Bloc o 2
Asfaltos: Noções Gerais Patrocinadores
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Asfaltos: Noções Gerais Autores
Autoria As aulas contidas neste CD foram elaboradas pela seguinte equipe de professores:
Liedi Légi Bariani Bernucci - Universidade de São Paulo
Jorge Augusto Pereira Ceratti - Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Laura Maria Goretti da Motta - Universidade Federal do Rio de Janeiro
Jorge Barbosa Soares - Universidade Federal do Ceará
L i s t a d o s as ass un t o s d o CD c o m p l e t o Este CD contém 30 aulas, em 10 blocos organizados por assunto:
Bloco 1 – Introdução
Bloco 2 – Asfaltos
Bloco 3 – Agregados e Fíler
Bloco 4 – Tipos de Revestimentos Asfálticos
Bloco 5 – Dosagem de Misturas Asfálticas e de Tratamento Asfáltico
Bloco 6 – Propriedades Mecânicas de Misturas Asfálticas
Bloco 7 – Materiais de Bases e Soluções de Pavimentação Asfáltica
Bloco 8 – Técnicas Executivas
Bloco 9 – Avaliação de Pavimentos Asfálticos
Bloco 10 – Técnicas de Restauração e Reabilitação de Pavimentos Asfálticos
Observação O conteúdo das aulas aqui apresentadas tem caráter educacional e foi elaborado pelos quatro autores a partir das respectivas experiências em ensino, pesquisa e extensão. As informações possuem a contribuição de alunos e profissionais envolvidos nestas atividades. Na melhor de suas possibilidades, os autores registraram o crédito devido nas diversas informações, incluindo fotos e figuras. Nenhuma informação deverá ser entendida como conselho ou recomendação de qualquer ordem. Os materiais referidos não poderão ser copiados, reproduzidos, adaptados, publicados ou distribuídos em qualquer forma sem o consentimento prévio dos autores.
Mat eriais asfált ic os - definiç ões
BETUME : mistura de hidrocarbonetos de elevado peso molecular, solúvel no bissulfeto de carbono, que compõe o asfalto e o alcatrão.
ASFALTO : material cimentante, preto, sólido ou semi-sólido, que se liquefaz quando aquecido, composto de betume e alguns outros metais. Pode ser encontrado na natureza (CAN), mas em geral provém do refino do petróleo (CAP).
Mat eriais asfált ic os - definiç ões
ALCATRÃO : líquido negro viscoso resultante da destilação destrutiva de carvão, madeira e açúcar, constituindo um subproduto da fabricação de gás e coque metalúrgico. Em desuso em pavimentação.
Im port ânc ia do asfalt o
A maioria das rodovias no Brasil são de revestimentos asfálticos.
O CAP representa de 25 a 40% do custo da construção do revestimento.
Quase sempre é o único elemento industrializado usado nas camadas do pavimento.
Entre as razões da deterioração prematura de alguns pavimentos, pode estar o uso de materiais inadequados ou inutilizados no processo de construção (efeitos térmicos, p. ex.).
Pr o p r i e d a d e s d o a s f a l t o para pavim ent aç ão
Adesivo termoplástico: 9
passa do estado líquido ao sólido de maneira reversível;
9
a colocação no pavimento se dá a altas temperaturas; através do resfriamento o CAP adquire as propriedades de serviço ⇒ comportamento viscoelástico.
Impermeável à água.
Quimicamente pouco reativo: 9
garante boa durabilidade;
9
contato com o ar acarreta oxidação lenta, que pode ser acelerada por temperaturas altas;
9
para limitar risco de envelhecimento precoce: evitar temperatura excessiva de usinagem e espalhamento e alto teor de vazios.
Pr o p r i e d a d e s d o a s f a l t o para pavim ent aç ão
Adesivo termoplástico: 9
comportamento viscoelástico.
Impermeável à água.
Quimicamente pouco reativo.
