montagem é muito simples e pode ser feita no local da obra. Também podem ser removidos a qualquer altura.

A lâmina faz um bom trabalho de terraplanagem e pode, por vezes, ser utilizada em substituição de um bulldozer.

Os segmentos pés-de-carneiro são facilmente aplicados no rolo liso.

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III. TERRAPLANAGEM 1. Construção de vias rodoviárias 1.1. Substrato 1.2. Sub-base 1.2.1. Plataforma (aterro) 1.2.2. Sub-base 1.2.3. Nível de formação

1.3. Pavimentação 1.3.1. Camada base (camada anti-congelante)

2. Princípios básicos de terraplanagem 2.1. Tipos de solo 2.1.1. Rocha 2.1.2. Solos não-coesivos 2.1.3. Solos com várias granulometr ias 2.1.4. Solos coesivos

2.2. Curva granulométrica 2.3. Forma das partículas 2.4. Característica da superfície fracturada

3. Testes de compactação 3.1. Sistema de recolha de amostras 3.2. Procedimento de substituição da areia 3.3. Densitómetro (dispositivo de balão) 3.4. Densidade da mistura 3.4.1. Conteúdo de água

3.5. Densidade seca 3.6. Densidade Proctor 3.7. Densidade Proctor modificada 3.8. Sensores radiométricos

4. Capacidade de carga 4.1. Teste de carga da placa estática 4.2. Teste de carga de placa dinâmica 4.3. Teste CBR

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63 63

64 64 64 64 65 65


66 68 68

69 69 69 70 71


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71 72 72 73

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5. CCC – terraplanagem

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6. Avaliação de parâmetros característicos

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III. TERRAPLANAGEM


Terraplanagem inclui todo o trabalho de construção em que o solo é o material de construção ou em que a construção envolva a escavação e mobilização do solo. A terraplanagem “molda a superfície do terreno”.

A construção de uma via rodoviária divide-se em três áreas:

Trabalhos típicos de compactação: •

Fundações de estradas

•

Muros de insonorização

•

Construção de aterros

•

Pavimentação

•

Sub-base (se necessário)

•

Substrato

1.1. Substrato

•

Construção de vazadouros

•

Camadas de impermeabilização

•

Construção de pipelines e galerias

Os conhecidos cilindros de terras HAMM da série 3000 são equipamentos de compactação com grande capacidade e produtividade para trabalhos de terraplanagem.

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O substrato é o solo ou a rocha natural e intacta. Está localizada directamente abaixo do pavimento ou da superfície. Se a capacidade de carga do substrato não for suficiente, o solo deve ser compactado, consolidado, melhorado ou substituído. Também é possível melhorar a capacidade de carga através da colocação de geogrelhas e mantas geotêxteis.

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Representação esquemática completa da construção de uma via rodoviária. Dependendo da forma e das propriedades do substrato e dependendo dos requisitos de capacidade de carga da via, poderão ser necessárias todas ou apenas algumas das camadas aqui exibidas.

1.2. Sub-base

1.3. Pavimentação

A sub-base é o corpo de terra construído artificialmente entre o substrato e a pavimentação. A principal tarefa da sub-base é a de regular as grandes irregularidades do terreno de modo a atingir a altura apropriada para a via rodoviária. Juntamente com o subs trato, serve também de fundação à estrutura seguinte (pavimento).

Na Alemanha, os diferentes tipos de construção de pavimentos são regulados pelas “Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen – Ausgabe 2001” (Directrizes para a normalização dos pavimentos rodoviários – edição de 2001 (RStO 01)). O pavimento é constituído pela camada de desgaste, pela camada de binder e por uma ou mais camadas base ligadas ou desagregadas. As camadas de superfície, binder e base e respectivas funcionalidades são descritas em detalhe no capítulo sobre construção de pavimentos asfálticos.

1.2.1. Plataforma (aterro) Este é o processo artificial de elevação do nível da terra, através da construção de uma plataforma, camada por camada. 1.2.2. Sub-base Em alguns casos, uma sub-base é construída sobre o substrato, dependendo das exigências e do solo existente. Pode servir apenas como camada de sub-base, camada filtrante ou camada de resistência capilar. 1.2.3. Nível de formação O nível de formação (a superfície acabada do substrato ou da sub-base) separa o substrato e/ou a sub-base da pavimentação. O nível de formação é uma interface e não tem qualquer altura.



1.3.1. Camada base (camada anti-congelante) A função da camada base é a de minimizar as cargas verticais e horizontais que não são suficientemente redu zidas pela superfície, de modo a que o nível de formação não seja sujeito a pressões e esforços excessivo, acabando por se deformar. As camadas base são constituídas por misturas de ligação desagregada, betuminosa ou hidráulica. A camada anti-congelante é um tipo especial de camada base. A maioria das camadas de rocha brita da ou gravilha têm a tarefa extra de protegerem a pavimentação de danos devido a ciclos de gelo. A água na camada anti-congelante (sub-base) que congele pode expandir-se para o espaço entre os agregados individuais sem prejuízo para a via construída.

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2. Princípios básicos de terraplanagem Os termos, características, parâmetros e testes em laboratório mais comuns na terraplanagem são sucintamente descritos a seguir. Algumas destas descrições também se aplicam ao asfalto.

2.1. Tipos de solo Solo é uma mistura de componentes não-coesivos (gravilha, areia, pedra) e/ou coesivos (lama, argila, lodo). Uma vez que o solo raramente consiste em apenas um material, existem muitos tipos diferentes de solo, pois é quase sempre uma mistura de vários materiais. No que diz respeito à compactabilidade, os tipos de solo podem ser divididos nas seguintes categorias: •

•

•

•

Rocha Solos não-coesivos, de granulados irregulares (areia, gravilha, etc.) Solos com mistura de granulometrias diferentes (lodo arenoso, argila granulada, etc.) Solos coesivos, de granulado fino (argila , lama, lodo, etc.)

Um solo ou uma camada de enchimento constituída por rocha pura é melhor compactado a amplitudes altas e com um peso elevado. Os cilindros pés-de-carneiro ou pés-de-ovelha também fazem um excelente trabalho de esmagamento de rochas irregulares. Para a construção com rocha pura, deve assegurar-se que as camadas de nivelamento com material granulado grosso sejam depositadas alternadamente, de forma a garantir que o material de enchimento fique bem compactado, para poder suportar o tráfego. Se a construção estiver a ser feita com material em rocha, com pedras muito grandes (diâmetro >50 cm), estas devem ser esmagadas ou separadas, caso contrário podem-se criar espaços vazios que, mais tarde, provocam assentamentos.

2.1.2. Solos não-coesivos Os solos não coesivos (solos de granulado grosso) consistem, essencialmente, em partículas individuais. As partículas de material são maiores do que nos solos coesivos e não aderem umas às outras. As propriedades destes solos são determinadas principalmente pelo tamanho, forma e distribuição das partículas individuais. O conteúdo de água no solo também afecta a sua estrutura. Este tipo de solos é melhor compactado com cilindros leves, com baixas alturas de descarga e a baixas amplitudes (entre 0,5 e 1,1 mm).

2.1.1. Rocha Ao contrário das rochas soltas (por ex. gravilha e areia), a rocha é uma pedra sólida. Tem uma alta coesão mineral e interior e uma elevada força estrutural. Em terraplanagens, a rocha tem de ser esmagada, antes de continuar a ser processada. Os métodos mais apropriados são a explosão, a fragmentação, a moagem e a separação. Os materiais produzidos desta maneira podem ser separados e divididos em classes individuais de partículas. Por exemplo, através de uma curva granulométrica, pode ser produzido um filler bem regulado a partir des tas diferentes classes de tamanhos de partículas. Solos não-coesivos antes e depois da compactação.

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2.1.3. Solos com várias granulometrias Estes solos são uma mistura de solos coesivos e nãocoesivos. As suas propriedades dependem, em grande parte, da proporção da mistura dos tipos individuais de solos que os compõem. De acordo com a norma DIN 18196, a proporção de granulados finos (<0,063 mm) pode ser de 5 a 40 por cento. O solo com uma proporção grande de granulados finos tem propriedades semelhantes às do solo coesivo. No entanto, se a proporção de granulados finos for baixa, os componentes de granulado grosso formam uma carga e uma estrutura granular estáveis. Deve-se também ter em conta que, devido à quantidade de granulados finos no solo, este pode reagir às condições meteorológicas, ou seja, ser sensível à água. Não se pode fazer uma dedução definitiva sobre a selecção da amplitude apropriada para a compactação destes solos, devido às inúmeras combinações possíveis de material diferente.

2.1.4. Solos coesivos Os solos coesivos consistem principalmente em partículas muito pequenas ou em partículas sólidas com uma área de superfície correspondentemente grande. A coesão e, por consequência, as propriedades destes solos são influenciadas principalmente pelas forças electroquímicas a actuar na superfície das partículas. Estas forças



são conhecidas como forças de coesão. Neste caso, as forças da carga têm um papel secundário. As forças de coesão fazem com que, nos solos coesivos, as partículas se unam e adiram umas às outras.

A estrutura e a consistência destes solos dependem em grande parte do conteúdo de água. Se o conteúdo de água é baixo, o solo fragmenta- se; se o conteúdo de água é elevado, o solo torna-se mole ou ensopado. Os solos coesivos são muito sensíveis à água. Por esta razão, é importante, durante a construção, que os solos coesivos tenham um conteúdo de água perto do óptimo (Proc tor), que o tempo esteja seco e que, subsequentemente, o solo não amoleça novamente.


Os solos coesivos são melhor compactados através de vibração ou oscilação a amplitudes altas (até 1,8 mm). Os cilindros pesados com rolo pés-de-carneiro são os mais indicados, uma vez que misturam o solo e expandem a área de superfície. A água retida no solo pode evaporar melhor. A consistência do solo torna-se mais rígida , o que vai aumentar a capacidade de carga.


O solo coesivo pode ser signific ativamente melhorado ou estabilizado antes da compactação, por estabilização do solo (por ex. utilização de cal para remover a água), ou por melhoramento do solo (por ex. utilização de cimento para aumentar a capacidade de carga).


Solos com materiais com várias granulometrias antes e depois da compactação.


Solos coesivos antes e depois da compactação.

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2.2. Curva granulométrica A curva granulométrica descreve o tamanho das partículas e a forma como estão distribuídas numa amostra, de solo ou de granulado de asfalto. A obtenção destes dados consegue-se através do peneiramento. A amostra a ser testada é colocada na peneira superior de um conjunto de peneiras. Os tamanhos das malhas destas peneiras são normalizados e vão sendo re duzidos de cima para baixo. Debaixo da peneira inferior é colocado um reservatório para apanhar as partículas mais pequenas. Um motor põe todo o conjunto de peneiras a vibrar durante um determinado período de tempo. A duração e a intensidade da vibração dependem da amostra que está a ser testada (quantidade, distribuição aparente de partículas e comportamento da amostra durante o peneiramento). Após o peneiramento, cada uma das peneiras mantém resíduos da amostra original. Estes resíduos são pesados e convertidos em percentagem por massa. Para melhor avaliar os dados conseguidos, as percentagens obtidas são introduzidas num diagrama com um eixo logarítmico X sobre o respectivo tamanho da peneira. A curva granulométrica resultante pode agora ser comparada com as curvas granulométricas normais especificadas.

Diferenciação de acordo com o tamanho das partículas: •

Filler

< 0,063 mm

•

Areia

> 0,063 mm < 2,0 mm

•

Gravilha

> 2,0 mm < 63,0 mm

•

Pedra

< 63,0 mm

Existe também uma diferenciação entre os tamanhos das partículas, de acordo com os seguintes intervalos: Intervalos do filler: › ›

Argila Lodo

< 0,002 mm > 0,002 mm < 0,063 mm

Intervalos da areia: › › ›

Areia fina Areia média Areia grossa

> 0,063 mm < 0,2 mm > 0,2 mm < 0,63 mm > 0,63 mm < 2,0 mm

Intervalos da gravilha: › › › › ›

Gravilha fina Gravilha média Gravilha grossa Brita miúda Rocha esmagada

> 2,0 mm < 6,3 mm > 6,3 mm < 20,0 mm > 20,0 mm < 63,0 mm > 2,0 mm < 32,0 mm > 32,0 mm < hasta 63,0 mm

Intervalos da pedra: › ›

Pedras Blocos

> 63,0 mm < 200,0 mm > 200,0 mm

Configuração típica de uma análise por peneiramento. Os minerais secos passam pelas peneiras com malhas de tamanhos normalizadas. Depois, os conteúdos de cada peneira são pesados separadamente e calcula-se a percentagem por massa, proporcional à respectiva amostra.

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Distribuição típica de partículas de acordo com a norma DIN 18196 Sedimentos Granulado lodoso

Argila a s s a m r o p m e g a t n e c r e p ; o d a r i e n e p o t u d o r P

finos

100

médios


Peneirado Granulado arenoso maiores

finos

médios

Granulado de gravilha

maiores

finos

médios

maiores

Exemplo: muito estável

90

Exemplo: intermitentemente estável

80

Exemplo: pouco estável

70 60 50 40 30 20 10 0

2 0 0 , 0

2 0 , 0

6 0 0 , 0

1

5 , 0

2

8

4

6 1


5 , 3 1 6 3

Diâmetro do granulado em mm

Distribuição típica de partículas de acordo com a norma DIN 18123 Sedimentos

Argila a s s a m r o p m e g a t n e c r e p ; o d a r i e n e p o t u d o r P

finos

100

Peneirado

Partículas arcillosas médios

Granos de arena

maiores

finos

médios

Granos de gravilla maiores

finos

médios

maiores

Exemplo: granulado fino

90

Exemplo: granulado de vários tamanhos

80

Exemplo: granulado grosso


70 60 50 40 30 20 10 0

2 0 0 , 0

6 0 0 , 0

2 0 , 0

1

5 , 0

2

4

8

6 1

5 , 3 1 6 3



Curva granulométrica para betão

Curva granulométrica para mastique asfáltico de pedra 100

100 a s s a m r o p m e g a t n e c r e p ; o d a r i e n e p o t u d o r P

0

90

90

10

85

80

20

75

70

30

60

40

60

50

50

45

40

60 35

30 20

70 80

10

10 0

90 6 9 0 , 0

5 2 , 0

1 7 , 0

2

5

100

100 a s s a m r o p m e g a t n e c r e p ; a r i e n e p a d o u d í s e R

100

8 2 , 6 4 , 1 1 2 1 2

a s s a

m r o p m e g a t n e c r e p ; o d a r i e n e p o t u o r P

90

90 80

20

70

30 60

60 50

30

27 13

70 80

20

90 9 9 0 , 0

5 2 , 0


O valor final na curva granulométrica é relativo à a partícula maior. A característica de distribuição é um bom indicador da composição da mistura de material.

60 30

10 0

40 50

40

40

20

0 10

1 7 , 0

2

5

a s s a m r o p m e g a t n e c r e p ; a r i e n e p a d o u d í s e R


100

8 2 , 6 1 1 1


Limite superior Limite inferior

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2.3. Forma das partículas As propriedades de um solo ou de uma mistura de agregados minerais depende da forma das partículas do granulado mineral. Assim, a forma das partículas influencia a força e a flexibilidade (compactabilidade) dos solos. As formas típicas das partículas são: arredondada, compacta, prismática, gasta, alongada ou lisa. Os granulados constituídos por partículas compactas podem ser bem compactados e existe apenas um pequeno esmagamento de partículas, quando sujeitas a cargas mecânicas. Os granulados gastos, no entanto, impedem o processo de compactação e têm, por isso, de ser esmagados (ou partidos).

Formas típicas de partículas:

Forma arredondada

Forma compacta

2.4. Característica da superfície fracturada As características de uma superfície fracturada (imperfeição dos granulados) afectam a estabilidade e, por consequência, a compactabilidade de um solo. O solo constituído principalmente por granulados arredondados, redondos ou lisos é mais facilmente compactável, uma vez que o granulado redondo não fica preso ou bloqueado, sendo assim movido mais facilmente. O material composto essencialmente por granulados de pontas aguçadas ou angulares é muito mais difícil de compac tar, uma vez que a forma do granulado faz com que fique preso ou bloqueado. Uma camada de granulado arredondado, pelo contrário, apresenta muito pouca resistência ao desagregamento. Por outro lado, uma camada constituída por granulado partido e angular é muito estável.

As partículas de formas arredondadas são mais fáceis de compactar, mas desagregam-se com mais facilidade.

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Forma prismática

Forma gasta

Forma alongada

Forma lisa

As partículas de formas angulares podem ficar presas ou bloqueadas. Isto torna a compactação mais difícil, mas no fim, as camadas ficam muito mais estáveis.

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3. Testes de compactação O grau de compactação é frequentemente utilizado para avaliar a compactação. Este índice também descreve a proporção da densidade determinada em laboratório em relação à densidade atingida na obra. O grau de compactação é expresso em percentagem. Na obra, é possível atingir graus de compactação acima dos 100%, uma vez que a densidade determinada em laboratório representa apenas um valor de referência relativo, definido em condições padrão. Existem também diversos procedimentos para testar a compactação de acordo com o tipo de solo. Os procedimentos mais comuns são descritos abaixo. Deve referir-se que o grau de compactação e a capacidade de carga precisam sempre de ser testadas.

3.1. Sistema de recolha de amostras Fixa-se ao solo uma chapa arredondada que integra um tubo-guia, través da aplicação de pregos especiais. O sistema de recolha de amostras, um tubo de aço com corte interior e de volume preciso, alinhado na vertical, é pressionado contra o tubo-guia. O sistema de recolha de amostras entra aproximadamente 100 mm abaixo da superfície do solo intacto. Se for necessário, pode usar-se um martelo especial. A chapa de suporte é depois removida juntamente com o tubo guia. O sistema de recolha de amostras é agora cuidadosamente retirado. É usada uma



lâmina ou uma régua de aço para limpar cuidadosamente as áreas que se projectam acima das bases do cilindro, até que a amostra esteja alinhada com o cilindro. Depois, é colocada uma cobertura impermeável em cima de cada ponta do cilindro para evitar que partes da amostra do solo se percam ou sequem. Este teste pode ser utilizado para determinar a humidade ou o grau de compactação de um solo.

3.2. Procedimento de substituição da areia S A N I U Q Á M E D A I G O L N C E T

Uma anilha circular é colocada no solo a ser testado e é presa com pregos especiais. O solo a ser testado é cuidadosamente removido à mão (com uma colher e uma es cova) até se ter atingido a profundidade pretendida e o solo ter sido guardado num recipiente hermético. A anilha circular serve de guia. Depois, um funil duplo pesado com areia para o teste, é colocado na anilha circular. A areia escorre para o buraco de teste até este estar cheio. A válvula só é fechada quando a parte inferior do funil estiver também cheia com areia. Finalmente, o funil duplo, com resíduos de areia na parte superior, é novamente pesado. O peso e o volume da areia que encheram o buraco de teste podem ser determinados pela diferença das pesagens. Este teste pode ser usado para determinar a densidade aparente molhada, que poderá ser usada depois para determinar a densidade aparente seca. O grau de compactação é calculado a partir da densidade aparente seca e da densidade Proctor.




Com o processo de recolha de amostras, é possível determinar a densidade de humidade do solo. Este processo é usado para os solos coesivos sem granulado grosso e para os solos não coesivos de areia fina ou média.

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Se a densidade aparente seca e a densidade Proctor são conhecidas, então o processo de substituição de areia pode ser utilizado para determinar o grau de compactação através da densidade aparente molhada. Este processo é utilizado, por exemplo, em todos os solos coesivos, misturas de areia e gravilha ou em camadas ligadas hidraulicamente.

3.3. Densitómetro (dispositivo de balão) Um densitómetro é um cilindro transparente de plástico, cheio com água e fechado na parte inferior a través de um balão de borracha. A água pode ser pressurizada com um êmbolo e um eixo de êmbolo com pegas, pressionando assim o balão para o substrato até estar perfeitamente encaixado. Uma anilha circular inferior é colocada no solo a ser testado e é presa com pregos especiais. Assim, e antes do buraco para o teste ser escavado, o densitómetro é colocado na anilha inferior para fazer uma leitura zero, ou seja, para medir exactamente o estado da superfície do solo com todas as suas irregularidades. O êmbolo exerce uma pressão específica no balão e a leitura zero é feita no calibrador (uma escala no eixo do êmbolo

similar a um taquímetro). Depois, o solo a ser testado é cuidadosamente removido à mão (com uma colher e uma escova) até que se atinja uma profundidade específica e o solo possa ser guardado num recipiente hermético. A anilha circular serve de guia. Depois do buraco de teste ter sido escavado, o densitómetro é novamente colocado na anilha circular e é feita uma segunda medição, como descrito anteriormente. O volume da amostra de solo é determinada pela diferença entre as duas leituras do calibrador. Tal como no procedimento de substituição, este teste pode ser usado para determinar a densidade aparente molhada do solo, que poderá ser usada depois para determinar a densidade aparente seca. O grau de compactação é calculado a partir da densidade aparente seca e da densidade Proctor.

