As misturas betuminosas a quente são constituídas por um conjunto de materiais granulares, com uma dosagem efetuada de uma forma equilibrada ou volumétrica, sendo estes misturados numa central com uma adequada quantidade de ligante, betume, previamente determinada através de um estudo de formulação. Posteriormente esta mistura é transportada para o local de aplicação onde é espalhada e compactada, constituindo assim uma camada de um pavimento (Branco, et al., 2006).
Uma mistura betuminosa, é constituída por uma mistura de materiais, sendo que cerca de 10% a 15% do volume total da mistura é ocupado pelo ligante betuminoso, 75% a 85% é ocupado pelos agregados sendo que as quantidades alteram ligeiramente conforme o tipo de mistura betuminosa. A quantidade de fíler utilizada é variável devido a que este possui uma relação com a quantidade de betume utilizada. Sendo que a relação fíler/betume utilizada condiciona a porosidade da mistura betuminosa (Silva, 2006).
As características destas misturas variam em função da camada de pavimento a construir, no entanto todas elas devem de garantir estabilidade, durabilidade, flexibilidade, resistência à fadiga, aderência, impermeabilidade e trabalhabilidade (Branco, et al., 2006).
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De modo a garantir todas as necessidades para que se possa fabricar uma camada ligada de um pavimento flexível e que esta garanta estabilidade às solicitações que lhe são impostas, terá de ser realizado um estudo prévio sobre os materiais que compõe uma mistura betuminosa a quente. Para além disso é também necessário realizar uma avaliação sobre a mistura intermédia que ocorre quando é efetuada a mistura dos seus constituintes, refere-se neste caso o mastique.
Assim é necessário entender, antes de iniciar qualquer estudo como se interligam os componentes que compõem a mistura betuminosa e para além disso é necessário entender todos os conceitos que estão ligados a estas e que a mesma tem que garantir.
O comportamento de uma mistura betuminosa, para além de ser influenciada pelas características dos seus componentes é também influenciado pela sua composição volumétrica.
Existem várias características de uma mistura betuminosa que interessa avaliar, nomeadamente trabalhabilidade, estabilidade, durabilidade, flexibilidade e aderência, uma vez que estas condicionam o seu comportamento quando aplicada nas infraestruturas de transportes.
Assim, a trabalhabilidade de uma mistura betuminosa define-se como uma característica que diz respeito à maior ou menor facilidade de aplicação da mesma, tanto no ato de espalhamento como na compactação (LNEC, 1962).
A estabilidade de uma mistura betuminosa é caracterizada através da resistência da mesma à deformação, quando sujeita a esforços.
A durabilidade de uma mistura betuminosa diz respeito à resistência à desintegração devido aos agentes agressivos, tráfego e agentes climáticos. Uma das características que influência bastante este aspeto resistente é o teor em betume que a mistura possuí, sendo que tem de se garantir uma elevada adesividade entre esse betume e a superfície dos agregados.
A capacidade de uma mistura betuminosa se adaptar gradualmente aos movimentos da sua fundação, designa-se por flexibilidade.
A aderência está relacionada com o tipo de agregado utilizado. No entanto esta característica não passa apenas pelo agregado, sendo esta também influenciada pelo teor em betume podendo este constituir um fator desfavorável. Ao ser empregado um teor em betume elevado este vai fazer com que a aderência diminua, devido a que este funcionará como um lubrificante entre as partículas de agregado.
A resistência à fadiga é a capacidade de uma camada betuminosa resistir à repetida passagem de veículos que induzem aos materiais extensões de tração, uma reversível (resposta elástica) e outra irreversível. A aplicação de uma carga não provoca uma extensão que leve a rotura, mas a aplicação sucessiva de cargas leva a um incremento sucessivo de extensões irreversíveis que podem levar à formação de fendas. Quanto maior a durabilidade, logo maior teor em betume de uma mistura, implica uma melhor resistência à fadiga. Outro fator que influencia também a resistência a fadiga é a densidade da mistura, logo mistura mais densas apresentam uma melhor resistência do que misturas abertas. Assim é conveniente a utilização de agregados bem graduados para ser possível a utilização de elevados teores em betume sem que ocorra exsudação do ligante que pode afetar a estabilidade e flexibilidade da mistura (Branco, et al., 2006).
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Impermeabilidade de uma mistura betuminosa diz respeito à resistência da mesma à passagem da água e ar através das camadas de um pavimento. Esta característica pode ser estimada através da quantidade de vazios existentes na mistura. Se uma mistura apresentar uma elevada percentagem de vazios, esta possui uma maior tendência a que estes vazios apresentem ligações entre eles o que pode levar a que a camada betuminosa detenha uma elevada permeabilidade.
Possuindo as camadas betuminosas uma permeabilidade elevada, levando à penetração da água nas mesmas e chegue às camadas granulares subjacentes conduzindo à diminuição da resistência dessas camadas.
O betume é um dos constituintes das misturas betuminosas que desempenha, principalmente, as funções de ligante das partículas de agregado, tendo também um papel de impermeabilizante. Contudo este material deverá ser utilizado com a dosagem adequada dado que dosagens muito elevadas deste material, apesar de contribuírem para um incremento da ação impermeabilizante, poderão comprometer a estabilidade da mistura betuminosa.
Na Figura 2.2 apresenta-se um esquema da composição de uma mistura betuminosa, sendo também apresentado o fenómeno de absorção do betume por parte dos agregados.
Figura 2.2– Representação esquemática de uma mistura betuminosa
Da análise da Figura 2.2 podem-se tecer as seguintes observações:
A mistura betuminosa após compactada continua a ter um certo volume de vazios que é ocupado por ar;
O volume da mistura betuminosa sem vazios é dado pelo conjunto do volume de efetivo de agregados, volume de betume absorvido pelos agregados e pelo volume de betume efetivo;
Parte do volume total de betume utilizado na mistura é absorvido pelos agregados; O volume de vazios no esqueleto mineral (VMA) é dado pelo conjunto do volume de
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