Comportamento viscoelástico relacionado à consistência e à suscetibilidade térmica: 9
tráfego rápido ⇒ comportamento elástico
9
tráfego lento ⇒ comportamento viscoso
T i p o s bá b ás i c o s d e l i ga n t e s a s ffá ált ic os Cimento asfáltico: 9
mistura química complexa cuja composição varia com o petróleo e processo de produção.
Do seu peso molecular, >95% são hidrocarbonetos.
Para ser usado deve ser aquecido.
Cimento asfáltico de petróleo (CAP) é classificado pela viscosidade ou pela penetração.
T i p o s bá b ás i c o s d e l i ga n t e s a s ffá ált ic os Cimento asfáltico: CAP
Numa separação com solventes, uma composição química é: 9
asfaltenos, maltenos e resinas.
Atualmente : Método SARA 9
S – hidrocarbonetos Saturados
9
A - hidrocarbonetos Aromáticos
9
R – Resinas
9
A - Asfaltenos
T i p o s bá b ás i c o s d e l i ga n t e s a s ffá ált ic os Asfalto Diluído (ADP)
Diluição de CAP em derivados de petróleo para permitir a utilização a temperatura ambiente.
Denominação dada segundo a velocidade de evaporação do solvente:
9
Cura rápida (CR) – solvente é a gasolina ou a nafta.
9
Cura média (CM) – solvente é o querosene.
Avaliado em relação à viscosidade cinemática. Ex: CM 30, CR250.
T i p o s bá b ás i c o s d e l i ga n t e s a s fá l t i c o s Emulsão Asfáltica (EAP)
Dispersão do CAP em água com o uso de emulsificante.
Existem vários tipos, identificados pelo tempo de ruptura, pela carga da partícula e pela finalidade.
Devem ser usadas preferencialmente as catiônicas.
T i p o s bá s i c o s d e l i ga n t e s a s f á l t i c o s Emulsão Asfáltica (EAP) Pelo tempo de ruptura podem ser:
RR = ruptura rápida.
RM = ruptura média.
RL = ruptura lenta.
Ruptura controlada.
Existem emulsões para lama asfáltica e modificadas por polímeros.
Pr o d u ç ã o d e CA P
No Brasil tem 9 refinarias da PETROBRAS:
REDUC, REFAP, REVAP, RLAM, REGAP, LUBNOR, REMAN, REPAR, RECAP.
Vários processos
Vários petróleos, embora a tendência é substituir por petróleo nacional (atualmente: auto-suficiência na produção)
Ca r a c t e r i za ç ã o de Ma M at e r i a i s Betuminosos (Ligantes)
Petróleo Bruto ou Cru
Quase todo o asfalto em uso hoje em dia é obtido do processamento de petróleo bruto (ou cru). Muitas refinarias são localizadas próximas a locais com transporte por água, ou supridos por dutos a partir de terminais marítimos.
A composição dos petróleos varia de acordo com a fonte. Cada petróleo leva a diferentes quantidades de resíduos de cimentos asfálticos (CAP) e outras frações destiláveis.
Re n d i m e n t o d e CA P p o r p e t r ó l eo e os
Pr o d u ç ã o d e CA P
Pr o d uç ução de asfalt o De s t i l a ç ão e m a p en a s um aç em u m e s t á g io io PARA SISTEMA DE VÁCUO
GASÓLEO LEVE
PETRÓLEO ASFÁLTICO
GASÓLEO PESADO
FORNO TORRE DE VÁCUO
ASFALTO (C A P)
Pr o d uç ã o d e a s f a l t o Do i s e st á g i o s d e d e st i l a ç ã o GÁS COMBUSTÍVEL GLP
TORRE ATMOSFÉRICA
NAFTA LEVE NAFTA PESADA QUEROSENE ÓLEO DIESEL
FORNO
DESSALGADORA PETRÓLEO PARA SISTEMA DE VÁCUO TORRE DE VÁCUO GASÓLEO LEVE
GASÓLEO PESADO
ASFALTO (C A P)
M i s t u r a d e RV d e a l t a e baix a visc osidade GÁS COMBUSTÍVEL G L P P / S IS T . D E V Á C U O TORRE A T M O S F É R IC A
TO RRE DE ÁCUO NAFTA L. NAFTA P.