Com o densitómetro, é possível determinar a densidade de humidade do solo. Este método é apropriado para a análise de solos coesivos, misturas de areia e gravilha, gravilha com baixo conteúdo de areia, pedras e camadas unidas hidraulicamente ou por betão.

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3.4. Densidade da mistura



do solo, o que vai impedir uma boa compactação. O solo é difícil de compactar.

A densidade da mistura ρf é a massa da mistura mf dividida pelo volume da massa da mistura V f incluindo a porosidade existente da amostra e do granulado. A densidade da mistura é, essencialmente, uma medição utilizada para descrever a densidade das amostras dos solos, retiradas do local onde a obra vai nascer.

Se o conteúdo de água de um solo estiver nos valores óptimos (ver teste Proctor), pode atingir-se a melhor compactação possível. Nestes casos, a água actua como lubrificante, mas não interfere com a compactação.

3.5. Densidade seca

3.4.1. Conteúdo de água O conteúdo de água de um solo tem um impacto significativo na sua compactabilidade. O conteúdo de água age como um “lubrificante”. Se o conteúdo de água for demasiado baixo, o efeito de lubrificação é muito baixo e a resistência do atrito dos granulados individuais é muito alta. O solo é difícil de compactar. Se o conteúdo de água for muito alto, forma-se durante a compactação uma pressão de água muito alta dentro

Para determinar a densidade seca de uma amostra de solo com um volume conhecido, a amostra de solo é seca até a massa ficar consistente (por ex. num forno) e depois é pesada. A densidade seca ρd é a massa seca md dividida pelo volume da massa seca Vd incluindo a porosidade existente da amostra e do granulado.


A densidade seca é a base para determinar o grau de compactação.


O conteúdo de água de um solo tem um impacto decisivo na sua compactabilidade. A água no solo age como um lubrificante.



Conteúdo de água demasiado baixo.

Conteúdo de água óptimo.

Conteúdo de água demasiado alto.

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A densidade Proctor identifica o conteúdo de água óptimo.

Densidade seca [t/m3]

3.6. Densidade Proctor

Densidade Proctor

A densidade Proctor ( ρpr) é determinada em laboratório durante o teste Proctor. Neste teste compacta-se uma amostra de solo num cilindro de testes e m aço com dimensões definidas, usando um peso preciso, de acordo com o esforço de compactação pretendido e com o processo de compactação definido (as dimensões, pesos e processos de trabalho dependem do maior granulado identificado na amostra testada).

Conteúdo de água óptimo

Conteúdo de água [%]

A progressão da curva Proctor dá-nos uma boa indicação do tipo de solo. Cada material tem uma curva característica.

O teste Proctor é utilizado para calcular a densidade do solo que se pode atingir com base no conteúdo de água. O resultado indica o conteúdo de água a que o solo pode ser melhor compactado, de modo a atingir o máximo de densidade seca possível. O conteúdo de água óptimo é o conteúdo de água a que a densidade Proctor é atingida.

Densidade seca [t/m 3] 2.2

1

2.1 2 2.0 1.9 3 1.8

3.7. Densidade Proctor modificada

4

1.7

Tal como no teste Proctor, o teste Proctor modificado também é usado para determinar a densidade de solo atingida em função do conteúdo de água. No teste Proctor modificado, é tido em conta o trabalho adicional de compactação de tecnologia avançada de máquinas, que pode atingir um melhor desempenho de compactação no local de construção. (O material de tes te assenta em cinco camadas, em vez de três, e a massa de queda do peso definido é aumentada ao mesmo tempo.

1.6

5

1.5

0

5

15

10

25

20


Curvas Proctor típicas 1. Gravilha arenosa, 2. Areia de gravilha , 3. Areia homogénea 4. Lodo arenoso, 5. Argila plástica leve

Densidade seca [t/m 3] 2,30

2,20

2,10

2 2,00

1 1,90

1,80

O esquema mostra a diferença entre o teste Proctor (esquerda) e o teste Proctor modificado (direita). A diferença está no número de camadas, na massa do peso e na altura a que o peso cai.

1,70 0,05

0,10

0,15

0,20


Curva Proctor (1) em comparação com a curva Proctor modificada (2).

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3.8. Sensores radiométricos Os sensores radiométricos podem ser usados para determinar a densidade do solo rapidamente e de um modo não invasivo. As denominadas “medições isotópicas” usam as propriedades do material compactado para reflectir ou dispersar raios gama. A radiação reflectida a partir material radioactivo é medida com detectores (um tipo de contador Geiger) e as medições s ão baseadas numa relação entre a densidade e o conteúdo de água do solo.


No caso das sondas de inserção, é inserida uma lança no substrato até 300 mm. Os raios radioactivos emitidos são medidos pelo detector.


Existe uma distinção entre as sondas de superfície e sondas de inserção. Numa sonda de superfície, a fonte de radiação e o detector estão localizados do lado inferior da sonda. Numa sonda de inserção, a fonte de radiação está localizada na ponta da lança, que é inse rida no substrato (até aproximadamente 300 mm). O detector pode estar no lado inferior da sonda ou na ponta de uma segunda lança que é inserida paralelamente à primeira. A sonda de inserção pode ser usada para fazer medições de profundidade, uma vez que a sonda de superfície está limitada a medições até 100 mm. Ao contrário de outros testes de compactação, que necessitam primeiro de amostras de solo do local da obra, analisadas numa segunda fase em laboratório, gastando assim muito tempo, a medição radiométrica dá o resultado correspondente em poucos minutos.


No entanto, deve referir-se que as densidades medidas com sondas radiométricas podem desviar-se ligeiramente de outras medições, determinadas por processos analíticos. Só o pessoal devidamente autorizado é que pode manusear os instrumentos de medição radiométrica.



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4. Capacidade de carga

Os resultados dos testes de carga de placa estática são influenciados, até um determinado nível, pela composição do material debaixo da placa. Quanto mais homogéneo for o material, melhor será a comparabilidade de resultados dos vários testes. Por outro lado, são de esperar resultados diferentes para materiais heterogéneos, dependendo dos componentes predominantes por baixo da placa. Ou seja, os mais sujeitos a assentamento (por ex. lama) ou os que não estão sujeitos a assentamento (por ex. pedras).

Ao contrário do grau de compactação, a capacidade de carga é uma medição da resiliência do solo e é um indicador útil do grau de compactação. É determinado por testes feitos no local da obra. A capacidade de carga é medida como um módulo de elasticidade (por ex. Ev1, E v2, Evd) em mega pascal (MPa) ou em mega newton por metro quadrado (MN/m²). 1 MPa

1

MN

Para fazer um teste de carga de placa, é necessário que a carga efectiva exercida seja no mínimo 10 kN superior à maior carga de teste necessária para a realização do teste. Um suporte adequado seria, por exemplo, um camião carregado, um cilindro ou um suporte correspondentemente sólido (carga efectiva necessária: mínimo de 50 kN).

4.1. Teste de carga da placa estática Num teste de carga de placa estática, é usado um cilindro hidráulico para exercer e retirar peso (tendencialmente mais, ao longo do exercício) sobre uma placa circular, normalmente com 30 cm de diâmetro. Depois, assentamento é medido e produz-se um diagrama a partir destas medições. Isto é utilizado para determinar os módulos de deformação da primeira carga (E v1) e da segunda carga (Ev2). A proporção E v2 /Ev1 não deve exceder um determinado valor, que difere de país para país. Estes valores podem ser usados para determinar a capacidade de carga ou o grau de compactação do solo.

Um teste de carga de placa estática tem uma duração de 20 a 30 minutos.

Um sistema com uma placa de carga com três sensores separados mede o assentamento. Tem também um instrumento de medição de forças para calcular a carga. As medições são gravadas digitalmente e avaliadas por um computador no terreno. Isto elimina qualquer manipulação possível das medições.

Pressão σ [N/mm2] Δσ

Para fazer o teste de carga da placa, é necessário um suporte. Camiões carregados ou cilindros são apropriados para o efeito.

primeira carga ΔS

] m m [ s a i c n â t s i D

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carga removida segunda carga

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Diagrama de assentamento da carga para o teste de carga de placa estática. ∆S = distância a que a placa de carga penetra no solo ∆σ = alteração na pressão uniaxial

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4.2. Teste de carga de placa dinâmica


O teste de carga de placa dinâmica é utilizado para determinar o módulo dinâmico de elasticidade E vd e, por consequência, a capacidade de carga e a compactaçã o de solos, tendo em conta o tipo de solo e o conteúdo de água. Este teste difere do teste de carga de placa estática na parte em que a carga é criada por uma descarga amortecida, em vez de uma pressão constante, e é aplicada apenas durante aproximadamente 18 ms. Por esta razão, existe uma menor compactação posterior do solo quando se realiza o teste com o dispositivo de queda de pesos, mesmo com descargas repetidas, do que com a carga inicial do teste de carga de placa estática. Também o tipo de descarga de impacto activa as forças de inércia de massa no solo e no dispositivo de teste, de modo a que, durante o teste de carga de placa estática, o módulo de elasticidade Evd calculado a partir do assentamento da placa da carga possa ser significativamente diferente do módulo de elasticidade Ev2 da segunda carga. Com base na experiência, o módulo dinâmico de elasticidade E vd está entre o módulo de elasticidade da primeira carga E v1 e a segunda carga Ev2 do teste de carga de placa estática. O teste de carga de placa dinâmica demora cerca de dois minutos (em comparação com o teste de carga de placa estática, que pode demorar até meia hora). O teste de carga de placa dinâmica demora cerca de dois minuto (em comparação com o teste de carga de placa estática, que pode demorar até meia hora).



O teste de carga de placa dinâmica é um modo de determinar rapidamente a capacidade de carga e a compactação no local.

200 ms

] m μ [ s o t n e m a d n u f A


Um diagrama de direcção de força típico (em cima) e uma curva do módulo E típica como resultado do “teste de carga de placa dinâmica”.

0,1 mm

90 60 30 0 Tempo t[s]

2 sec


rigidez dinâmica ] N k [ F a ç r o F

6

5,6 kN

S= 4

máx F máx s

módulo de deformação dinâmica 2 Evd = 0,75 x d x 0 Evd1 = 176

E vd2 = 130

máx σ máx s

E vd3 = 137

Módulo E [MN/m 2]

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4.3. Teste CBR O teste CBR (Índice Californiano de Carga) utiliza o “valor CBR”, uma penetração por punção em profundidade que pode ser calculada em laboratório ou na obra e que permite uma avaliação do solo. O valor de referência é determinado pela aplicação de uma carga num solo com uma capacidade de carga alta e consiste em rocha esmagada e fragmentos dentro de um cilindro normal. A pressão num êmbolo cilíndrico a uma profundidade de penetração definida é medida e atribui-se -lhe o valor CBR de 100%. Este valor é usado como valor de comparação para as capacidades de carga dos solos na obra. Nos solos normais, o teste CBR do solo a ser avaliado é realizado na obra ou em laboratório para medir a força ou a pressão. A proporção de percentagem das duas pressões é o valor CBR. Estrutura do teste CBR

Os valores de medição a uma penetração de 2,5 e de 5,0 mm são essenciais na comparação do material testado com as rochas soltas normais. A proporção das pressões é determinada em ambos os pontos. O valor maior (normalmente a 2,5 mm) é usado para avaliar a capacidade de carga dos solos.

σ s σ

] m m [ o l o b m ê o d S o ã ç a r t e n e P

5,0

0

7,0

Pressão σ [N/mm 2]

0,0 2,5

1

5,0

Rochas soltas normais = 100 %

2

7,5 Material de teste 1. neste exemplo 2,5 / 7,0 * 100% = 36% 2. neste exemplo 3,3 / 10,5 * 100% = 31%

σ

σ

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10,5

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= Pressões no material de teste = Pressões em rochas soltas normais

s

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5. CCC – terraplanagem O Controlo Contínuo de Compactação (CCC) é um método de cálculo da capacidade de carga da fundação na compactação de terras com um cilindro HAMM com vibração. O cilindro é, simultaneamente, um equipamento de compactação e de medição. As medições são exibidas graficamente em tempo real num PC com painel de controlo (Sistema de navegação GPS HQC). Ao mesmo tempo, as medições são realizadas e documentadas com o auxílio de um sistema GPS especial. Este método é frequentemente denominado de “método M2”. O princípio de medição para a determinação da rigidez do solo baseia-se na interacção entre a vibração do rolo do cilindro e o substrato. O valor HMC (Valor de Medição HMV) indica a capacidade de carga de um solo, de modo similar a um teste de carga de placa. Após a calibração para um processo de teste convencional, o valor correspondente (por ex. E v2) pode ser visualizado directamente. Em terraplanagens, este é um processo de grande valor e de importância reconhecida, que tem sido demonstrado em diversas obras, um pouco por todo o mundo.

6. Avaliação de parâmetros característicos Finalmente, deve mencionar-se que o conhecimento da mecânica dos solos é essencial para avaliar correct amente os parâmetros característicos, a densidade seca ρd e o grau de compactação DPr ou os módulos de elasticidade Ev1, Ev2, E v2 /Ev1 e Evd do solo. Enquanto a densidade seca ρdde o grau de compactação D Pr são quantidades absolutas, os módulos de elasticidade caracterizam apenas o comportamento de deformação do substrato na altura do teste. Assim, não são valores absolutos, uma vez que, dependendo do tipo de solo, o comportamento de deformação é mais ou menos influenciado pelo conteúdo de água, pelo período de repouso e pelas forças internas coesivas.


IV. CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS / ASFALTO 1. Construção de vias rodoviárias

80

6. Tipos de asfalto e métodos de construção

92

1.1. Camada de desgaste 1.2. Camada de binder 1.3. Camada base 1.4. Camada anti-congelante 1.5. Estruturas rodoviárias típicas

81 81 81 81 82

6.1. Camada base 6.2. Binder 6.3. Camada de base/desgaste 6.4. Pavimento em betão 6.5. Mastique asfáltico de pedra (MAP)) 6.6. Asfalto de baixa temperatura 6.7. Asfalto natural 6.8. Mastique asfáltico 6.9. Asfalto drenante 6.10. Asfalto poroso (AP) 6.11. Asfalto poroso de duas camadas (APDC) 6.12. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” 6.13. Pavimentação de camada fina 6.14. Reciclagem a frio 6.15. Reperfilamento 6.16. Repavimentação 6.17. Remistura

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2. As funções das vias 2.1. Dissipação de cargas transferidas pelos pneus dos veículos em trânsito 2.2. Absorção de forças de compressão e de tensão 2.3. Resistência anti-deslizante 2.3.1. Abrasão 2.3.2. Regularidade

3. Danos nas vias 3.1. Trilhos das rodas 3.2. Assentamento 3.3. Saturação do betume 3.4. Rupturas 3.5. Fissuras

4. Composição do asfalto 4.1. Filler 4.2. Areia 4.3. Brita miúda/Brita miúda de alta qualidade 4.4. Betume 4.5. Betume modificado com polímeros 4.6. Fibras 4.7. Granulado de asfalto

5. Classificação do betume 5.1. Penetração 5.2. Ponto de amolecimento 5.3. Ponto de ruptura

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85 85 85 86 86 86

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7. Sugestões de pavimentação

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7.1. Compactação 7.2. Regularidade 7.3. Ligação de camadas 7.4. Costuras 7.5. Ligações (juntas) 7.6. Construção das bermas

98 98 98 99 99 99


100

8.1. Testes em amostras Marshall 8.2. Rebaixamento 8.3. Sensores radiométricos 8.4. Sensores electromagnéticos

9. CAC

100 100 101 101





101 S A L E B A T E S E Õ T S E G U S

IV. CONSTRUÇÃO DE ESTRADAS / ASFALTO


A construção com asfalto inclui todo o trabalho de construção que utilize materiais de ligação betuminosos como material de construção.

A superfície, ou camada de desgaste, é normalmente, a única parte visível de uma via. Mas a camada de desgaste é apenas uma parte da pavimentação que por sua vez é composta por diversas camadas, de diferentes materiais, e que pode chegar a ter um metro de profundidade (em conjunto com a sub-base). O pavimento é a parte da estrada que transmite para a sub-base as pressões que os veículos exercem na camada de desgaste. Uma vez que, por norma, a capacidade de carga é baixa, as forças de tensão que resultam do tráfego devem ser distribuídas a o longo de uma grande área da sub-base. A parte de ligação betuminosa do pavimento é a principal responsável pela dissipação das cargas, como está descrito nas “Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 01)” (Directrizes para a normalização de pavimentos rodoviários – edição de 2001).

Trabalhos típicos em asfalto: •

Construção de estradas

•

Sistemas de impermeabilização de aterros

•

Sistemas de impermeabilização de reservatórios

Os cilindros tandem da série DV da HAMM são cilindros típicos de asfalto.

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Para que as funções de uma via rodoviária sejam cumpridas, especialmente se existe um elevado índice de tráfego e, consequentemente, de forças de pressão, o pavimento é composto por várias camadas. Cada uma destas camadas tem um objectivo específico. Com um bom planeamento e uma boa execução, estas camadas criam em conjunto uma via rodoviária que preenche todos os requisitos.

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Representação esquemática da construção de uma via rodoviária. Dependendo das formas e das propriedades do substrato e dependendo dos requisitos da capacidade de carga da estrada, são necessárias algumas das camadas aqui apresentadas.

As funções das camadas individuais são sucintamente explicadas nas próximas páginas, com exemplos de estruturas rodoviárias.

1.1. Camada de desgaste A camada de desgaste (SC) é a camada superior de uma estrada. Por norma, é uma camada ligada com um agente coesivo e funciona essencialmente como uma camada de impermeabilização e de desgaste. O baixo teor de espaços vazios desta camada evita que águas e areias penetrem nas camadas inferiores. Da mesma forma, o endurecimento posterior do betume, em contacto com o ar (oxigénio atmosférico) é mantido no mínimo. As principais características desta camada são a homogeneidade, a resistência ao desgaste, a resistência anti-deslizante e a luminosidade.

1.2. Camada de binder A camada de binder (ABi – camada de binder de asfalto) também conhecida como camada de nivelamento, é produzida a partir de uma mistura betuminosa. Cria uma transição entre a camada de material granulado grosso e a camada de material granulado fino. Serve como base às camadas superficiais de asfalto, para absorver os esforços transversais do tráfego. Depois da pavimentação, esta zona deve absorver as tensões de forma eficaz. Para além disso, a camada de binder corrige as possíveis irregularidades que venham da camada de base.

1.3. Camada base A camada base deve absorver e minimizar as forças verticais e horizontais que não são suficientemente reduzidas pela superfície, para que o nível de formação não seja sujeito a tensões e pressões excessivas, evitando a sua deformação. Durante a construção, a base deve conferir uma impermeabilização rápida e efectiva contra a chuva e constituir uma base uniforme, estável e regular, que garantam a qualidade das camadas de binder e de desgaste. As camadas base são produzidas com agregados ou desagregados betuminosos ou hidráulicos.



ABC - Camada Base de Asfalto / Asphalt Base Course (ligação betuminosa) HBB - Camada Base Ligada Hidraulicamente / Hydrauli cally Bound Base course CRB - Camada de Base de Rocha Triturada / Crushed Rock Base (desagregada) UBC - Camada Base Desagregada / Unbound Base Course

1.4. Camada anti-congelante


A camada anti-congelante é uma camada base especial. Estas camadas desagregadas de rocha grossa triturada ou de gravilha grossa têm a tarefa extra de protegerem o pavimento da via dos danos provocados por ciclos de gelo.

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1.5. Estruturas rodoviárias típicas Exemplos de diferentes tipos de estruturas rodoviárias podem ser vistos a seguir. No entanto, deve notar-se que a estrutura ou a espessura das camadas individuais deve ser ajustada, de modo a ir de encontro aos requisitos da obra e da via. Construção com asfalto Dois métodos de construção típicos que preenchem os requisitos da “Bauklasse SV” alemã (construção de classe SV) (fig. da esquerda estrada para tráfego rápido ou para camiões industriais, projectada para 32 milhões de cargas sobre eixos equivalentes a 10 ton) e para a “Bauklasse III” alemã (construção de classe III) (fig. da direita - artéria projectada para 0,8 – 3 milhões de cargas sobre eixo equivalentes a 10 ton).

Método de construção com betão Dois métodos de construção típicos que preenchem os requisitos da classe de construção SV (esquerda) e de construção de classe III (direita).

Construção com reciclagem do pavimento pré-existente Método de construção típico que preenche os requisitos de construção da classe III.

Legenda

SC ABi ABC HBB CRC AFL

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Camada de desgaste Camada de Binder Camada base de asfalto Camada base ligada hidraulicame nte Camada de reciclagem a frio Camada anti-co ngelante

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2. As funções das vias

2.1. Dissipação de cargas transferidas pelos pneus dos veículos em trânsito

A função da via é a de acomodar o tráfego sob todas as condições meteorológicas e de fornecer uma superfície rodoviária estável e segura.

Quando um veículo está a ser conduzido ou quando está estacionado numa via, os seus pneus transferem o peso do veículo e das forças dinâmicas produzidas pela aceleração e desaceleração para a estrada, que as vai absorver. O pavimento distribui homogeneamente estas cargas e forças para as camadas inferiores e, por último, para o substrato ou para a sub-base. A escolha correcta de materiais e da espessura das camadas, assegura que a pressão seja reduzida nestas situações.

Por isso, a via deve ter muitas propriedades. O s requisitos mais importantes são: •

•

•

•

•

uma sub-base/substrato com boa capacidade de carga capacidade de drenagem suficiente para drenar a água compactação boa e completa, de modo a que a água não penetre na estrutura uma camada de desgaste que seja segura e confortável para a condução e que seja resistente ao desgaste, deformações e pressões induzidas pelas condições meteorológicas ou químicas uma superfície clara, com resistência anti-deslizante e homogénea

A estrutura da via deve ser projectada de forma a absorver e a transmitir para o substrato as forças geradas sem causar danos. Esquerda: O pavimento distribui a carga das rodas homogeneamente pelas camadas inferiores.



2.2. Absorção de forças de compressão e de tensão A maioria dos materiais usados na construção de es tradas tem um comportamento elástico. Isto significa que a carga exercida causa uma determinada deformação no material, que volta à forma original quando a carga é removida. No caso das vias, estas deformações são causadas pelo fluxo de tráfego. Assim, a construção de estradas deve prever a sujeição a forças de compressão e de tensão e as cargas puramente horizontais.


Uma vez que estas forças podem ser maiores nas camadas superiores do que nas inferiores, os materiais de construção devem ter uma resistência especialmente forte a pressões altas e a tensões. Para se atingirem estas forças, os agregados destas camadas devem ser ligados com agentes coesivos, ao contrário das camadas inferiores.


Direita: As forças de compressão e de tensão também ocorrem em conjunto com as cargas da roda. As forças de compressão e tensão máximas podem ser encontradas imediatamente abaixo da superfície. Ao espalharem-se pela estrutura da estrada, dissipam-se.


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2.3. Resistência anti-deslizante

2.3.1. Abrasão

A resistência anti-deslizante descreve o efeito da rugosidade (textura da superfície) na resistência do atrito (poder de aderência) entre os pneus e a superfície da estrada. A rugosidade é determinada pela textura da superfície e pelas propriedades da camada de desgaste e altera-se devido ao tráfego, às condições meteorológicas e ao meio-ambiente. A resistência anti-de slizante de uma estrada é uma propriedade muito complexa que deve ser bem definida durante o planeamento da obra. Pode ser influenciada por:

Para garantir a resistência anti-deslizante de uma via, é obrigatório, na Alemanha por exemplo, espalhar fragmentos de alta qualidade ou areia esmagada na superfície compactada final, enquanto ainda está quente. Depois, o material espalhado é compactado na camada de desgaste, enquanto está quente. Ao contrário do agregado na mistura asfáltica, o material espalhado não é completamente coberto pelo agente ligante. Só “adere” à superfície da via devido ao betume contido na mistura, mas não contém quaisquer agentes coesivos. A vantagem da abrasão é que o material espalhado não tem quaisquer agentes coesivos, o que dá à via uma resistência anti-deslizante muito alta nos primeiros te mpos de vida útil. Assim, o espalhamento de partículas agregadas garante uma resistência anti-deslizante desde o início. A cobertura de betume na superfície da mistura asfáltica desgasta-se com o uso, contribuindo depois para a maior resistência anti-deslizante.

•

•

•

Composição da mistura Agregados (valor PSV da pedra polida e maior tamanho das partículas) Erosão (devem ser espalhados fragmentos de alta qualidade)

2.3.2. Regularidade Mesmo durante a pavimentação e compactação, a resistência anti-deslizante da superfície pode ser afectada ou optimizada por: •

Compactação correcta

•

Erosão regular

•

Monitorização da compactação atingida

•

Prevenção de acumulação de depósitos de betume à superfície

•

Temperaturas de mistura muito altas

•

Vibração excessiva a temperaturas de mistura altas

•

Capacidade para evitar a segregação durante a pavimentação

Asfalto quente antes do espalhamento de fragmentos de qualidade Página 84

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Para garantir a total segurança do tráfego, é extremamente importante que a superfície da via seja tão regular quanto possível. Isto evita um comportamento de condução errático e contribui para uma maior segurança em situações de emergência (por exemplo, paragens de emergência ou manobras evasivas). Ao mesmo tempo, o controlo sobre o veículo é maior e o conforto para os condutores e passageiros, com menos vibrações e ruídos de fundo, também é melhorado. Estes efei tos positivos de uma superfície regular resultam também numa redução da poluição sonora nas áreas contíguas às vias. Uma boa regularidade também protege o conjunto asfáltico, que tem de absorver choques e forças mais reduzidas.

Espalhar areia esmagada ou fragmentos de alta qualidade no asfalto quente assegura uma grande resistência anti-deslizante logo desde o inicio.

Asfalto após o espalhamento de fragmentos de qualidade

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3. Danos nas vias


3.2. Assentamento


O assentamento é causado por: As vias estão sujeitas a grandes pressões devido aos efeitos do clima e do tráfego que, a longo prazo, levam à fadiga e ao desgaste. Nas vias urbanas, o processo é frequentemente acelerado pela ruptura da superfície da via, uma vez que a água penetra na estrutura do pavimento. Também o mau planeamento e execução da obra podem resultar num tempo de vida útil da via consideravelmente menor. Os tipos de danos mais frequentes que podemos encontrar nas vias podem ser divididos em:

•

•

Capacidade de carga do substrato inadequada. Água que entra na estrutura da via, provocando a erosão.

O assentamento causa fissuras na superfície da via. As fissuras são causada pelas forças de tensão que ocorrem no lado inferior da camada de base e que são transmitidas daí para a superfície da via.


3.1. Trilhos das rodas Trilhos das rodas na via.

Os trilhos das rodas são causados por: •

•

Compactação por excesso – os espaços vazios na mistura asfáltica são preenchidos com betume; em caso de sobrecompactação, quando a estrutura do material é sujeita a cargas (tráfego), não consegue comprimir e descomprimir depois (comportamento elasto-plástico), mas deforma-se plasticamente. Este problema acontece especialmente no Verão e com temperaturas altas. Compactação por defeito – se a compactação não atingiu os níveis necessários, as partículas individuais não estão em contacto umas com as outras; assim, a estrutura granulada é inadequada; ao longo do tempo, a camada de asfalto na área das faixas de condução é comprimida pelos pneus dos veículos até o estado mais denso ser atingido.

•

Capacidade de carga do substrato inadequada.

•

Mistura de material defeituosa.



Fissuras na superfície devido ao assentamento da via.


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3.3. Saturação do betume

Saturação do betume.

A saturação de betume ocorre: •

•

•

Se existir demasiado agente ligante na mistura asfáltica Se a compactação for incorrecta – demasiadas passagens do cilindro de vibração ou um alisamento estático demasiado forte, trazem o betume à superfície Início muito rápido do processo de compactação, quando a mistura está ainda muito quente

3.4. Rupturas As rupturas são causadas por: •

•

•

•

Rupturas na via.

Poucas partículas agregadas no betume ou uma má composição da mistura asfáltica – a adesão entre as partículas individuais não é garantida Água que penetra na estrutura do pavimento e que provoca congelamentos e outros danos, especialmente no Inverno – destruição da estrutura da via, por ex. devido a espelhos de gelo Pavimentação com a mistura demasiado quente Compactação dinâmica de asfalto que esteja demasiado quente

3.5. Fissuras As fissuras são causadas por:

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•

Assentamento

•

Danos devido ao gelo

•

Costuras feitas de modo incorrecto

•

Fadiga

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Fissuras na superfície da via.

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4. Composição do asfalto O asfalto é uma mistura de agregados, betume e espaços vazios. Os espaços vazios são preenchidos com ar, pelo que o seu peso é omisso. Já o volume dos espaços vazios é extremamente importante, uma vez que afecta a estabilidade do asfalto. Uma mistura de asfalto tem, normalmente, uma proporção de espaços vazios de 5 a 6 por cento do volume. No que diz respeito ao peso da mistura asfáltica, 95 por cento é constituído por agregados e 5 por cento por betume. O agente ligante faz a ligação da s partículas individuais umas às outras e confere ao asfalto uma resistência alta à pressão mecânica. O ligante mais usado é o betume quente (betume para vias normais ou betume modificado por polímeros para estradas de pressão alta). No entanto, há outros ligantes betuminosos que se podem utilizar para criar pavimentos asfálticos. São diferentes do betume quente na temperatura e no tipo de processamento. Outros agentes ligantes betuminosos: •

Betume fundido

•

Emulsões de betume

•

Espuma de betume

•

Betume frio


4.1. Filler


Por norma, o filler usado no asfalto é pó de pedra que não contém quantidades significativas de componentes orgânicos ou inflamáveis que possam provocar danos. Tem a função de melhorar a gradação das granulagens finas, reduzindo assim a quantidade de espaços vazios. O filler também endurece o betume e, em conjunto com este e com a areia, cria a argamassa asfáltica. A proporção de filler influencia bastante as propriedade s da mistura asfáltica. Enquanto a quantidade de filler aumenta (para a mesma quantidade de betume): •

•


a quantidade de argamassa aumenta a rigidez da argamassa aumenta e a força de aderência da argamassa reduz

4.2. Areia Areia esmagada ou não esmagada com um tamanho de partículas entre 0,063 e 2 mm é muito utilizada na construção de estradas. Uma maior proporção de areia fina (0,063 a 0,2 mm) pode afectar as propriedades da argamassa e da mistura asfáltica de um modo similar ao do filler. A areia bem graduada também é importante para a produção de uma estrutura granular, capaz de dar ao asfalto uma boa capacidade de carga.



O betume modificado com polímeros é um tipo especial de betume, com propriedades diferentes das do betume específico para vias rodoviárias. Para resultados de alta qualidade, é importante escolher os componentes certos para a mistura asfáltica. As propriedades e vantagens dos componentes mais importantes são descritas abaixo.


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4.3. Brita miúda/Brita miúda de alta qualidade A brita miúda e a brita miúda de alta qualidade são agregados esmagados (90% de partículas esmagadas angulares, no mínimo) com um tamanho mínimo de partícula de 2 mm e um tamanho máximo de 22 mm. Comparando com a brita miúda, a brita miúda de alta qualidade dá mais garantias em parâmetros relacionados com o tamanho das partículas, a proporção de partículas acima e abaixo do tamanho, a forma das partículas, a resistência ao gelo e a estabilidade volumétrica. A utilização de brita miúda de alta qualidade permite uma mistura asfáltica mais rica, com maior qualidade para a via.

•

•

•

•

•

•

A brita miúda tem vantagens ao nível da estabilidade e da resistência anti-deslizante necessária. A capacidade de reflexão da luz, permite uma boa iluminação da superfície da via. A boa interacção da brita miúda com o betume é uma vantagem importante, garantido uma boa ligação e, por consequência, um tempo de vida útil da via alargado. O mastique asfáltico de pedra, identificado pela grande proporção de brita miúda, baixo conteúdo de areia e alto conteúdo de filler, tem uma estrutura de brita miúda autónoma. A distribuição do tamanho de partícula é denominada granulometria descontínua porque existe apenas uma pequena quantidade de um componente (curva granulométrica intermitente). Neste caso, a estrutura granular está sujeita a pressões muito maiores, em vez de estar firmemente encaixada em argamassa rígida (por ex. mastique asfáltico), porque a areia em falta não consegue apoiar a estrutura granular.

ligar firme e permanentemente a mistura do pavimento (manter a posição) ligar firme e permanentemente todos os agregados nas superfícies acabadas impermeabilizar a camada de desgaste e as camadas inferiores, de modo a evitar a penetração de água amortecer o impacto do tráfego reduzir as tensões causadas por alterações na temperatura evitar a ocorrência de deformações permanentes

Tipos leves de betume: •

•

•

•

facilitam a pavimentação e a compactação asseguram uma suficiente capacidade de relaxamento (retorno ao estado inicial após a deformação da carga) melhoram a redução de tensões devido ao frio promovem deformações permanentes a altas temperaturas devido à tensão do tráfego

Tipos pesados de betume:: •

necessitam de uma temperatura de processamento mais elevada; logo, os riscos durante o processamento com o tempo frio e molhado são maiores

4.4. Betume •

Os requisitos e propriedades do betume difere m mediante a utilização nas diferentes camadas. No entanto, os diferentes tipos de agentes ligantes têm muitas propriedade s de sobreposição. Estas propriedades estão divididas e organizadas nas áreas: “betume” (geral), “tipos leves de betume” e “tipos pesados de betume”. O betume deve: •

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ajudar a ultrapassar o atrito interno da mistura de minerais na altura em que são colocados e compactados

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•

•

•

aumentam a estabilidade a temperaturas elevadas reduzem a capacidade de relaxamento a baixas temperaturas necessitam de camadas de asfalto mais grossas numa base regular e estável permitem um maior conteúdo de betume em casos específicos

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4.5. Betume modificado com polímeros

4.7.. Granulado de asfalto 4.7

O betume modificado com polímeros (PmB) é betume normal para vias a que se mistura um polímero (plástico), para produzir um produto mais homogéneo. Desta forma, as propriedades termoviscosas e elastoviscosas do betume são alteradas. Dependendo do polímero usado, pode conseguir-se uma maior estabilidade térmica sob carga e um melhor comportamento a baixas temperaturas, com uma adesão melhorada, em comparação com agregados. Comparando com o betume específico para vias, o betume modificado pode ser usado numa vasta gama de aplicações.

O granulado de asfalto é material asfáltico produzido, por exemplo, pela fresagem ou pelo corte de grandes peças de asfalto. Este pavimento de asfalto aproveitado (RAP) pode ser reciclado e aproveitado, misturando-se outra vez. A proporção adequada varia de acordo com a sua utilização anterior e com a área a pavimentar. O granulado de asfalto deve ser também testado, cuidadosamente e analiticamente, para calcular os efeitos do material reciclado na nova mistura. No granulado de asfalto, referimo-nos ao tamanho da peça e não da partícula, uma vez que a “partícula” deste granulado consiste em muitas partículas agregadas e betume. Só é possível termos uma indicação da distribuição do tamanho das peças, em relação ao tamanho de partícula máximo. Deve também referir-se que o betume utilizado originalmente pode estar envelhecido, ou seja, endurecido.

O betume modificado com polímeros é aproximadamente um terço mais caro do que o betume específico para vias. As áreas de aplicação mais importantes para o betume modificado são a construção de vias com muito tráfego, aeroportos e produção de laminados vedantes de alta qualidade.




4.6. Fibras Os tipos de asfalto com granulometria descontínua (por ex. SMA ou PA) e, por isso, com uma área de superfície específica inferior (menos granulados finos) são transformados com aditivos estabilizadores – celulose ou fibras sintéticas. Estas fibras têm a capacidade de ligar o betume ao mineral durante a produção, o transporte, a pavimentação e a compactação, de modo a evitar a deslocação do agente ligante comparativamente mais fino. A proporção de fibras na massa total da mistura é de 0,3 a 1,5%, dependendo do tipo.



Os aditivos feitos de celulose e de fibras sintéticas produzem uma melhor ligação do material mineral ao betume. (Ilustração consideravelmente aumentada)

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5. Classificação do betume O betume específico para vias está dividido em diferentes tipos, de acordo com as características de reacção à temperatura. São usados testes físicos para avaliar estas características. Os três testes mais importantes são: •

•

•

Penetração – dá a indicação da dureza do betume. Ponto de amolecimento – dá a temperatura a que se altera o comportamento do betume, de visco-elástico para viscoso. Ponto de ruptura – a temperatura a que se altera o comportamento do betume, de visco-elástico para frágil.

Betume para vias convencionais; classificação DIN 1995 (velho)

Betume modificado com polímeros

DIN EN 12591 (novo)

TL BMP

Tipo

SP R&B

Penetração

Tipo

SP R&B*

Penetração

Tipo

SP R&B

Penetração

B 25

59 - 67

20 - 30

20/30

55 - 63 (57 - 63)

20 - 30

BMP 25 A

63 - 71

10 - 40

B 45

54 - 59

35 - 50

30/45

52 - 60 (53 - 59)

30 - 45

BMP 45 A

55 - 63

20 - 60

B 65

49 - 54

50 - 70

50/70

46 - 54 (48 - 54)

50 - 70

BMP 65 A

48 - 55

50 - 90

B 80

44 - 49

70 - 100

70/100

43 - 51 (43 - 49)

70 - 100

BMP 130 A

40 - 48

120 - 200

B 200

37 - 44

160 - 210

160/220

35 - 43 (37 - 43)

160 - 220

-

-

-

* Os produtores alemães de betume concordaram em limitar as amplitudes até 6 ºC (valor entre parêntesis)

5.1. Penetração Os tipos de betume são testados em relação à sua “rigidez”, de acordo com a Norma DIN 1426, através de uma agulha de penetração. A rigidez do betão é medida com um penetrómetro. Uma agulha com um peso (100 g de peso total) penetra no betume colocado num banho de água temperada (25 ºC) durante 5 segundos. A distância de penetração é medida. A medição, expressa em 1/10 mm, permite determinar o agente ligante ideal para os tipos de betume usados na construção de vias.

A penetração da agulha torna possível determinar o grau de rigidez dos tipos de betume. “B 200” significa uma penetração de 200 1/10 mm.

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5.2. Ponto de amolecimento A determinação do ponto de amolecimento “anel e bola” (SP R&B, de acordo com a Norma DIN EN 1427) é outro modo de analisar e classificar o agente ligante. O procedimento do teste SP R&B determina a temperatura a que o betume se altera, passando do estado sólido para o estado líquido agregado. O ponto de amolecimento “anel e bola” define a temperatura atingida quando a camada de betume colocada no anel de latão (diâmetro interno de 19 mm) sofre uma deformação específica devido ao peso de uma bola de 3,5 g. De modo a aquecer homogeneamente a amostra, o teste é efectuado num tanque com água temperada homogeneamente (5 K/min). O ponto de amolecimento “anel e bola” é a temperatura registada no momento em que o betume à volta da bola toca na chapa inferior.



O método “anel e bola” pode ser usado para classificar o agente ligante. Uma alta penetração significa sempre um baixo ponto de amolecimento.

Quanto maior for o ponto de amolecimento, mais rígido é o betume. Este procedimento pode ser utilizado para betume e agentes ligantes betuminosos , em que o ponto de amolecimento “anel e bola” se posiciona num intervalo entre 30 e 200 ºC.


5.3. Ponto de ruptura O ponto de transição do betume do estado visco-plástico para o estado sólido pode ser determinado pelo ponto de ruptura, de acordo com índice Fraaß (Norma DIN EN 12593). Um filme fino de betume é derretido ou pressionado contra um disco de metal. A amostra (disco de metal com revestimento de betume) é continuamente arrefecida (a taxa de arrefecimento é de 1 K/min) e, ao mesmo tempo, dinamicamente sujeita a uma força (curvatura do disco). A temperatura a que o filme de betume se rasga ou parte é medida. O intervalo de plasticidade do betume é a diferença e ntre a temperatura do ponto de amolecimento de a cordo com o método “anel e bola” e a temperatura do ponto de ruptura, de acordo com o índice Fraaß.


O ponto de ruptura de acordo com o índice Fraaß define o ponto de transição do betume do estado visco-plástico para o estado sólido. Os valores típicos são -15°C para B 200 ou -2°C para B 25.