G ASÓ LEO L.
FORNO QUEROS. GASÓLEO P. O.DIESEL DESSALGADORA PETRÓ LEO
R .V . A L T A V IS C O S ID A D E
GÁS COMBUSTÍVEL G L P P / S IS T . D E V Á C U O TO RRE A T M O S F É R IC A
TO RRE DE ÁCUO
NAFTA L. NAFTA P.
G ASÓ LEO L.
FORNO QUEROS. GASÓLEO P. O.DIESEL DESSALGADORA PETRÓ LEO
R .V . B A IX A V IS C O S ID A D E ASFALTO (C A P)
M i s t u r a d e RA SF e d i l u e n t e G Á S C O M B U S T ÍV E L G L P P / S IS T . D E V Á C U O TORRE A T M O S F É R IC A
TORRE DE ÁCUO NAFTA L. NAFTA P.
GASÓLEO L.
FORNO QUEROS. GASÓLEO P. O.DIESEL DESSALGADORA PETRÓ LEO
R .V . B A IX A V IS C O S ID A D E
TORRE EXTRATORA
C3/C4 R E C IC L O T. RECUP. DE SOLVENTE ÓLEO RAFINADO PROCESSO DE DESAROMATIZAÇÃO
EXTRATO AROMÁTICO C3/C4 RECICLO T. RECUP. DE SOLVENTE RESÍDUO DE VÁCUO C3/C4 ASFALTO (C A P)
Semi-sopragem GÁS COMBUSTÍVEL GLP
TORRE ATMOSFÉRICA NAFTA LEVE NAFTA PESADA QUEROSENE ÓLEO DIESEL FORNO
DESSALGADORA PETRÓLEO
PARA SISTEMA DE VÁCUO TORRE DE VÁCUO GASÓLEO LEVE
GASÓLEO PESADO
R.V. DE BAIXA VISCOSIDADE
SEMISOPRAGEM
Pr o d u ç ã o d e a s f a lt lto unidade de de sa es a ssffa alltt a ç ã o a pr p r op an o C3 / C4 RECICLO TORRE RECUPERADORA DE SOLVENTE ÓLEO RAFINADO PROCESSO DE DESAROMATIZAÇÃO
FORNO ÓLEO DESASFALTADO
TORRE EXTRATORA EXTRATO AROMÁTICO C3 / C4 RESÍDUO DE VÁCUO C3 / C4 RECICLO TORRE RECUPERADORA DE SOLVENTE
RASF
ASFALTO (C A P)
Pr o d u ç ã o b r a s i l e i r a d e a s f a l t o n o s ú l t i m o s c i n c o a n o s , p o r m ê s (A N P. 2 0 0 4 ) 2000
2001
2002
2003
2004
250.000 200.000 150.000 3
m 100.000
50.000 0 l o i r o i o i o h o l r r i h o s t o b r o b r o b r o b r o ç a b r e n e u r a o A M J u n m m m t u J M J a e v e A g e t e O u o v e e z e F S N D
Mês
O derivado de petróleo usado como ligante dos agregados minerais denomina-se, no Brasil, cimento asfáltico de petróleo (CAP). É um material semi-sólido, de cor marrom escura a preta, impermeável à água, viscoelástico, pouco reativo, com propriedades adesivas e termoplásticas.
T i p os ntt e s a sf os de liga an s f á lltt i c o s
cimentos asfálticos de petróleo - CAP; asfaltos diluídos de petróleo ADP;
emulsões asfálticas - EAP;
asfaltos oxidados ou soprados;
asfaltos modificados;
agentes rejuvenescedores;
asfalto espuma.