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6. Tipos de asfalto e métodos de construção Os diferentes requisitos colocados nas camadas individuais de um conjunto asfáltico, dependem da carga de tráfego, das condições climatéricas e dos aspec tos técnicos e económicos. Para ir de encontro a todos estes re quisitos específicos, há diferentes tipos de asfalto e diferentes métodos de construção. Os tipos de asfalto e métodos de construção mais importantes são sucintamente descritos abaixo.

Com um tamanho de partículas standard de 0 /16 (ou seja, uma mistura de granulados graduados com tamanhos de partículas até 16 mm), uma espessura de camada de 8 cm é uma vantagem. Para camadas mais grossas (por ex. 10 cm), deve ser usada uma mistura com muita brita miúda e poucas partículas arredondadas, para evitar deformações. Aplicações da camada base/desgates: •

•

6.1. Camada base É uma mistura de betume e agregados. O maior tamanho de partícula usado pode ser de 16, 22 ou 32 mm. O princípio básico, que procura utilizar essencialmente agregados da região, nem sempre é possível devido à capacidade actual exigida para as vias. Devido à capacidade térmica em camadas base muito altas, a pavimentação pode ser feita a temperaturas tão baixas como -3 °C.

6.2. Binder O binder é uma mistura de agregados com tamanhos de partículas bem graduados, ao qual foi adicionado betume específico para vias rodoviárias. A composição é seleccionada de modo a que a compactação e a distribuição do tamanho de partículas do binder não se altere quando a via é sujeita a cargas de tráfego. As maiores partículas a utilizar podem ser de 11, 16 ou 22 mm.

UUma camada de desgaste é uma camada betuminosa única que funciona simultaneamente como camada base e camada de desgaste e em que a mistura asfáltica consiste numa mistura de minerais com partículas de tamanhos graduados e betume específico para vias (agentes ligantes).

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Combinação de camadas base e de desgaste, por motivos técnicos. Isto é necessário quando a capacidade de carga é suficiente, mas a espessura geral relativamente reduzida (8 a 10 cm) não permitindo a construção de uma camada base e de uma camada de desgaste

6.4. Pavimento em betão Betão para pavimentação quente é uma mistura bem graduada de agregados com poucos espaços vazios e que, após espalhada e compactada, é densa, estável e resistente a cortes. O granulado esmagado no betão produz uma boa união dos granulados e uma camada de desgaste com grande resistência, anti-deslizante e com boa estabilidade. No entanto, neste caso também é necessário espalhar brita miúda. O maior tamanho de partículas que pode ser usado é de 5, 8, 11 ou 16 mm, ajustado à espessura do pavimento. Aplicações do betão: •

•

6.3. Camada de base/desgaste

Construção de estradas rurais

O betão é essencialmente usado como camada de desgaste depois de uma camada de binder Como camada de desgaste, o betão é adequado para cargas urbanas de tráfego e em vias interurbanas e rurais

COMPACTION

6.5. Mastique asfáltico de pedra (MAP)) O mastique asfáltico de pedra é uma mistura com uma proporção alta de gravilha esmagada e be tume. Uma vez que a mistura consiste numa proporção relativamente alta de gravilha esmagada e pedra grossa e contém relativamente pouca areia (granulometria de scontínua), deve ser adicionado um agente ligante estabilizador (por ex. orgânico ou fibras de base mineral, sílicas ou polímeros) ao betume, de modo a que não se desloque e que o posicionamento das partículas (adesão) esteja seguro. As maiores partículas a utilizar podem ser de 5, 8 ou 11 mm. O mastique asfáltico de pedra é apropriado como camada de desgaste devido à sua estabilidade e grande resistência ao desgaste. Assim, é particularmente adequado para estradas urbanas e vias rápidas com muito tráfego. Para atingir a resistência anti-deslizante inicial necessária na abertura da via ao tráfego, deve ser homogeneamente espalhada e compactada uma mistura de areia e gravilha esmagadas de 0.5 – 2 kg/m² na camada de desgaste de mastique de pedra, enquanto ainda está quente. O material desagregado deve ser removido após o arrefecimento.



provado que estes materiais sejam um risco para a saúde Para produzir LTA (também conhecido como asfalto de baixa viscosidade), é adicionado um aditivo – normalmente cera – à mistura asfáltica convencional. As caracte rísticas de processamento e de desempenho deste tipo de asfalto modificado mantêm-se. As significativas poupanças energéticas que se conseguem na produção e a redução de emissões de dióxido de carbono (CO2) são mais-valias deste tipo de asfalto. No entanto, deve também ser referido que as poupanças nos custos de energia são anuladas pelo custo adicional do aditivo.


6.7. Asfalto natural O asfalto natural é uma matéria-prima composta de betume natural e pedra. São adicionadas pequenas quantidades deste material ao asfalto convencional, de modo a melhorar as suas propriedades. •

Maior resistência do asfalto a deformações

•

Melhor aderência ao mineral

•

Melhor humidificação entre o agregado e o betume


6.6. Asfalto de baixa temperatura •

O asfalto de baixa temperatura (LTA) é um asfalto que pode ser misturado e processado a temperaturas mais baixas do que as misturas tradicionais de asfalto. As vantagens do LTA são: •

•

•

•

•

O espaço de tempo de pavimentação e compactação (à temperatura de mistura convencional) é alargado O asfalto arrefece mais depressa e a via pode ser aberta ao tráfego mais rapidamente Mais apropriado quando a distância entre a central betuminosa e a obra é grande (neste caso, produzido a uma temperatura de mistura convencional) Menos emissões (odores incomodativos) a afectarem os trabalhadores da pavimentação e os moradores São libertados menos vapores e aerossóis provenientes do betume; mesmo que ainda não tenha sido

Melhor resistência ao envelhecimento, no que diz respeito à oxidação e à luz solar S A D A R T S E E D O Ã Ç U R T S N O C

O asfalto natural pode ser particularmente útil em locais de muito tráfego.

6.8. Mastique asfáltico O mastique asfáltico é uma massa densa composta por brita miúda, areia, filler e betume (possivelmente com aditivos), que pode ser colocada e espalhada quando está quente. A mistura mineral tem poucos e spaços vazios e é caracterizada por uma curva granulométrica estável. O conteúdo de agente ligante é ajustado aos e spaços vazios na mistura de agregado, de modo a que sejam completa mente preenchidos na camada.


Normalmente, o mastique asfáltico não necessita de mais compactação, mas deve ser erodido para aumentar a resistência anti-deslizante inicial. www.hamm.eu

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6.9. Asfalto drenante O asfalto drenante é um tipo de asfalto que tem uma grande proporção de fragmentos e muitos espaços vazios ligados entre si. Estes espaços vazios melhoram significativamente a drenagem entre os pneus dos veículos e o piso da estrada. O asfalto drenante é utilizado: •

•

•

Para melhorar a drenagem da água da chuva em áreas onde não é possível uma drenagem suficientemente rápida devido à inclinação longitudinal e transversal ser demasiado baixa Para reduzir o risco de aquaplaning e, consequentemente, o risco elevado de acidentes Para reduzir o spray de água levantada pelos pneus e, consequentemente, melhorar a visibilidade geral e distância de visibilidade do condutor quando chove

O asfalto drenante também reduz as emissões de ruído. No entanto, o seu principal objectivo é melhorar a drenagem de água.

6.10. Asfalto poroso (AP) O asfalto poroso (AP) é a designação dada ao asfalto que tem por objectivo reduzir o ruído dos pneus. Contém um número elevado de poros e um conjunto de espaços vazios que pode chegar aos 27 por cento. Com este tipo de asfalto, o ruído durante a conduçã o pode ser reduzido em 5 a 10 dB(A). Isto equivale a uma redução no volume percepcionado de aproximadamente 50%. O AP utiliza os grandes espaços vazios que o caracterizam para absorver uma proporção do ruído gerado pelos veículos e pelos pneus. Ao mesmo tempo, o AP também drena água. No entanto, foi desenvolvido esse ncialmente para reduzir as emissões de ruído. Uma impermeabilização especial de betume sobre a camada de AP – internacionalmente designada como SAMI (membrana de absorção de pressão entre camadas) – evita que a água penetre e danifique as camadas inferiores da estrutura rodoviária.

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O asfalto poroso é uma alternativa e/ou mais uma solução complementar às barreiras acústicas e outras estruturas mais dispendiosas e morosas de protecção contra ruídos. A regularidade da superfície tem também um papel importante na produção de estradas de baixo ruído. As ondulações no asfalto ao longo da superfície da estrada geram emissões de ruído extremamente elevadas, dependendo da velocidade de condução. As ruas em paralelepípedos são um bom exemplo, pela negativa. A compacta ção com cilindros de oscilação, em particular, pode prevenir essas ondulações no asfalto e melhorar consideravelmente a regularidade.

6.11. Asfalto poroso de duas camadas (APDC) O APDC (asfalto poroso de duas camadas) é um desenvolvimento a partir do AP. Em vez de uma camada de AP, o APDC tem duas camadas de AP colocadas uma sobre a outra, cada uma com uma função diferente. A camada inferior, com uma granulometria 0/16, proporciona um enorme conjunto de espaços vazios na parte inferior da estrada. Isto vai permitir reduzir o ruído de baixa frequência. A textura fina da camada superior de APDC, com uma granulometria 0/8, reduz os níveis de ruído. Esta textura fina também proporciona uma excelente resistência anti-deslizante. A pequena secção transversal dos poros também actua como filtro e evita que as partículas grandes de lixo penetrem na camada inferior.

6.12. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” A técnica de pavimentação de duas camadas “quente sobre quente” consiste na colocação das camadas de binder e de desgaste directamente uma a seguir à outra, sem a compactação da camada de binder com cilindros. As vantagens da pavimentação “quente sobre quente” são: •

•

A camada de desgaste terá maior estabilidade e um tempo de vida útil superior. As camadas de desgaste e de binder ficam bem interligadas, o que garante uma excelente ligação de camadas após a compactação dos cilindros.

COMPACTION

•

•

•

•

A formação de trilhos de rodas reduz a longo prazo. Os dois passos sequenciais do trabalho reduzem significativamente o tempo de execução da obra. A maior capacidade térmica aumenta também o tempo disponível para a compactação com o cilindro; esta característica facilita a pavimentação, mesmo em más condições atmosféricas.



de betume impermeabiliza as camadas inferiores e forma também diversas zonas dentro da camada: uma zona com poucos espaços vazios na secção inferior (impermeabilização) e uma zona com vários espaços vazios na secção superior (efeito de drenagem e redução do ruído) da camada fina. Este método optimiza as vantagens da camada fina.

Redução de materiais, porque se pode projectar uma camada de desgaste mais fina. S A N I U Q Á M E D A I G O L N C E T

Esta técnica, independentemente da qualidade da compactação, necessita sempre da compactação por cilindro. O deslocamento de partículas, provocado pela compactação com um cilindro, resulta numa compactação definitiva e numa interligação óptima das duas camadas. A compactação por cilindro também previne fissuras de contracção quando o asfalto arrefece. Do mesmo modo, só a compactação com cilindro e o posterior alisamento podem produzir uma camada de desgaste com a impermeabilização e a regularidade necessárias.


O conjunto de pavimentação em linha da VÖGELE foi desenvolvido para a pavimentação de duas camadas “quente sobre quente”, mas através da utilização de pavimentadores tradicionais. Estas são apenas modificadas (tremonha maior, por ex.) para satisfazer os requisitos específicos desta tecnologia, mas continuam a poder ser utilizadas em obras de construção convencionais.


6.13. Pavimentação de camada fina A “pavimentação da camada fina” é um método de re paração com uma boa relação custo-benefício, utilizada para renovar camadas de desgaste e repôr a resistência anti-deslizante da superfície da estrada. Os elevados níveis anti-deslizamento, o efeito de drenagem melhorado e a redução de ruído são as principais vantagens. A espessura normal é de cerca de 2 cm e o tamanho máximo de partículas é de 5 ou 8 mm. Para melhorar a ligação entre a nova camada de desgaste e a superfície já existente, recomenda-se a utilização de uma pavimentadora com sistema de pulverização. Uma cola ligante é aplicada através da pavimentadora, antes de espalhar a nova mistura. Este método denomina-se “Impermeabilização da pavimentação de camada fina”. Para além de melhorar a ligação das camadas, a emulsão


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6.14. Reciclagem a frio A reciclagem a frio é um método amigo do ambiente e económico utilizado na produção de camadas base de grande qualidade. Na reciclagem a frio in-situ, a recicladora a frio fresa a superfície pré-existente e mistura-a homogeneamente com o novo agente ligante (emulsão de betume, espuma de betume ou cimento). Assim, produz uma nova mistura de material numa única operação. Após a compactação, isto irá produzir uma camada com as mesmas propriedades de mistura de uma ligação de betume ou de cimento, dependendo do agente de ligação usado. As camadas base produzidas deste modo têm uma capacidade de carga elevada. As recicladoras a frio estão equipadas com um poderoso rotor de fresagem e mistura ou com um misturador e um sistema de injecção. Alguns tipos de máquinas têm também uma mesa de compactação para a pavimentação e pré-compactação da nova mistura de material.

O factor essencial é a rápida compactação logo após a preparação, especialmente no caso da reciclagem a frio sem mesa de compactação integrada. Assim, recomendamos a utilização de um cilindro de terras pe sado a uma amplitude alta, de modo a compactar as secções inferiores da camada reciclada. Camadas espessas de granulado grosso são melhor compactadas com um cilindro de terras pés-de-carneiro, enquanto que as camadas finas são melhor compactadas com rolos lisos. A pós a nivelação da área com uma motoniveladora, pode-se utilizar um cilindro de terras a uma amplitude baixa para compactar as secções superiores da camada. Se for utilizado uma recicladora com mesa de compactação, a compactação inicial pode também ser efectuada com um cilindro tandem de vibração. Em qualquer um dos casos, obtém-se uma superfície óptima com as passagens posteriores de um cilindro de pneus. Bombas controladas por micoprocessador

As ilustrações mostram uma operação de reciclagem a frio in-situ com espuma de betume. Na imagem de cima, pode observarse o tambor de fresagem e mistura. Em baixo, pode observar-se o sistema de mistura do novo material a espalhar. A espuma de betume é produzida na câmara de mistura, onde o betume quente é misturado com água e ar. O betume cria então uma espuma que envolve e agrega as partículas fresadas.

Bombas controladas por micoprocessador

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6.15. Reperfilamento O método de reperfilamento envolve o novo perfilamento de uma camada de desgaste já existente, através de uma recicladora a quente, sem alterar a composição do asfalto. Defeitos como trilhos de rodas e outras irregularidades, são compensados através da remoção do pavimento pré-existente e a colocação de outro conjunto asfáltico, com um nivelamento perfeito. Também é possível modificar a inclinação transversal, para garantir uma melhor drenagem de água.


Reperfilamento: Só a camada de desgaste é reciclada .


6.16. Repavimentação Para além do novo perfilamento, é possível espalhar uma nova camada de desgaste, com uma segunda passagem da pavimentadora (mesa de alta compactação). Ambas as camadas são compactadas em simultâneo, o que produz uma excelente ligação das camadas. Este método é apropriado para melhorar a resistência anti-deslizante, para compensar os trilhos de rodas profundos, para modificar o efeito abaulado e para reforçar a camada de desgaste.

Repavimentação: A superfície é regenerada a partir do material préexistente, reciclado. O novo material é usado para a camada de desgaste. M E G A N A L P A R R E T

6.17. Remistura Ao contrário dos métodos de reperfilamento e de repavimentação, o método de mistura melhora a camada superior do pavimento existente, através da adição de uma nova mistura e/ou betume. Assim, as características originais podem ser reproduzidas com fidelidade, ou até melhoradas. A homogeneidade da mistura (asfalto fresado com uma nova mistura) é garantida por uma mistura intensiva no misturador de dois eixos. A qualidade é comparável à de uma nova mistura asfáltica. As potenciais utilizações desta técnica vão da manutenção de uma camada de desgaste frágil e quebradiça, à estabilização da estrutura de uma superfície extremamente mole. Também é possível reforçar a estrada com uma nova camada de desgaste (Remix Plus).


Mistura: Uma nova camada de desgaste é produzida a partir do material reciclado e de uma mistura adicional.


Remix Plus: Uma camada de desgaste nova produzida a partir de uma mistura completamente nova é colocada sobre uma camada produzida a partir do material reciclado adicionado a outra mistura.

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7. Sugestões de pavimentação A construção de uma estrutura compacta, duradoura e com várias camadas requer muito cuidado e experiência. Os pontos seguintes são extremamente importantes: •

Compactação

•

Regularidade

•

Ligação de camadas

•

Costuras

•

Ligações

•

Construção das bermas

7.3. Ligação de camadas Por ligação de camadas entende-se a ligação, que deve ser resistente à separação e à fragmentação, entre cada uma das camadas de um conjunto asfáltico. A ligação das camadas individuais, evita os movimentos das camadas causados pelo tráfego e pelas pressões atmosféricas. A importância atribuída à ligação de camadas tem sido cada vez maior ao longo dos últimos anos, uma vez que as cargas de tráfego são cada vez maiores e intensas. Uma ligação de camadas defeituosa, em conjunto com outros factores adversos, pode levar à deterioração ou à deformação do pavimento. Actualmente, no entanto, não existem padrões de normalização para a ligação de camadas. Assim, é da responsabilidade de cada empreiteiro assegurar que a ligação de camadas é executada correctamente. Requisitos para a ligação de superfície:

7.1. Compactação Para reduzir os espaços vazios na mistura ou para atingir o grau de compactação necessário, é extremame nte importante efectuar a compactação de um modo correcto.

7.2. Regularidade Deve ser feita a distinção entre regularidade longitudinal e transversal. A regularidade transversal é importante para assegurar uma drenagem adequada. Se existirem defeitos na regularidade transversal, como por exemplo trilhos de rodas e deformações, a água não será escoada correctamente, o que pode causar aquaplaning nas áreas afectadas. Devido à vibração provocada pelos veículos, a regularidade longitudinal tem um efeito significativo no conforto da condução, nas forças exercidas na estrutura da estrada, nas emissões de ruído e na segurança de condução.

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•

•

Uniformidade da superfície Pulverização da totalidade da superfície com um agente ligante

•

Rugosidade e porosidade

•

Superfície sem pó e lixos

•

Superfície seca e sem agentes de desfragmentação

•

Superfície sem defeitos ou marcações na estrada

COMPACTION

7.4. Costuras As costuras são as superfícies de contacto quando se compactam faixas de rodagem adjacentes (costura longitudinal) ou nos locais onde existam rupturas de trabalho na direcção da pavimentação (costuras transversais). A pavimentação “quente sobre quente” produz óptimas costuras. Quando bem feita, resulta em excelentes interligações e faixas de rodagem que aderem bem umas às outras. Se a mistura de asfalto é pavimentada “quente sobre frio” e não “quente sobre quente”, a área de contacto deve ser preparada da mesma forma que a superfície de contacto na ligação de camadas. Requisitos da superfície de costuras: •

Uma superfície de contacto que seja o mais inclinada possível (inclinação de 70 - 80°)

•

Rugosidade e porosidade

•

Superfície das costuras sem pó de pó e lixo

•

•


•

Mastique asfáltico com mastique asfáltico

•

Áreas pequenas (valas)


Os requisitos para as juntas são basicamente os mesmos que para as costuras. A diferença é que os flancos das juntas são verticais e não precisam de ser irregulares. Além disso, tem de ser aplicada uma subcapa.

7.6. Construção das bermas S A N I U Q Á M E D A I G O L N C E T

A construção de bermas inclui o projecto, a produção, a compactação e a impermeabilização de bermas de colocação livre, em todas as camadas de asfalto. As bermas devem ser inclinadas utilizando um sistema de pressão (por norma com uma inclinação de 2:1) e impermeabilizadas com betume quente pulverizado. Isto evita que a água penetre lateralmente nas camadas inferiores. A contaminação das bermas antes da compactação deve ser evitada em qualquer situação.


Superfície das costuras seca e sem agentes separadores Revestimento com um agente ligante suficientemente denso (pulverizado com uma cola de conta cto ou com emulsão betuminosa, se necessário)

7.5. Ligações (juntas)


Se as camadas com propriedades diferentes forem aplicadas ao lado umas das outras, as ligações devem ser feitas como juntas, se possível. Estas podem ser fundidas ou construídas com juntas impermeabilizantes fundidas. As juntas devem ser feitas com uma largura bastante superior à das costuras, uma vez que têm de absorver e compensar todas as alterações de temperatura, tanto em largura como em comprimento.


Ligações que devem ser feitas como juntas: •

•

Asfalto com mastique asfáltico e vice-versa Ligações da mistura asfáltica a valetas, lancis, pavimentos de betão, paredes, instalações especiais, etc. (por ex., cobertura de manilhas) www.hamm.eu

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8. Testes de compactação Tal como na compactação de terras, no asfalto existem vários procedimentos para determinar a compactação e, por consequência, a capacidade de carga de uma camada de asfalto. Os procedimentos mais comuns são explica dos abaixo. Grau de compactação

Obra (por ex.perfurações) Laboratório (por ex. amostra Marshall)

8.1. Testes em amostras Marshall

8.2. Rebaixamento Para testar a compactação do asfalto, as amostras são extraídas da superfície acabada, na obra. Em laboratório, faz-se uma primeira análise à densidade e ao conteúdo de espaços vazios. Os valores medidos são comparados com a compactação obtida na AM. Neste teste, o conjunto asfáltico é “lesado” nos sítios das perfurações, mesmo que o buraco onde foi feita a extracção se encha de novo (ponto de remoção = ponto fraco).

As amostras são extraídas da superfície de asfalto acabada e analisadas depois em laboratório.

As amostras da mistura asfáltica pavimentada são retiradas na obra e utilizadas para produzir amostras Marshall (AM) em laboratório. As AM são corpos cilíndricos padrão produzidos através de uma compactação definida e que servem de referência para a compactação desejada, na obra. A AM é utilizada essencialmente para deter minar a densidade aparente e outras características tecnológicas, como por exemplo a estabilidade Marshall, o valor de fluidez Marshall e a força de resistência dividida. Contudo, também é possível analisar a mistura asfáltica, no que diz respeito à sua composição.

Criação de uma mostra Marshall: A mistura é enchida num molde de aço e compactada em ambos os lados com um dispositivo de compactação Marshall. O processo de compactação usa um número específico de pancadas, de uma altura pré-definia. Depois, deixa-se a amostra arrefecer até à temperatura ambiente.

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8.3. Sensores radiométricos A medição da densidade através de sensores radiométricos na obra é um procedimento de teste não invasivo. Este procedimento envolve a utilização de raios gama, reflectidos em diversos graus de intensidade e dispersão a partir do material a ser testado. Os raios reflectidos são utilizados para verificar a densidade, num método semelhante ao dos raios X durante um exame médico. Este é o procedimento ideal, uma vez que poupa tempo e evita testes laboratoriais complicados. No entanto, a exactidão das medições depende em grande parte do modo como o aparelho é manuseado.

8.4. Sensores electromagnéticos Tal como os sensores radiométricos, o instrumento de medição PQI (Indicador de qualidade do pavimento) é utilizado para medir a densidade. Ao contrário dos sensores isotópicos, que medem a densidade através de raios gama, o PQI mede a densidade através de um campo electromagnético. A medição com um sensor PQI demora apenas alguns segundos; os resultados são obtidos mais rapidamente do que através do sensor radiométrico. Assim, este procedimento de medição é o mais indicado para a monitorização na obra. A exactidão das medições utilizando este sensor depende também em grande parte do modo como o aparelho é manuseado.

9. CAC A CAC - Compactação Contínua do Asfalto - é uma ferramenta utilizada para verificações completas da qualidade da compactação e que guarda a documentaç ão, de modo semelhante ao do CCC nos trabalhos de compactação de terras. Ao contrário da terraplanagem, a rigidez do asfalto não pode ser utilizada como um critério de qualidade, uma vez que os factores decisivos para a construção de uma via rodoviária são o grau de compactação ou o conteúdo de espaços vazios. A rigidez do asfalto também depende, em grande parte, da temperatura, da espessura das camadas, da estrutura asfáltica e do substrato inferior.


V. SUGESTÕES E TABELAS 1. Sugestões para terraplanagens 1.1. Amplitude e frequência 1.2. Rocha 1.3. Areia / gravilha / agregado britado 1.4. Argila / lama / lodo

2. Tabelas de terraplanagem 2.1. Classificação do solo (de acordo com a Norma 18196) 2.2. Densidades típicas de diferentes solos 2.3. Tamanho das partículas 2.4. Capacidade de carga e grau de compactação


105 105 105 106 107

108 DIN 108 109 110 110

111

3.1. Preparação para o trabalho (lista de verificação) 111 3.2. Regras básicas para compactação de asfalto 112 3.3. Regras da compactação (10 regras) 114 3.4. Padrões de compactação 116 3.5. Camada base 120 3.6. Camada de Binder 120 3.7. Camada de desgaste 120 3.8. Pavimento em betão 121 3.9. Mastique asfáltico de pedra (MAP) 121 3.10. Asfalto de baixa temperatura 121 3.11. Asfalto drenante 122 3.12. Asfalto poroso (AP) 122 3.13. Asfalto poroso de duas camadas (APDC) 122 3.14. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” (Pavimentação em linha) 123 3.15. Pavimentação da camada fina 123 3.16. Reciclagem a frio 123 3.17. Reperfilamento 124 3.18. Repavimentação 124 3.19. Remistura 124

4. Tabelas de asfalto 4.1. Classificação do betume (antiga – nova) 4.2. Áreas de aplicação

5. Especificações internacionais

125 125 125

126

5.1. Grã-Bretanha 126 5.2. França 132 5.3. Instruções sobre cilindros de compactação nos EUA 134

6. Fórmulas e tabelas gerais 6.1. Desempenho da compactação 6.2. Conversão de unidades de medida

136 136 138






V. SUGESTÕES E TABELAS No capítulo “Sugestões e Tabelas” queremos dar aos operadores de máquinas e também aos projectistas, responsáveis pelo equipamento e responsáveis de obra algumas sugestões e tabelas que podem vir a ser úteis no seu dia-a-dia. Alguns dos valores listados devem ser interpretados apenas como valores de referência, uma vez que dependem, na maioria dos casos, de muitos factores diferentes. Uma vez que alguns dados (tabelas) provêm das normas DIN e dos códigos de conduta aplicados na Alemanha, estes devem ser vistos apenas como uma referência, especialmente se aplicados fora da Alemanha. Para a tomada de decisões, devem prevalecer os regulamentos dos países e regiões em que a obra está a ser executada. O capítulo “Sugestões e Tabelas” está dividido em terras e asfalto.

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1. Sugestões para terraplanagens Passamos a indicar algumas recomendações breves, para trabalhos de compactação e detalhes de profundidades, de acordo com os tipos de solos mais frequentes em obras de terraplanagem.

1.1. Amplitude e frequência A escolha do equipamento e das definições correctas de vibração dependem do solo a compac tar. Os cilindros têm a tendência de utilizar o modo de salto quando o solo tem uma capacidade de carga elevada. Se o solo é muito duro, o rolo do cilindro salta de tal maneira que a energia de compactação da descarga seguinte se perde, o que deve ser evitado. Reduzir a frequência sem alterar a amplitude, permite um intervalo de tempo suficiente, para que o rolo toque novamente no solo. Assim, pode introduzir energia de compactação em todas as pancadas. A redução da frequência dificilmente resulta numa redução da eficiência. É mais provável que a eficiência da compactação seja maior antes do modo de salto. No modo de salto, pelo contrário, a eficiência fica reduzida a metade.



Se a máquina continua no modo de salto, mas a frequência não puder ser reduzida, deve optar-se por uma amplitude baixa. Nestas condições, a regulação da frequência comporta-se de uma forma semelhante à de uma amplitude alta, mas numa amplitude de frequência maior. A uma baixa amplitude, a penetraçã o da máquina é reduzida. O modo de salto é caracterizado por uma pancada muito seca durante a compactação. Pode ser detectado com maior fiabilidade com a ajuda do indicador de modo de salto no monitor HCQ.


1.2. Rocha Recomendações para uma boa compactação Equipamento:

Cilindros de terras para trabalhos pesados (10-25 t) Rolo liso Primeiro, amplitude alta (possivelmente baixa amplitude) 4-10

Rolo: Amplitude: Passagens:


O gráfico mostra que uma compactação em solo rochoso com uma profundidade de trabalho ligeiramente reduzida tem uma relação custo-benefício positiva.

0 3410

3412

3414

3516

3518

3520


3625

3411

50

100

150


200 Profundidade de trabalho económica

cm

Valores médios; podem variar substancialmente de acordo com as condições dos solos.

Profundidade de trabalho máxima (= mais passagens)

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1.3. Areia / gravilha / agregado britado Recomendações para uma boa compactação Equipamento: Tipo de rolo: Amplitude: Passagens:

Todos os cilindros de terras Rolo liso Primeiro amplitude alta, depois amplitude baixa 4-12

0 3205

3307

3410

3412

3414

3516

3518

3520

3625

3411

50

100

150


cm

Valores médios; podem variar substancialmente devido a diferentes condições dos solos


Com areia, gravilha e agregado britado, a redução da profundidade de trabalho permite uma major eficiência, especialmente com cilindros para trabalhos pesados.

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1.4. Argila / lama / lodo


Recomendações para uma boa compactação Equipamento: Tipo de rolo: Amplitude: Passagens:

Todos os cilindros de terras Rolo pés-de -carneiro para misturar ou para secar/alargar a superfície Rolo liso para posterior alisamento da superfície Alta 6-12

0 3205

3307

3410 3411

3412

3414

3516

3518

3520


3625

50

100 No caso dos solos coesivos, a compactação depende consideravelmente do conteúdo de água.

150 M E G A N A L P A R R E T


cm


Valores médios; podem variar substancialmente devido a diferentes condições do solo.

Comparando com os solos não-coesivos, a penetração na compactação de solos coesivos é menor. Também aqui a redução da profundidade de trabalho contribui para aumentar a relação custo-benefício.



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2. Tabelas de terraplanagem As próximas tabelas permitem nomear, classificar e melhorar a representação das características de vários solos.

2.1. Classificação do solo (de acordo com a Norma DIN 18196)

Subdivisão de solos de acordo com a granulometria

Gravilha

Solos de granulado grosso

Areia

Propriedades plásticas

Designação

Pouco ordenada

GE

Muito ordenada

GW

Intermitente

GI

Pouco ordenada

SE

Muito ordenada

SW

Intermitente

SI

GU Lodoso GU*

Quantidade de gravilha

GT Argiloso GT*

Solos de granulado misturado SU Lodoso SU*

Quantidade de areia

ST Argiloso ST*

Lodo

Solos de granulado fino

Argila

Ligeiramente plástico

UL

Medianamente plástico

UM

Nitidamente plástico

UA

Ligeiramente plástico

TL

Medianamente plástico

TM

Nitidamente plástico

TA

Esta tabela representa o esquema de classificação do solo de acordo com a Norma DIN 18196. Foi feita uma distribuição de solos mais pormenorizada, com base em percentagens por massa, tamanho de partículas e limites de conteúdo de água.

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2.2. Densidades típicas de diferentes solos

Material / solo

Densidade g/cm³

Solos coesivos

1,65 - 2,05

Terra, húmido

1,5

- 1,7

Terra, saturada com água

1,7

- 1,9

Terra, seca

1,4

- 1,6

Areia fina

1,6

- 1,9

Areia grossa

1,6

- 1,9

Gravilha, molhada

1,9

- 2,1

Gravilha, seca

1,7

- 1,9

Lama

1,25 - 1,6

Solo arável

1,25 - 1,45

Areia do Reno 0/2, seca

1,4

- 1,6

Areia, húmida

1,7

- 1,9

Areia, molhada

1,9

- 2,1

Areia, seca

1,5

- 1,65

Lodo

1,4

- 1,7

Rocha britada (fragmentos) 5/10, seca

1,4

- 1,6

Rocha britada 0/63, seca

1,5

- 1,7

Argila, molhada

1,9

- 2,1

Argila, seca

1,7

- 1,9

Turfa

1,0

- 1,25


A tabela mostra exemplos da densidade aproximada de vários solos. Não é necessário referir que os valores especificados dependem da composição exacta do solo e do seu conteúdo de água São valores de referência que podem ser utilizados para fazer uma estimativa..





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2.3. Tamanho das partículas Intervalos do tamanho das partículas

o d s o a v r i i e s n e e o p c o o ã d n a l s u o n l a o r S G

s o o r v a d t i a n s e l u e o m n i c s a r d o l G e s o S

Designação

Tamanhos de comparação

> 200

-

mm

Blocos

63

- 200

mm

Pedras

20

- 63

mm Grosso

6,3

- 20

mm Médio

2

- 6,3

mm Fino

Mais pequeno do que ervilhas, mas maior do que cabeças de fósforos

0,63

- 2

mm Grosso

Maior do que sêmola, mas mais pequeno do que uma cabeça de fósforo

0,2

- 0,63

mm Médio

0,063

- 0,2

mm Fino

0,02

- 0,063

mm Grosso

0,0063

- 0,02

mm Médio

0,002

- 0,0063 mm Fino

< 0,002 -

Maior do que nozes, mas mais pequeno do que um ovo de galinha

Gravilha Maior do que ervilhas, mas mais pe queno do que nozes

Igual a sêmola

Areia

Mais pequeno do que sêmola, mas as partículas individuais ainda são visíveis

Lodo

mm

As partículas individuais já não são visíveis a olho nu

Argila

A comparação de tamanhos com referências comuns do dia-a-dia facilita a estimativa do tamanho das partículas de diversos solos.

2.4. Capacidade de carga e grau de compactação Camada

Módulo de deformação Grau de compacEv2 [MN/m²] tação Dpr [%]

Desvio da altura nominal [cm]

Irregularidade [mm/4 m]

> 45

-

-

-

Camada anti-congelante Classe de construção SV, I a V

> 120 1

103

± 2,0

-

Camada anti-congelante. Classe de construção VI

> 100

100

± 2,0

-

103

± 2,0

< 20

Nível de formação

Camada base de gravilha e pedra britada

> 120, 150 o bien 180

2

Classe de construção V: Ev2 > 100 MN/m² De acordo com o material, a espessura da camada e o módulo de deformação da base

1 2

Esta tabela mostra os requisitos mínimos para as várias camadas em trabalhos de compactação de terras, relativamente à capacidade de carga e ao grau de compactação mais comuns na Alemanha.

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As sugestões nesta secção do livro abordam os as suntos básicos da compactação de as falto. Também são dadas algumas recomendações breves sobre compactação para os tipos de asfalto mais frequentes.

3.1. Preparação para o trabalho (lista de verificação) Antes de ligar o cilindro: •

Veja à volta do cilindro, se não existem obstáculos nas zonas de trabalho e de circulação

•

Nos dias mais frios, antes de iniciar o trabalho, certifique-se de que nada congelou nos rolos nem nos pneus

•

Verifique o funcionamento das luzes, dos indicadores e do pirilampo

•

Verifique os níveis de óleo do motor e do sistema hidráulico

•

Verifique os filtros de água e o sistema de pulverização

•

•

•


Deixe o equipamento aquecer lentamente, até o motor e o sistema hidráulico atingirem a temperatura operacional M E G A N A L P A R R E T

No caso de cilindros de pneus, verificar a pressão do ar No caso de cilindros de pneus e de cilindros combinados, verifique o funcionamento do sistema de aquecimento de pneus

Ao concluir o trabalho ou quando há interrupções prolongadas: •

Ao estacionar, imobilize bem o cilindro

•

Desligue o botão de isolamento da bateria após a conclusão do trabalho

•


Nos dias mais frios, se existir o risco de gelo, esvazie os tanques de água e o sistema de pulverização completamente e estacione o equipamento sobre um estrado de madeira

Geral: •

Cumpra os intervalos de mudança de óleo e de manutenção


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3.2. Regras básicas para compactação de asfalto

•

A preparação e a execução de um trabalho de compactação devem ser vistas de acordo com o tipo de mistura, com as condições da obra e com as condições atmosféricas.

•

Número de cilindros O número necessário de cilindros depende dos seguintes factores: •

•

•

•

Desempenho de pavimentação; tipo e peso dos cilindros; área a compactar Compactabilidade da mistura Pré-compactação da pavimentadora Tempo de compactação disponível

Aplica-se aqui o seguinte princípio: “Um só cilindro é o mesmo que nenhum cilindro”. Se existir apenas um cilindro na obra, é impossível garantir uma operação contínua, caso o cilindro avarie (até as questões mais triviais podem levar a que o cilindro tenha que parar). Número de passagens O número necessário de passagens depende dos seguintes factores: •

•

•

•

•

•

•

Tipo e peso dos cilindros Velocidade de trabalho Espessura do pavimento Relação entre temperatura e as condições atmosféricas Compactabilidade da mistura Pré-compactação da pavimentadora Estabilidade da sub-base

Se as velocidades forem demasiado baixas, o risco de formação de ondas provocado pelos movimentos na direcção é muito elevado Se as velocidades forem demasiado baixas, podem acontecer irregularidades durante a compactação com vibração

Temperatura do cilindro A temperatura ideal para o asfalto varia, aproximadamente, entre 140º e 100º C. A maioria dos tipos de asfalto pode ser compactada com vibração e oscilação, dentro destes valores. Com temperaturas superiores, deve utilizar-se a compactação dinâmica, com algumas precauções, de forma a evitar alterações ou a desagregação do material (por ex., levantamento do betume). Em algumas circunstâncias (por ex., no caso do asfalto de baixa estabilidade), a compactação deve ser feita em modo estático, a temperaturas superiores a 140º C. Com temperaturas inferiores a 100º C, a compactação deve ser feita com oscilação ou em modo estático, para evitar a destruição de partículas. Peso do cilindro Os cilindros de estradas têm pesos operacionais entre 1,5 e 14 toneladas. Podem ser subdivididos em: •

Cilindros leves (compactos)

1,5 - 6 t

•

Cilindros médios

7 - 11 t

•

Cilindros pesados

11 - 14 t

Princípios da utilização de um cilindro com vibração Não é possível ter dados numéricos absolutos sobre o número de passagens sem conhecer estes parâmetros.

•

Velocidade do cilindro As velocidades típicas, para todos os cilindros de estradas, variam entre 3 km/h e 6 km/h. •

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Se a velocidade for demasiado elevada, na compactação por vibração, existe o risco de formação de ondulações (efeito “tábua de lavar roupa”)

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•

•

No caso de já existir alguma pré-compactação feita pela pavimentadora, a primeira passagem deve ser estática (para evitar alterações no material) A amplitude e a frequência devem ser escolhidas de acordo com o tipo de asfalto e a espessura do pavimento A vibração deve ser desactivada antes da inversão (sentido normal de condução e marcha-atrás)

COMPACTION

Regras: •

•

•

•

•

Compactar as camadas de desgaste a uma amplitude baixa e frequência alta Compactar camadas espessas (8 cm ou mais) primeiro a uma amplitude alta e depois a uma amplitude baixa Em terrenos inclinados, a compactação com vibração deve ser feita apenas a subir. No sentido descendente, a compactação deve ser estática

•

Em terrenos inclinados e com cilindros combinados, as rodas devem ser posicionadas no lado mais baixo, para garantir a melhor tracção possível Com uma temperatura da mistura asfáltica abaixo dos 100º C, a compactação deve ser apenas estática ou com oscilação. Se a compactação for com vibração, existe o risco de destruição de partículas , de ruptura na estrutura das partículas (provocando fissuras) e de destruição da aderência das camadas

Fissuras na compactação

As fissuras nas camadas de desgaste são extremamente prejudiciais. Se não forem impermeabilizadas, permitem a entrada de água e sujidades na estrutura asfáltica


Se o asfalto estiver suficientemente quente, estas fissuras podem ser fechadas com cilindros de pneus e cilindros combinados, graças ao efeito misturador e flexível dos pneus

As fissuras longitudinais no asfalto acontecem: •

As fissuras transversais no asfalto acontecem: •


Quando a compactação tiver sido adiada por demasiado tempo durante a colocação de camadas, ou se o asfalto arrefecer muito e demasiado depressa devido ao vento ou ao excesso de pulverização de água. Neste caso, a superfície arrefeceu, mas a zona central interior ainda está quente. O cilindro destrói esta “cobertura” e as fissuras aparecem.

Consequências:

• •


Quando o cilindro empurra uma “onda” à sua frente. Isto acontece quando existe uma ligeira pré-compactação e com a utilização prematura de cilindros pesados. •


Devido à fragmentação da mistura quando se utilizam cilindros pesados. Nestes casos, a superfície arrefeceu, mas a zona central interior ainda está quente. O cilindro destrói esta “cobertura” e as fissuras aparecem. Este efeito surge quando a compactação foi iniciada nos extremos mais altos de áreas com inclinação transversal. Nestes casos, não há nenhum ponto de contacto que suporte o próprio cilindro


Devido a falhas na sub-base

O gráfico exibe os intervalos de temperatura a que os vários sistemas de compactação devem ser utilizados.


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3.3. Regras da compactação (10 regras) 1ª Regra: Compactar o mais próximo possível da pavimentadora Para a optimização do trabalho de compactação e para a melhor utilização possível da temperatura, a compactação deve ser iniciada o mais depressa possível, depois de espalhado o asfalto. No entanto, para evitar alterações no material, a compactação não deve ser iniciada demasiado cedo. As temperaturas próximas dos 140º C já demonstraram ser vantajosas em muitos casos. No entanto e dependendo da mistura asfáltica, a temperatura para o início da compactação pode ser diferente. A compactação deve terminar com o asfalto a temperaturas entre os 80º e os 100º C. Características típicas de uma compactação prematura: •

•

•

•

Saliências próximas do rolo Fissuras transversais atrás do rolo Apesar da pulverização, o asfalto cola-se ao rolo Fortes alterações em frente ao rolo

Deixar a costura central (aproximadamente 15 cm) como está e compactá-la apenas no fim. 3ª Regra: Ao compactar, começar sempre na extrema mais baixa Ao compactar estradas com uma inclinação transversal ou com curvas, deve começar-se a compactar a par tir do lado mais baixo. Isto cria um suporte sobre o qual o cilindro se pode apoiar. Na passagem final, deve compactar-se em modo estático, de cima para baixo, de modo a retirar quaisquer marcas que ainda existam no asfalto. 4ª Regra: Desactivar a oscilação/vibração antes de mudar de direcção Não activar a vibração/oscilação antes de ligar o motor. Também se deve desactivar o modo de compactação antes de mudar de direcção; só depois deve ser reactivado. Quando se vibra/oscila com o equipamento parado, formam-se ondas no asfalto que dificilmente se conseguem remover com a passagem de cilindros. Nestas alturas, o modo automático é muito conveniente para o operador, pois a vibração/oscilação é desactivada automaticamente e é reiniciada assim que o rolo passa ou baixa de uma determinada velocidade.

2ª Regra: Compactar primeiro as costuras (ligações) Costura transversal: Iniciar a compactação da costura transversal a partir do lado frio, com uma sobreposição sobre o asfalto quente de 10 a 20 cm. Não circular longitudinalmente sobre a costura transversal ou em ângulo (só em casos excepcionais, se a área de trabalho for muito limitada) porque esta acção forma uma ondulação sobre a qual já não será possível passar novamente. Costura longitudinal durante a pavimentação “quente sobre frio”: Iniciar a compactação da costura longitudinal a partir do lado frio, com uma sobreposição sobre o asfalto quente de aproximadamente 10 a 20 cm. Apenas compactar em modo estático ou com oscilação, para evitar danos no asfalto frio. Começar a compactação da restante superfície do lado contrário à costura. Costura longitudinal durante a pavimentação “quente sobre quente”: Página 114

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Antes de mudar de direcção, também se deve virar um pouco o cilindro para dentro, de modo a que a pequena onda que se forma não fique colocada transversalmente, mas sim com um pequeno ângulo junto à faixa de compactação. Este ângulo marginal pode depois ser removido facilmente em outras passagens. 5ª Regra: Mudar sempre a direcção do cilindro suavemente Para evitar ondulações no asfalto e por uma questão de princípio, as acelerações e desacelerações devem ser suaves – isto aplica-se sobretudo à mudança de direcção. Só com grande dificuldade é que estas ondas podem ser removidas, mesmo com mais passagens. 6ª Regra: Circular para a frente e para trás na mesma faixa Circular para a frente (no sentido da pavimentadora) e para trás (no sentido do asfalto mais frio) na mesma faixa, de forma a garantir uma compactação uniforme e para evitar mudanças de direcção no asfalto quente. Utilizar a direcção tipo caranguejo (10 cm) para evitar

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cortes no asfalto, pois deste modo os rolos não passam totalmente sobre a mesma faixa. As faixas de compactação devem sobrepor-se nos lados (aproximadamente 10 cm), de modo a que não existam partes que não sejam compactadas.



DEZ REGRAS PARA OPERADORES DE CILINDROS

7ª Regra: Mudar de faixa de compactação pelo lado frio I.

COMPACTAR O MAIS PRÓXIMO POSSÍVEL JUNTO À PAVIMENTADORA

II.

COMPACTAR PRIMEIRO AS COSTURAS (LIGAÇÕES)

A mudança de faixa de compactação deve ser feita pelo lado do asfalto frio, de modo a evitar deformações. 8ª Regra: Compactar em faixas paralelas A superfície deve ser compactada em faixas paralelas para garantir uma compactação tão uniforme quanto possível. Se possível, não se deve mudar a direcção do cilindro nas faixas directamente adjacentes; a mudança de direcção deve ser feita num local afastado por alguns metros. Isto evita ondas no pavimento.

III. COMEÇAR SEMPRE NA EXTREMA MAIS BAIXA

9ª Regra: Os rolos devem ser suficientemente pulverizados para evitar a aderência de materiais

VI. CIRCULAR PARA A FRENTE E PARA TR ÁS NA MESMA FAIXA

Água insuficiente: Se a pulverização de água for insuficiente, o asfalto cola-se ao cilindro e tem de ser raspado. Entretanto, o cilindro não pode compactar. Em camadas de desgaste, a colagem do asfalto ao rolo produz marcas que não podem ser removidas. Demasiada água: Com demasiada água no rolo, o asfalto arrefece mais depressa, o que reduz o tempo disponível para a compactação. Além disso, em alguns casos, a superfície do asfalto pode tornar-se porosa e mais susceptível ao desgaste.

IV. DESACTIVAR A OSCILAÇÃO/VIBRAÇÃO ANTES DE MUDAR DE DIRECÇÃO V.


MUDAR SEMPRE A DIRECÇÃO DO CILIN DRO SUAVEMENTE


VII. MUDAR DE DIRECÇÃO DE COMPACTAÇÃO PELO LADO FRIO VIII. COMPACTAR EM FAIXAS PARALEL AS IX. OS ROLOS DEVEM SER SUFICIENTEMENTE PULVERIZADOS PARA EVITAR A ADERÊNCIA DE MATERIAIS X.

NUNCA IMOBILIZAR O C ILINDRO SOBRE ASFALTO QUENTE


Cilindros de pneus: Pulverize os pneus com um aditivo especial no início do trabalho de compactação. Normalmente, depois de ficarem quentes (aquecidos pelo asfalto), a aderência deixa de se verificar.


10ª Regra: Nunca deixar o cilindro no asfalto quente Se o cilindro ficar estacionado no asfalto quente, acaba por provocar deformações e ondulações muito rapidamente e que na sua maioria já não se conseguem retirar.

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3.4. Padrões de compactação Neste capítulo apresentamos os padrões de compactação mais comuns para as diversas condições de pavimentação. A numeração das faixas indica a sequência da compactação. Geralmente, aplica-se o seguinte: •

•

•

Antes de mudar de direcção, deve virar-se um pouco o cilindro, para que a ligeira impressão que daí resulta, não seja transversal, mas que tenha um ângulo ligeiro em relação à faixa de compactação (ver regras de compactação - 4ª Regra). Uma impressão angular é depois alisada nas passagens seguintes. Uma impressão transversal à faixa de compactação acabaria apenas por ser reforçada, com as passagens seguintes. Por motivos de simplificação, isto não é apresentado nos gráficos. As faixas de compactação devem sobrepor-se nos lados (aproximadamente 10 cm), evitando-se assim pequenas tiras não compactadas (ver regras de compactação - 6ª Regra). A mudança das faixas deve ser feita em zonas em que o asfalto já tenha arrefecido, de modo a evitar deslocações de material no asfalto quente.

Deve virar-se para dentro antes da pavimentadora, de forma a que a impressão que daí resulta não seja transversal à faixa, mas que tenha um ligeiro ângulo.

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Mudança de faixa apenas no asfalto arrefecido. M E G A N A L P A R R E T

Pavimentação sem reforço lateral



A primeira fixa de compactação (faixa 1) inicia-se a uma distância de cerca de 20 cm da lateral. Se iniciar a compactação directamente alinhado com a extrema da via, o cilindro pode desviar-se para a berma. Nas faixas seguintes (2 e 3), a área é compactada ficando por compactar apenas uma pequena faixa no lado oposto. As duas faixas estreitas, à direita e à esquerda (faixas 4 e 5) são compactadas no fim.

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Pavimentação com reforço lateral (por ex., um lancil)

A primeira faixa de pavimentação (faixa 1) pode ser iniciada directamente sobre a lateral porque não é possível o cilindro desviar-se na direcção do lancil. A área restante, até ao lado oposto, é compactada com as próximas faixas (faixas 2 e 3).

Pavimentação “quente sobre frio”

Pavimentação “quente sobre frio” Para simplificar a demonstração, assume-se que há um reforço lateral, aqui representado no lado livre. Com a primeira e a segunda faixas (faixas 1 e 2), a costura é compactada, numa primeira fase, a partir do lado frio, com uma sobreposição de 10 a 20 cm, e em seguida com uma sobreposição da largura de meio rolo. Depois, no outro lado começa-se directamente na zona contígua ao reforço lateral (faixa 3) e a compactação desenvolve-se em direcção à costura (faixas 4 e 5).

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Pavimentação “quente sobre quente” com dois cilindros



Para simplificar, assume-se que há um reforço lateral nos dois lados. Ambos os cilindros começam directamente sobre as extremas (faixa 1 em cada caso) e depois compacta-se a faixa seguinte (faixa 2 em cada caso) de modo a produzir uma faixa de 15 15 cm de largura, aproximadamen te, à esquerda e à direita da costura. Um dos cilindros compact a depois a costura restante (faixa 3).



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3.5. Camada base Cilindro

Cilindros pesados

Amplitude

Iniciar com amplitude alta

Passagens

Várias passagens

Modo de compactação

Vibração e oscilação

Considerações

Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser estática Fácil processamento.

3.6. Camada de Binder Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude alta

Passagens

Número médio de passagens



Considerações

Material sensível a deslocamentos Evitar velocidades baixas Evitar temperaturas muito altas Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser estática

3.7.. Camada de desgaste 3.7

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Cilindro

Cilindros médios e pesados

Amplitude


Passagens

Várias passagens



Considerações

Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser estática

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3.8. Pavimento em betão


Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Evitar velocidades baixas Evitar temperaturas muito altas Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser estática


3.9. Mastique asfáltico de pedra (MAP) Cilindro


Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Acautelar as temperaturas excessivas, para evitar o levantamento de betume Na maioria dos casos, fácil processamento



3.10. 3.1 0. Asfalto de baixa temperatura Cilindro


Amplitude

Amplitude alta para a camada de binder e a camada base Amplitude baixa para a camada de desgaste

Passagens




Considerações

Expansão da temperatura da zona de compactação de 10 a 20 ºC para temperaturas mais baixas

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3.11. Asfalto drenante Cilindro

Cilindros compactos (leves) e médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens

Número de passagens baixo / médio


Estático ou vibração

Considerações

Acautelar as temperaturas excessivas, para evitar o levantamento de betume Apenas um pequeno número de passagens com vibração As bermas não devem ser compactadas com um sistema de pressão de bermas porque, caso contrário, a água não é drenada

3.12. Asfalto poroso (AP) Cilindro

Cilindros compactos (leves) e médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Acautelar as temperaturas excessivas, para evitar o levantamento de betume Apenas um pequeno número de passagens com vibração As bermas não devem ser compactadas com um sistema de pressão de bermas porque, caso contrário, a água não é drenada

3.13. Asfalto poroso de duas camadas (APDC)

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Cilindro

Cilindros leves e de peso médio

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Evitar temperaturas excessivas de modo a evitar o levantamento de betume Apenas um pequeno número de passagens com vibração As bermas não devem ser compactadas com um sistema de pressão de bermas porque, caso contrário, a água não é drenada

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3.14. Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” (Pavimentação em linha)


Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens

Número reduzido de passagens


Oscilação, em particular, e vibração

Considerações

Material sensível a deslocamentos Iniciar a compactação a temperaturas baixas, porque a camada é muito espessa e o asfalto só arrefece lentamente Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser em modo estático No caso de deslocamentos, compactar apenas com oscilação


3.15. Pavimentação da camada fina Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Nenhuma

Passagens

Número reduzido de passagens


Só oscilação ou estático

Considerações

Oscilar apenas numa única direcção (em direcção à pavimentadora) Formação de ondulações se utilizar a vibração



3.16. Reciclagem a frio Cilindro

Cilindros pesados

Amplitude


Passagens

Varias passagens



Considerações

Se a estabilidade do asfalto é baixa, a compactação das duas primeiras passagens deve ser feita em modo estático

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3.17. Reperfilamento Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Tendência para formar fissuras Espaço de tempo curto para a compactação

3.18. Repavimentação Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Tendência para formar fissuras Espaço de tempo curto para a compactação

3.19. Remistura

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Cilindro

Cilindros médios

Amplitude

Amplitude baixa

Passagens




Considerações

Espaço de tempo curto para a compactação

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4. Tabelas de asfalto


As duas tabelas abaixo permitem classificar e clarificar as áreas de aplicação dos vários tipos de betume.

4.1. Classificação do betume (antiga – nova) Betume convencional para estradas DIN 1995 (antiga)

Betume modificado com polímeros

DIN EN 12591 (nova)

TL PmB

Tipo

SP R&B

Penetração

Tipo

SP R&B*

Penetração

Tipo

SP R&B

Penetração

B 25

59 - 67

20 - 30

20/30

55 - 63 (57 - 63)

20 - 30

BMP 25 A

63 - 71

10 - 40

B 45

54 - 59

35 - 50

30/45

52 - 60 (53 - 59)

30 - 45

BMP 45 A

55 - 63

20 - 60

B 65

49 - 54

50 - 70

50/70

46 - 54 (48 - 54)

50 - 70

BMP 65 A

48 - 55

50 - 90

B 80

44 - 49

70 - 100

70/100

43 - 51 (43 - 49)

70 - 100

BMP 130 A

40 - 48

120 - 200

B 200

37 - 44

160 - 210

160/220

35 - 43 (37 - 43)

160 - 220

-

-

-



O betume para estradas, de acordo com as normas antigas e mais recentes, é comparado com os tipos de betume modificado com polímeros. * Os fabricantes de betume alemães concordaram em limitar as variações de produção para 6° C (valores entre parêntesis)

4.2. Áreas de aplicação Betume modificado com polímeros para TL PmB

Betume convencional para estradas DIN 1995

B 25

B 45

B 65

B 80

B 200

DIN EN 12591

20/30

30/45

50/70

70/100

160/220

PmB 25 A

PmB 45 A

PmB 65 A


PmB 130 A

Camada base Camada de Binder o t n e m i v a p e d o p i T

Betão Mastique asfáltico de pedra Asfalto poroso S A L E B A T E S E Õ T S E G U S

Mastique asfáltico Camada de desgaste Impermeabilização de juntas

Engenharia hidráulica Áreas de aplicação de betume convencional e betume modificado com polímeros Utilização normal Utilização em casos especiais

Não adequado

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5. Especificações internacionais Exemplos de especificações para trabalhos de compactação com cilindros na Grã-Bretanha, França e Estados Unidos da América.

5.1. Grã-Bretanha Na Grã-Bretanha, os cilindros são classificados de acordo com o tipo de cilindro e com “factor peso” calculado. A par tir desta classificação, identifica-se o número de passagens necessárias sobre materiais específicos. MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR H IGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HI GHWAY WORKS SERIES 800 ROAD PAVEMENTS - UNBOUND, CEMENT AND OTHER HYDRAULICALLY BOUND MIXTURES Clause 802 Transport, Laying, Compaction and Trafficking of Unbound Mixtures Transporting (…) Compaction (…) 7 Compaction of unbound mixtures shall be carried out by a method specified in Table 8/4, unless the Contractor demonstrates at site trials that a state of compaction achieved by an alternative method is equivalent to or better than that using the specified method. (…) 9 For the purposes of Table 8/4 the following shall apply: (i) The number of passes is the number of times that each point on the surface of the layer being compacted shall be traversed by the item of compaction plant in its operating mode (or struck, in the case of power rammers). (…)

MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR H IGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HI GHWAY WORKS SERIES 900 ROAD PAVEMENTS – BITUMINOUS BOUND MATERIALS Clause 901 Bituminous Pavement Materials Compaction 13 Bituminous materials shall be laid and compacted in layers which enable the specified thickness, surface level, regularity requirements and compaction to be achieved. (…) 15 Except where otherwise specified compaction shall be carried out using 8-10 tonnes dead weight smooth wheeled rollers having a width of roll not less than 450 mm, or by multi-wheeled pneumatic-tyred rollers of equivalent mass, or by vibratory rollers or a combination of these rollers. Surface course and binder course material shall be surface finished with a smooth-wheeled roller which may be a deadweight roller or a vibratory roller in nonvibrating mode. Vibratory rollers shall not be used in vibrating mode on bridge decks. 16 Vibratory rollers may be used if they are capable of achieving at least the standard of compaction of an 8-tonnes deadweight roller. They shall be equipped or provided with devices, indicating the frequency at which the mechanism is operating and the travel speed. The performance of vibratory rollers proposed for use shall be assessed as follows: (…) (ii) by the Contractor producing evidence of independent trials demonstrating that, under comparable conditions, a state of compaction at least equivalent to that obtained using an 8-tonnes deadweight roller is achieved by the make and model of vibratory roller proposed for use. (…)

SPECIFICATION FOR THE REI NSTATEMENT OF OPENINGS IN HIGHWAYS – Second Edition (HAUC) APPENDIX A8 Compaction Requirements (…) NG1.6 Alternative Options (…) 3) Alternative compaction equipment Alternative compaction equipment, including any compaction device not specifically permitted within Section S10 and Appendix A8, may be permitted, provided it has been proven to be capable of achieving the performance requirements permitted in S ection S10, Appendix A2 and/or Appendix A8. a) For all compaction plant not shown in Appendix A8, an approved operating procedure should be established, by development testing, in an appropriate trench environment with the relevant material options to meet the performance requirements permitted in Section S10, Appendix A2 and/or Appendix A8. The development testing shall be verified by an independent, accredited laboratory. b) Where alternative compaction plant is intended to be used on more than one type of material, as defined in Appendix A8, an approved compaction procedure shall be established, as defined in section NG1.6(3) a) above, for each intended category of material. (…)

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COMPACTION


MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR H IGHWAY WORKS VOLUME 1 SPECIFICATION FOR HI GHWAY WORKS SERIES 600 EARTHWORKS


Clause 612 Compaction of Fills General 1 Except for dynamic compaction, which shall comply with Clause 630, and unless otherwise described in Appendix 6/3, the Contractor shall carry out compaction in compliance with this Clause, as soon as practicable after deposition, on all those Classes of fill in Table 6/1 which require to be compacted. 2 Compac tion shall be either method or end-produ ct as required for the Class of fill in Table 6/1, using plant appropriate to the Class of fill and the site conditions. (…) Method Compaction (…) 6 Plant and methods not included in Table 6/4 shall only be used providing the Contractor demonstrates at site trials that a state of compaction is achieved by the alternative method equivalent to that obtained using the specified method. (…) 9 The Contractor or Overseeing Organisation may carry out field dry density tests as described in sub- Clause 15 of this Clause on material compacted to method requirements at a frequency defined in Appendix 6/3. If the results of field tests show densities which indicate the state of compaction to be inadequate, then if this is due to failure of the Contractor to comply with the requirements of the Contract, the Contractor shall carry out such further work as is required to comply with the Contract. 10 For the purpose s of Table 6/4 the following shall apply: (i) The minimum number of passes N is the minimum number of times that each point on the surface of the layer being compacted shall be traversed by the item of compaction plant in its operating mode, or struck by power rammers or falling weight compactors. D is the maximum depth of the compacted layer. (…) (iii) The compaction plant in Table 6/4 is categorised in terms of static mass. The mass per metre width of roll is the total mass on the roll divided by the total roll width. Where a smooth wheeled roller has more than one axle the category of the machine shall be determined on the basis of the axle giving the highest value of mass per metre width. (…) End-product Compaction (…)


TABLE 6/1: Acceptable Earthwork s Materials: Classification and Compaction Requireme nts Compaction Methods and Materials Method 1

Wet cohesive material Selected wet cohesive material Chalk

Method 2

Dry cohesive material Well graded granular material Selected well graded granular material Stony cohesive material Selected stony cohesive material

Method 3

Silty cohesive material Uniformly graded granular material Selected uniformly graded granular material Selected granular material

Method 4

Chalk Selected uniformly graded granular material

Method 5

Coarse granular material Selected coarse granular material

Method 6

Selected granular material Selected granular material (coarse grading) Selected granular material (fine grading) Cement stabilised well graded granular material Lime and cement stabilised well graded granular material

Method 7

Cement stabilised silty cohesive material Lime stabilised cohesive material Lime and cement stabilised cohesive material

End product (test)

Reclaimed pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density) Selected conditioned pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density) Selected granular material (90-95% of max. dry density) Selected well graded granular material (95% of max. dry density) Selected cohesive material (100% of max. dry density) Cement stabilised conditioned pulverised fuel ash cohesive material (95% of max. dry density)




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Type of Compaction Plant Category Vibratory tamping roller

kg/m (kg/wheel)

Mass per metre width of a vibratory roll: over 1800 kg up to 2300 kg over 2300 kg up to 2900 kg over 2900 kg up to 3600 kg over 3600 kg up to 4300 kg over 4300 kg up to 5000 kg over 5000 kg

Vibratory roller

Hamm Model

3205P 3307P 3410P 3411P 3412P 3414P 3516P 3518P 3520P

2204 2345 2827 3089 3173 3869 4393 4896 5667

HD10C HD8 HD12 HD10 HD13 HD14 DV40 3205 3307VIO HD75 3307 3410 HD70 HDO70V HD75.4 HD075V HD90 HDO90V HD90.4 DV70 DV70VO DV90 DV90VO 3411 3412 3412VIO HD110 HD120 HDO120V HD130 3414 3414VIO 3516 3518 3520 3625

770 888 1050 1150 1396 1496 1704 1927 2107 2262 2345 2652 2393 2557 2375 2405 2714 2762 2896 2597 2597 2801 2708 2921 3126 3126 3119 3086 3066 3203 3836 3836 4346 5100 5622 7284

Type of Compaction Plant

Category

Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating without vibration)

Mass per metre width of roll:

Mass per metre width of a vibratory roll:

over 700 kg up to 1300 kg


over 1800 kg up to 2300 kg over 1800 kg up to 2300 kg over 2300 kg up to 2900 kg




over 3600 kg up to 4300 kg over 4300 kg up to 5000 kg over 5000 kg

Hamm Model

3307 3307VIO 3410 HD70 HDO70V over 2100 kg up to 270 0 kg HD75 HDO75V HD75.4 DV70 DV70VO 3411 3412 3412VIO 3414 3414VIO 3516 3518 HD90 over 2700 kg up to 5400 kg HD90.4 HDO90V HD110 HD120 HDO120V HD130 DV90 DV90VO 3520 3625 over 5400 kg HW90B/10 HW90B/12

over 4000 kg up to 6000 kg Pneumatic-tyred roller

3516P 3518P 3520P

4393 4896 5667

GRW10 HD150 TT GRW15 GRW18 GRW10

110 0 1791 1500 1800

Mass per wheel: over 1000 kg up to 1500 kg


(half ballasted)


GRW15 (half ballasted)

GRW10 (full ballasted)


GRW21 GRW15


GRW24 GRW21 (half ballasted)





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2345 2107 2652 2450 2580 2310 2426 2402 2647 2647 2921 3126 3126 3836 3836 4346 5100 2756 2949 2940 3155 3116 3121 3255 2899 2893 5622 7284 5410 6393

Deadweight tamping roller Mass per metre width of roll:

(full ballasted)

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kg/m (kg/wheel)

1800 2250 2500 2650 2650 3000 3000 3075 3250 3500 3500 3500

COMPACTION


TABLE 8/4: (11/04) Compaction Requirements for Unbound Mixtures (This Table is to be read in conjunction with sub -Clause 802.9) Type of Compaction Plant

Category

Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating without vibration)

Mass per metre width of roll: over 2700 kg up to 5400 kg

Vibratory roller

Number of passes for layers not exceeding the following compacted thicknesses: 110 mm 150 mm 225 mm

Hamm Model

over 5400 kg Mass per metre width of a vibratory roll: over 700 kg up to 1300 kg over 1300 kg up to 1800 kg over 1800 kg up to 2300 kg over 2300 kg up to 2900 kg

over 2900 kg up to 3600 kg over 3600 kg up to 4300 kg over 4300 kg up to 5000 kg over 5000 kg


3411, 3412, 3412VIO, 3414, 3414VIO, 3516, 3518 HD90, HD90.4, HDO90V, HD110, HD120, HDO120V, HD130 DV90, DV90VO 3520, 3625, HW90B/10, HW90B/12

HD8, HD10C, HD10, HD12 HD13, HD14 DV40 3205, 3307VIO HD75 3307, 3410 HD70, HDO70V, HD75.4, HD075V, HD90, HDO90V, HD90.4 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO 3411, 3412, 3412VIO HD110, HD120, HDO120V, HD130 3414, 3414VIO 3516 3518, 3520, 3625

16

unsuitable

unsuitable

8

16

unsuitable

8*

unsuitable

unsuitable

3*

8*

unsuitable

4 2* 3

6 3* 5

10 5* 9

2*

3*

5*

3 2* 2 2 2

5 3* 4 4 3

8 4* 7 6 5


Table has to be viewed in accordance to „MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS (VOLUME 1), SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS“, especially Clause 802“ * Passes (N) have been halved because of Clause 802 /9/(iv)/(b)


Specification for the Reinstatement of Openings in Highways – Second Edition Table A8.1-3 Compaction Requirements for Granular, Cohesive and Cement Bound Materials, Chalk Materials and Bituminous Mixtures Compaction Plant and Weight Category

Hamm Model

Cohesive Material (less than 20% granular content)

Granular Material (20% or more granular content including cement bound material)

Minimum Passes/Lift for compacted lift thickness up to


Chalk Material Minimum Passes/Lift for compacted lift thickness up to

Bituminous Mixtures



100 mm 150 mm 200 mm 100 mm 150 mm 200 mm 100 mm 150 mm 200 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

Vibrating Roller Twin Drum 600–1000 kg/m

HD8, HD10C

1000–2000 kg/m

HD10, HD12, HD13, HD14 DV40 HD 70, HDO70V, HD75, HDO75V, HD75.4, HD90, HD90.4, HDO90V HD110, HD120, HDO120V, HD130 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO

Over 2000 kg/m

NP

NP

NP

6

NP

NP

6

8

NP

5

7

NP

NP

4

8

NP

3

6

NP

2

4

6

4

5

6

8

2

3

5#

2

3

4

NP

3

4

3

4

4

6

All Above Plant

For Maximum and Minimum compacted lift thickness See Appendix A2.6, Table A2.3

Notes

NP = Not Permitted Twin drum vibrating rollers are vibrating rollers providing vibration on two separate drums # = Not permitted on wholly cohesive material i.e. clay and/or silt with no particles > 75 micron (µm)


For Maximum and Minimum compacted lift thickness See Appendix A2.6, Table A2.3

Twin drum vibrating rollers are preferred for compaction of bituminous mixtures

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TABLE 6/4: Method Compaction for Earthworks Materials: Plant and Methods (Method 1 to Method 7) (This Table is to be read in conjunction with sub-Clause 612.10)

Type of Compaction Plant Smoothed wheeled roller (or vibratory roller operating without vibration)

Ref No.

Category

Hamm Model

Mass per metre width of roll: 1


3307, 3307VIO, 3410 HD70, HDO70V, HD75, HDO75V, HD75.4 DV70, DV70VO

2


3411, 3412, 3412VIO, 3414, 3414VIO, 3 516, 3518 HD90, HD90.4, HDO90V, HD110, HD120, HDO120V, HD130 DV90, DV90VO

over 5400 kg

3520, 3625, HW90B/10, HW90B/12

3 Deadweight tamping roller

Mass per metre width of roll: 1

Pneumatic-tyred roller


3516P, 3518P, 3520P

Mass per wheel: 1


GRW10

2


HD150TT, GRW15, GRW18, GRW10 (half ballasted)

3



4


GRW10 (full ballasted), GRW15 (full ballasted), GRW18 (half ballasted), GRW18 (full ballasted), GRW21, GRW21 (half ballasted), GRW21 (full ballasted), GRW24, GRW24 (half ballasted), GRW24 (full ballasted)

Vibratory tamping roller

Mass per metre width of avibratory roll: 3


3205P

4


3307P, 3410P

5


3411P, 3412P

6


3414P

7


3516P, 3518P

8

over 5000 kg

3520P

Mass per metre width of a vibratory roll:

Vibratory roller

3


HD8, HD10C, HD10, HD12

4


HD13, HD14 DV40

5


6


7


8


3414, 3414VIO

9


3516

10

over 5000 kg

3518, 3520, 3625

3205, 3307VIO HD75 3307, 3410 HD70, HDO70V, HD75.4, HD075V, HD90, HDO90V, HD90.4 DV70, DV70VO, DV90, DV90VO 3411, 3412, 3412VIO HD110, HD120, HDO120V, HD130

Table has to be viewed in accordance to „MANUAL OF CONTRACT DOCUMENTS FOR HIGHWAY WORKS (VOLUME 1), SPECIFICATION FOR HIGHWAY WORKS - Series 600 Earthworks“, especially Clause 612

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COMPACTION

Method 1

Method 2

Method 3

Method 4

Method 5

Method 6


Method 7

D

N

D

N

D

N

D

N

D

N

N for D = 110 mm

N for D = 150 mm

N for D = 250 mm

N for D = 150 mm

N for D = 250 mm

125

8

125

10

125

10*

175

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

125

6

125

8

125

8*

200

4

unsuitable

16

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

150

4

150

8

unsuitable

300

4

unsuitable

8

16

unsuitable

12

unsuitable

225

4

150

12

250

4

350

4

unsuitable

12


20

unsuitable

4


8

125

6

unsuitable

150

10*

240

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

150

5

unsuitable

unsuitable

300

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

12

unsuitable

175

4

125

12

unsuitable

350

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

6

unsuitable

225

4

125

10

unsuitable

400

4

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

5

unsuitable

150

12

150

12

200

12*

unsuitable

unsuitable

8

12

unsuitable

16

unsuitable

150

9

150

9

250

12*

unsuitable

400

5

6

10

unsuitable

12

unsuitable

200

9

200

9

275

12*

unsuitable

500

6

6

10

unsuitable

10

unsuitable

225

9

225

9

300

12*

unsuitable

600

6

4

8

unsuitable

8

16

250

9

250

9

300

9*

unsuitable

700

6

3

7

12

7

14

275

9

275

9

300

7*

unsuitable

800

6

3

6

10

6

12

100

6**

125

5**

150

6**

125

5**

unsuitable

8**

unsuitable

unsuitable

unsuitable

unsuitable

125

4**

150

4**

200

5* **

175

2**

unsuitable

3**

8**

unsuitable

unsuitable

unsuitable

150

4

150

4

225

12*

unsuitable

unsuitable

4

6

12

12

unsuitable

150

2**

150

2**

225

6* **

unsuitable

unsuitable

2**

3**

6**

6**

unsuitable

175

4

175

4

250

10*

unsuitable

400

5

3

5

11

10

unsuitable

175

2**

175

2**

250

5* **

unsuitable

400

5**

2**

3**

6**

5**

unsuitable

200

4

200

4

275

8*

unsuitable

500

5

3

5

10

10

unsuitable

200

2**

200

2**

275

4* **

unsuitable

500

5**

2**

3**

5**

5**

unsuitable

225

4

225

4

300

8*

unsuitable

600

5

2

4

8

8

unsuitable

250

4

250

4

300

6*

unsuitable

700

5

2

4

7

8

unsuitable

275

4

275

4

300

4*

unsuitable

800

5

2

3

6

6

12



Machine mass is defined including cabin weight. * See Clauses 612/10/(xiv) and 612/6 for fur ther information ** Passes (N) have be en halved because of Clause 612/10/(viii)

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5.2. França

CLASSIFICATION SÉTRA : NORME FRANÇAISE HOMOLOGUÉE

La norme NF P98-736 établit une méthode de classification des différents types de compacteurs à partir des caractères morphologiques et des paramètres les plus significatifs pour la fonction compactage. 1. Classification des compacteurs vibrants de Largeur de cylindre ≥ 1,30m

Suivant leur morphologie, leur mode d‘action et la longueur de génératrice du cylindre pour les compacteurs vibrants, les compacteurs font l‘objet chacun d‘une classification spécifique. Cette classification fait intervenir les caractéristiques de masse du compacteur à travers la charge linéaire statique (M1/L) en kg/cm, ainsi que celles vibratoires avec l’amplitude à vide théorique A0. A0 est fonction du moment excentrique m.e et de la masse vibrante M0 du compacteur.

CLASSIFICATION DES COMPACTEURS VIBRANTS CLASSES

V*0 V*1 V*2 V*3 V*4 V*5

CONDITIONS

(M1/L)√A0

et

A0

entre 7,5 et 15

≥ 0,2

Supérieur à 15

entre 0,2 et 0,6

entre 15 et 25

≥ 0,6

Supérieur à 25

entre 0,6 et 0,8

entre 25 et 40

≥ 0,8

Supérieur à 40

entre 0,8 et 1,0

entre 40 et 55

≥ 1,0

Supérieur à 55

entre 1,0 et 1,3

entre 55 et 70

≥1,3

Supérieur à 70

entre 1,3 et 1,6

Supérieur à 70

≥1,6

Pour les compacteurs mixtes, classer la partie avant VXn (cylindre vibrant) puis celle arrière Pn (pneus).

CLASSIFICATION DES COMPACTEURS VIBRANTS A PIEDS

On peut remarquer que le paramètre (M1/L) √A0 ne tient pas rigueur du rapport des masses, de la fréquence, de la vitesse de translation etc. qui interviennent aussi dans le compactage. Cependant, il est actuellement largement utilisé comme référence française dans le classement des compacteurs vibrants.

CLASSES

VP*0

Les classes sont désignées par V*n (Vibrants) avec un indice n variant de 1 à 5.

VP*1

Suivant la morphologie du compacteur, le symbole * est remplacé par la lettre:

VP*2

•

•

•

T pour Tandem M pour Monoc ylindre X pour Mixte

VP*3 VP*4 VP*5

CONDITIONS

(M1/L)√A0

et

A0

entre 7,5 et 15

≥ 0,2

Supérieur à 15

entre 0,2 et 0,6

entre 15 et 25

≥ 0,6

Supérieur à 25

entre 0,6 et 0,8

entre 25 et 40

≥ 0,8

Supérieur à 40

entre 0,8 et 1,0

entre 40 et 55

≥ 1,0

Supérieur à 55

entre 1,0 et 1,3

entre 55 et 70

≥1,3

Supérieur à 70

entre 1,3 et 1,6

Supérieur à 70

≥1,3

Suivant la morphologie du compacteur, le symbole * est remplacé par la lettre: T pour Tandem et M pour Monocylindre.

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COMPACTION



2. Classification des compacteurs vibrants de Largeur de cylindre ≤ 1,30m Pour les petits compacteurs vibrants de largeur de compactage ≤ 1,30m, le paramètre (M1/L) en kg/cm et la morphologie du compacteur : Monocylindre ou Tandem 1 ou 2 cylindres vibrants sont utilisés pour la classification. Les classes sont désignées par PVn (Petits Vibrants) avec un indice n variant de 1 à 4. COMPACTEURS

TANDEM 1 CYLINDRE VIBRANT

MONOCYLINDRE

CLASSES

TANDEM 2 CYLINDRES VIBRANTS

CONDITIONS (M1/L) en kg/cm

PV 1

(M1/L) < 10

(M1/L) < 7,5

(M1/L) < 5

PV 2

10 ≤ (M1/L) < 15

7,5 ≤ (M1/L) < 12,5

5 ≤ (M1/L) < 10

PV 3

-

12,5 ≤ (M1/L) < 17,5

10 ≤ (M1/L) < 15

PV 4

(M1/L) ≥ 15

(M1/L) ≥ 17,5

(M1/L) ≥ 15

Type

kg*

mm** Classification

kg*


7535

150 0 V X1/ VX0/ PL0

3518 HT P

7535

150 0 V X1/ VX0/ PL0

3520

19800 2220

9575

1680

VT1 / VT0

3520 P

2 00 00 2 22 0 V PM5 / V PM3

9410

1680

VT1 / VT0

3520 HT

19800 2220

8 88 5

16 80 V X1/ VX0/ PL0

3520 HT P

19 90 0 2 22 0 V PM5 / V PM3

8735

16 80 V X1/ VX0/ PL0

3625 HT

24785 2220

3205

5475

1370

GRW 10

9170

3205 P

5 815

1370 V PM1 / V PM1

GRW 15

11680 1986

PL0 / P1

PV 4 / VT 0

3307

6840

1680

HW 90 - 10 t

10600 1100

S1 / S1

PV 4 / VX 0

3307 P

6 84 0

16 80 V PM2 / V PM1

HW 90 - 12 t

12465 1100

S1 / S1

VT1 / VT0

3307 HT

6840

1680

VM2 / VM1

1500

VX1 / PL0

3307 HT P

68 40

1680

VPM2 /VPM1

7705

1500

VT1 / VT0

3307 VIO

6370

1680

VM2 / VM1

7680

1680

VT1 / VT0

3307 HT VIO

6370

1680

VM2 / VM1

7340

1680

VX1 / PL0

3412

12200 2140

VM3 / VM2

HD 75.4

8100

1680

VT1 / VT0

3412 P

12 30 0 214 0 V PM3 / V PM2

HD 75.4 K

7500

1680

VX1 / PL0

3412 HT

12200 2140

HDO 75 V

7965

1680

VT1 / VT0

3412 HT P

12 30 0 214 0 V PM3 / V PM2

HD 90

9190

1680

VT1 / VT0

3412 VIO

11920 2140

VM3 / VM2

HD 90 K

85 85

16 80 V X1/ VX0 /PL 0

3412 HT VIO

11920 2140

VM3 / VM2

HD 90.4

9820

1680

VT1 / VT0

3414

14240 2140

VM3 / VM2

HDO 90 V

9580

1680

VT1 / VT0

3414 P

14 34 0 214 0 V PM3 / V PM2

HDO 90 V BF* 9580

1680

VT1 / VT0

3414 HT

14240 2140

10540 1680

VT2 / VT0

3414 HT P

14 34 0 214 0 V PM3 / V PM2

Type

1445

800

PV 2

DV 70 TV

HD 10 C VV

1575

1000

PV 2

DV 70 TO

HD 10 VV

2320

1000

PV 3

DV 90 VV

HD 10 VT

2220

1000

PV 3

DV 90 VO

HD 12 VV

2540

1200

PV 3

DV 90 TV

HD 12 VT

2440

1200

PV 3

DV 90 TO

HD 13 VV

3675

1300

PV 3

HD 13 VT

3525

1300

PV 3

HD 14 VV

4195

1380

HD 14 VT

4200

1380

HD 70

7265

1500

HD 70 K

6970

HDO 70 V HD 75 HD 75 K

HD 8 VV

HD 110

16 80 V X2 /V X0/ PL0

VM1 / VM1 VM2 / VM1


1986

VM5 / VM3 VM5 / VM3 M E G A N A L P A R R E T

VM5 PL0

* Poids opérationnel ** Largeur de bandage/travail


VM3 / VM2

9225

3414 VIO

14 010 2140

VM3 / VM2

HD 120

12280 1980

VT2 / VT0

3414 HT VIO

14010 2140

VM3 / VM2

HDO 120 V

12250 1980

VT2 / VT0

3516

15755 2140

VM4 / VM2

HD 130

13820 2140

VT2 / VT0

3516 P

15 85 5 214 0 V PM 4 / VP M2

HD 150 TT

14330 1680

PL0

15755 2140

kg*

17 92 0 2 22 0 V PM4 / V PM3

VM3 / VM2

HD 110 K

3516 HT

Type



VM4 / VM2

DV 40 VV

4130

1200

PV 4 / VT0

3516 HT P

15 85 5 214 0 V PM 4 / V PM2

DV 40 TV

3880

1200

PV 4 / VX0

3518

17825 2220

DV 70 VV

7865

1500

VT1 / VT0

3518 P

18 025 2 22 0 V PM 4 / VP M3

DV 70 VO

7865

1500

VT1 / VT0

3518 HT

17820 2220

VM4 / VM3 VM4 / VM3

www.hamm.eu

Página 133

5.3. Instruções sobre cilindros nos EUA

MAXIMUM ROLLING SPEED IN MILES PER HOUR (MPH) TO ACHIEVE DESIRED I MPACTS PER FOOT IMPACTS PER LINEAR FOOT

Página 134

Hertz

VPM

10

11

12

13

14

15

30

1800

2,0

1,9

1,7

1,6

1,5

1,4

31

1860

2,1

1,9

1,8

1,6

1,5

1,4

32

1920

2,2

2,0

1,8

1,7

1,6

1,5

33

1980

2,3

2,0

1,9

1,7

1,6

1,5

34

2040

2,3

2,1

1,9

1,8

1,7

1,5

35

2100

2,4

2,2

2,0

1,8

1,7

1,6

36

2160

2,5

2,2

2,0

1,9

1,8

1,6

37

2220

2,5

2,3

2,1

1,9

1,8

1,7

38

2280

2,6

2,4

2,2

2,0

1,9

1,7

39

2340

2,7

2,4

2,2

2,0

1,9

1,8

40

2400

2,7

2,5

2,3

2,1

1,9

1,8

41

2460

2,8

2,5

2,3

2,2

2,0

1,9

42

2520

2,9

2,6

2,4

2,2

2,0

1,9

43

2580

2,9

2,7

2,4

2,3

2,1

2,0

44

2640

3,0

2,7

2,5

2,3

2,1

2,0

45

2700

3,1

2,8

2,6

2,4

2,2

2,0

46

2760

3,1

2,9

2,6

2,4

2,2

2,1

47

2820

3,2

2,9

2,7

2,5

2,3

2,1

48

2880

3,3

3,0

2,7

2,5

2,3

2,2

49

2940

3,3

3,0

2,8

2,6

2,4

2,2

50

3000

3,4

3,1

2,8

2,6

2,4

2,3

51

3060

3,5

3,2

2,9

2,7

2,5

2,3

52

3120

3,5

3,2

3,0

2,7

2,5

2,4

53

3180

3,6

3,3

3,0

2,8

2,6

2,4

54

3240

3,7

3,3

3,1

2,8

2,6

2,5

55

3300

3,8

3,4

3,1

2,9

2,7

2,5

56

3360

3,8

3,5

3,2

2,9

2,7

2,5

57

3420

3,9

3,5

3,2

3,0

2,8

2,6

58

3480

4,0

3,6

3,3

3,0

2,8

2,6

59

3540

4,0

3,7

3,4

3,1

2,9

2,7

60

3600

4,1

3,7

3,4

3,1

2,9

2,7

61

3660

4,2

3,8

3,5

3,2

3,0

2,8

62

3720

4,2

3,8

3,5

3,3

3,0

2,8

63

3780

4,3

3,9

3,6

3,3

3,1

2,9

64

3840

4,4

4,0

3,6

3,4

3,1

2,9

65

3900

4,4

4,0

3,7

3,4

3,2

3,0

66

3960

4,5

4,1

3,8

3,5

3,2

3,0

67

4020

4,6

4,2

3,8

3,5

3,3

3,0

68

4080

4,6

4,2

3,9

3,6

3,3

3,1

69

4140

4,7

4,3

3,9

3,6

3,4

3,1

70

4200

4,8

4,3

4,0

3,7

3,4

3,2

www.hamm.eu

MPH A tabela indica a velocidade máxima (mph – milhas por hora) a que o cilindro se pode deslocar, a uma determinada frequência, de modo a atingir o número necessário de impactos por pé. (exemplo: 60 Hertz requer uma velocidade de 3,4 mph de modo a atingir 12 impactos por pé)

COMPACTION

MAXIMUM ROLLING SPEED IN FEET PER MINUTE (FPM) TO ACHIEVE DESIRED IMPACTS PER FOOT IMPACTS PER LINEAR FOOT Hertz

VPM

10

11

12

13

14

15

30

1800

180,0

163,6

150,0

138,5

128,6

120,0

31

1860

186,0

169,1

155,0

143,1

132,9

124,0

32

1920

192,0

174,5

160,0

147,7

137,1

128,0

33

1980

198,0

180,0

165,0

152,3

141,4

132,0

34

2040

204,0

185,5

170,0

156,9

145,7

136,0

35

2100

210,0

190,9

175,0

161,5

150,0

140,0

36

2160

216,0

196,4

180,0

166,2

154,3

144,0

37

2220

222,0

201,8

185,0

170,8

158,6

148,0

38

2280

228,0

207,3

190,0

175,4

162,9

152,0

39

2340

234,0

212,7

195,0

180,0

167,1

156,0

40

2400

240,0

218,2

200,0

184,6

171,4

160,0

41

2460

246,0

223,6

205,0

189,2

175,7

164,0

42

2520

252,0

229,1

210,0

193,8

180,0

168,0

43

2580

258,0

234,5

215,0

198,5

184,3

172,0

44

2640

264,0

240,0

220,0

203,1

188,6

176,0

45

2700

270,0

245,5

225,0

207,7

192,9

180,0

46

2760

276,0

250,9

230,0

212,3

197,1

184,0

47

2820

282,0

256,4

235,0

216,9

201,4

188,0

48

2880

288,0

261,8

240,0

221,5

205,7

192,0

49

2940

294,0

267,3

245,0

226,2

210,0

196,0

50

3000

300,0

272,7

250,0

230,8

214,3

200,0

51

3060

306,0

278,2

255,0

235,4

218,6

204,0

52

3120

312,0

283,6

260,0

240,0

222,9

208,0

53

3180

318,0

289,1

265,0

244,6

227,1

212,0

54

3240

324,0

294,5

270,0

249,2

231,4

216,0

55

3300

330,0

300,0

275,0

253,8

235,7

220,0

56

3360

336,0

305,5

280,0

258,5

240,0

224,0

57

3420

342,0

310,9

285,0

263,1

244,3

228,0

58

3480

348,0

316,4

290,0

267,7

248,6

232,0

59

3540

354,0

321,8

295,0

272,3

252,9

236,0

60

3600

360,0

327,3

300,0

276,9

257,1

240,0

61

3660

366,0

332,7

305,0

281,5

261,4

244,0

62

3720

372,0

338,2

310,0

286,2

265,7

248,0

63

3780

378,0

343,6

315,0

290,8

270,0

252,0

64

3840

384,0

349,1

320,0

295,4

274,3

256,0

65

3900

390,0

354,5

325,0

300,0

278,6

260,0

66

3960

396,0

360,0

330,0

304,6

282,9

264,0

67

4020

402,0

365,5

335,0

309,2

287,1

268,0

68

4080

408,0

370,9

340,0

313,8

291,4

272,0

69

4140

414,0

376,4

345,0

318,5

295,7

276,0

70

4200

420,0

381,8

350,0

323,1

300,0

280,0



FPM A tabela indica a velocidade máxima (fpm – pés por minuto) a que o cilindro se pode deslocar, a uma determinada frequência, de modo a atingir o número necessário de impactos por pé (exemplo: 60 Hertz requer uma velocidade de 300 fpm de modo a atingir 12 impactos por pé).





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Página 135

6. Fórmulas e tabelas gerais Esta secção fornece algumas fórmulas para avaliar o desempenho de um trabalho de compactação e para converter unidades de medida.

6.1. Desempenho da compactação Capacidade de compactação a diferentes velocidades de trabalho 2,22 m 2,14 m

m2/h

1,98 m

15000

Exemplo: Velocidade de trabalho: 5 km/h Diâmetro do rolo: 80 cm > capacidade: 3500 m 2 /h

1,68 m 1,50 m 1,37 m 1,30 m

10000

1,20 m

1,00 m

Nota: Calculado com uma largura de rolo -100 mm devido a “sobreposição”

5000

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

km/h

Este diagrama pode ser utilizado para determinar a capacidade de trabalho ( A ) dos cilindros com base na largura do rolo do cilindro e na velocidade. Este exemplo prático mostra como utilizar o diagrama: 1

A fórmula base é:

A n w V

Página 136

Área de trabalho em m²/h com uma passagem Largura do rolo menos 10 cm, em m Velocidade em Km/h

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COMPACTION



Área de trabalho ( A ) com diferentes números de passagens ( n): n

An= A n A n n

A1 n

[m2 /h]

Área de trabalho em m²/h com n passagens Área de trabalho em m²/h com uma passagem Número de passagens

Produtividade volumétrica [metros cúbicos (V )] com diferentes espessuras de camadas (d ) S A N I U Q Á M E D A I G O L N C E T

V= A n d [m3 /h] V A n d

Produtividade volumétrica em m³/h Área de trabalho em m²/h com n passagens Espessura da camada em m

Produtividade da massa ( M ) com uma densidade de material específica (ρ)

M= V ρ [t/h] M V

ρ

Produtividade da massa em t/h Desempenho cúbico em m³/h Densidade específica do material em t/m³




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Página 137

6.2. Conversão de unidades de medida Os próximos diagramas permitem uma rápida conversão de uma unidade para outra. Utilizam-se as fórmulas exactas para uma conversão precisa.

1

1,2

2

1,5

2,5

3

4

5

6

8

10

12

16

14

18

20

Quilómetros

Comprimento 0,65

0,75

1

1

1,5

1,5

3

2

2

5

4

3

6

4

10

8

5

15

6

20

30

8

40

12,5 Milhas

10

100 Metros

80

60

Comprimento 4

6

5

1

1,5

7

8

9

10

3

2

15

4

5

20

6

30

10

8

40

15

50

20

75

100

40

30

150

80

60

200

100

250

300

200

150

Pés

250 Centímetros

Comprimento 0,5

-20

1

0

3

2

20

40

5

4

60

10

80

100

20

120

30

95

60

140

160

Polegadas

200 °C

180

Temperatura 0

40

-20

1

1,5

60

100

80

2

3

120

4

140

5

160

180

6

8

200

10

220

240

15

260

20

280

30

300

40

320

340

60

360

380

80

°F

100 Litros

Volume 0,25

0,5

0,75

1

Diagramas para a conversão rápida de unidades.

Página 138

www.hamm.eu

1,5

2

3

4

5

6

8

10

12

20

26

Galões

COMPACTION

Metric Conversion Table

To convert from

into



Tabela de conversão numérica

multiply by

Converter de

par

multipli car por

Celsius °C

Fahrenheit

(°C × 9/5) + 32

Célsius ° C

Fahrenheit

(°C × 9/5) + 32

centimeters

inches

0.3937

32 centímetros

polegadas

0.3937

cubic centimeters

cu inches

0.06102

centímetros cúbicos

polegadas cúbicas

0.06102

cubic meters

cu feet

35,31

metros cúbico

pés cúbicos

35,31

cubic meters

cu yards

1,308

metros cúbicos

jardas cúbicas

1,308

Hertz

vibrations/min

60,0

Hertz

ibrações/min

60,0

horsepower, metric

horsepower, SAE

0,9863

potência, métrico

potência, SAE

0,9863

horsepower, SAE

horsepower, metric

1,014

potência, SAE

potência, métrico

1,014

horsepower, SAE

kilowatts

0,7457

potência, SAE

quilowatts

0,7457

kilograms

pounds

2,205

quilogramas

libras

2,205

kilograms

tons (long)

9,842 × 10-4

quilogramas

toneladas (longo)

9,842 × 10-4

kilograms

tons (short)

1,102 × 10-3

quilogramas

toneladas (curto)

1,102 × 10-3

kilograms (force)

Newtons

9,807

quilogramas (força)

Newtons

9,807

kilograms/cm

pounds/in.

5,60

quilogramas/cm

libras/polegada

5,60

kilograms/cu.m

lb/cu ft

0,0624

quilogramas/metro cúbico

libra/pé cúbico

0,0624

kilograms/cu.m

lb/cu yd

1,6856

quilogramas/metro cúbico

libras/jarda cúbica

1,6856

kilograms/sq.cm

lb/sq in.

14,22

quilogramas/centímetro quadrado

libra/polegada quadrada

14,22

kilograms/sq.m

lb/sq ft

0,2048

quilogramas/metro quadrado

libra/pé quadrado

0,2048

kilometers

miles

0,6214

quilómetros

milhas

0,6214

kilometers/hr

miles/hr

0,6214

quilómetros/hora

milhas/hora

0,6214

kilometers

feet

3208,9

quilómetros

pés

3208,9

kilowatts

horsepower, SAE

1,341

quilowatts

potência, SAE

1,341

liters

cu ft

0,035

litros

pés cúbicos

0,035

liters

gal (U.S. liq)

0,264

litros

galão

0,264

liters

qts (U.S. liq)

1,057

litros

qts

1,057

meters

feet

3,281

metros

pés

3,281

meters

inches

39,37

metros

polegadas

39,37

meters

miles (statute)

6,214 × 10-4

metros

milhas

6,214 × 10-4

meters

yards

1,094

metros

jardas

1,094

millimeters

inches

0,039

milímetros

polegadas

0,039

millimeters

feet

0,0033

milímetros

pés

0,0033

Newtons

pounds (force)

0,225

Newtons

libras (força)

0,225

Newtons

kilograms (force)

0,102

Newtons

quilogramas (força)

0,102

sq centimeters

sq inches

0,155

centím etros quadrados

polegadas quadradas

0,155

sq kilometers

sq miles

0,3861

quilómetros quadrados

mil has q uadradas

0,3861

sq meters

sq feet

10,76

metros cuadrados

pés quadrados

10,76

sq meters

sq yards

1,196

metros cuadrados

jardas quadradas

1,196

sq millimeters

sq inches

1,55 × 10-3

milímetros cuadrados

polegadas quadradas

1,55 × 10-3

tons (metric)

kilograms

1000,0

toneladas (métrico)

quilogramas

1000,0

tons (metric)

pounds

2205,0

toneladas (métrico)

libras

2205,0



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Página 139

ÍNDICE ALFABÉTICO A Abrasão 84 Absorção de forças de compressão e de tensão 83

Construção de vias rodoviárias 80 Costuras 99

Agregado britado 86

D

Amplitude 23, 105 Amplitude e frequência 105

Danos nas vias 85 Densidades típicas de diferentes solos 109

Aquecimentos dos pneus 57 Áreas de aplicação 125 Areia 87, 106

Direcção análoga 41 Direcção ‘caranguejo’ 41 Direcção de eixo simples 40

Argila 107

Direcção de eixo simples com reposição automática 40

Asfalto de baixa temperatura 93, 121 Asfalto drenante 94, 122 Asfalto natural 93

Dissipação de cargas (pneus veículos) 83

Asfalto poroso (PA) 94, 122 Asfalto poroso de duas camadas (DLPA) 94, 122 Assentamento 85

Equipamento opcional 50 Espalhador de brita 56 Especificações internacionais 126

E

Estruturas rodoviárias típicas 82

B Betume 88

F

Betume, classificações 90, 125 Betume modificado com polímeros 89 Brita miúda 88

Fibras 89 Filler 87 Fissuras 86

Brita miúda de alta qualidade 88

Fissuras na compactação 113 Frequências 24, 105

C CAC 31, 101 CCC 32 Camada anti-congelante 81 Camada base 81

Granulado de asfalto 89 Grau de compactação 31 Gravilha 106

Camada base/desgaste 92, 120 Camada de binder 81 Camada de desgaste 81

H

Capacidade de carga 31 Capacidade de carga e grau de compactação 110 Carga linear estática 21

HCQ (Qualidade de Compactação Hamm) 52 HCQ navegador GPS 54 HCQ, indicador 52

Cilindros 36 Cilindros combinados 42 Cilindros de pneus 43, 49 Cilindros estáticos de três rolos 45

HCQ, impressora 54

Cilindros tandem 38 Cilindros tandem articulados 38 Cilindros tandem com direcção aos dois rolos 39 Classificação dos solos para compactação 108 Compactação 98 Compactação dinâmica 22 Compactação estática 20

Página 140

G

Hammtronic 50

I Impacto da carga linear estática 29

J Junta articulada com três pontos flutuantes 36

L Lamas 107

Composição do asfalto 87 Construção de bermas 99

Lâmina 58 Ligação de camadas 98 Ligações 99

Construção com asfalto 80

Lodo 107

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M

S

Massa suportada 24 Massa vibratória 24 Mástique asfáltico de pedra (SMA) 93, 121

Saias térmicas 57 Saturação do betume 86 Segmentos pés-de-carneiro 58

Métodos de construção (asfalto) 92

Sensor e monitor da temperatura do asfalto 52

Mistura asfáltica para camada base 92, 12 Mistura asfáltica para camada de ‘Binder’ 92, 120

Sensores electromagnéticos 101 Sensores radiométricos 101

N

Sistema de corte e pressão 56 Sugestões para pavimentação 98 Sugestões para terraplanagens 105

Navegador GPS 54 Número Nijboer 30 Número de passagens 25, 112

T Tabelas de asfalto 125

O

P

Tabelas de trabalhos de terraplanagem 108 Tamanho das partículas 110 Temperatura de compactação 112 Testes de compactação 31, 100

Pavimentação da camada fina 95, 123

Testes em amostras Marshal 100

Pavimentação em linha; duas camadas “quente sobre quente” 123 Pavimentação “quente sobre frio” 118

Tipos de asfalto 92 Tipos de asfalto, métodos de construção 92

Pavimentação “quente sobre quente” com dois cilindros 119 Pavimentação com reforço lateral 118 Pavimentação sem reforço lateral 117

Tipos de direcção (cilindros) 39 Tipos de rolos 46 Trabalhos básicos de compactação 19

Pavimento em betão 92, 121 Pavimento de duas camadas “quente sobre quente” 94, 123 Penetração 90 Peso do cilindro 112

Trilhos/rastos 85

Oscilação 26

Pneus (cilindros de pneus) 49 Ponto de amolecimento 91 Ponto de ruptura 91

V Velocidade do cilindro 25, 112 Vibração 26

Princípios básicos de compactação 18 Pulverização de aditivo 45 Pulverização de água (rolo) 42

R Rebaixamentos 100 Reciclagem a frio 96, 123 Regras da compactação 114 Regularidade 84, 98 Remistura 97, 124 Repavimentação 97, 124 Reperfilamento 97, 124 Resistência ao desgaste 84 Rochas 105 Rolos divididos 47 Rolos lisos 47 Rolos oscilatórios 49 Rolos pés-de-carneiro 48 Rolos vibratórios 49 Rolos VIO (vibratórios/oscilatórios) 49 Rupturas 86

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Página 141

OBRIGADO Sem a colaboração de uma grande número de pessoas, este livro não podia ter sido feito tal como está, pecando, muito provavelmente, por defeito. Neste âmbito, temos que reconhecer e agradecer em primeiro lugar a disponibilidade dos professores Peter Arnold e Christian Schulze, responsáveis pelo Centro de Testes de Materiais do Instituto de Investigação Rodoviária Aplicada a Auto-estradas [Materials Testing Centre at the Institute of Highways Research (ISAC)] da Rhine-Westfalia Technical University (RWTH) Aachen. A informação e a experiência destes dois conceituados especialistas provou ser extremamente útil e actual, constituindo uma preciosa mais-valia deste projecto. Gostaria ainda de destacar o trabalho de Christian Reisnecker e da equipa de designers gráficos e marketeers da agência C3, que desenhou e desenvolveu a imagem do livro, com todos os seus inúmeros gráficos e ilustrações, assim como ao incansável revisor de textos, Jutta Dietz. Um grande obrigado ainda a toda a equipa da HAMM AG envolvida na edição de ste livro e em particular a Astrid Gerich e a Wolfgang Schlicht, pelo tratamento e processame nto de toda a informação disponível e a ainda a Holger Wolfrum, pela quantidade de informação técnica pertinente que conseguiu reunir. Outros colaboradores e amigos da HAMM AG e da MOVITER, LDA que colaboraram nesta edição e que não posso deixar de mencionar: Axel Römer, Departamento de Engenharia e Construção Peter Ackermann, Departamento de Investigação e Desenvolvimento de Novos Produtos Thomas Schaumberger, Director de Exportação Stephanie Mayer, Director de Exportação Gerd Lenz, Departamento de Desenvolvimento de Tecnologias e Aplicações Bernhard Hoferer, Departamento de Apoio ao Cliente Gottfried Beer, Departamento de Marketing Stefan Schulze, Designer Gráfico Kurt Weiß, Departamento de Formação e Assistência Técnica Paulo Fidalgo, Gestor de Produto da Moviter (Equipamentos de Estradas) Pedro Vieira, Departamento de Comunicação & Marketing da Moviter Maria Teresa Lopes da Cruz, Responsável pela tradução para português (empresa Tradioma)

Tirschenreuth, Maio 2009 Ralf Schröder, Dipl.-Ing. (FH)

HAMM Compaction Portugese Complete[1]

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