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  1. 1. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 203 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA SEM FIBRAS: PROJETO, CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO Sandra Oda Depto. de Eng. e Arquitetura, Universidade Salvador, Rua Agnelo Brito, 53, Federação, CEP 40210-245, Salvador, BA, e-mail: sandra.oda@unifacs.br Guilherme Edel Petrobras Distribuidora S.A. Gerência de Industrialização de Asfaltos, Rua General Canabarro, 500, sala 1403, Maracanã, CEP 20271-900, Rio de Janeiro, RJ, e-mail: edel@br.com.br José Leomar Fernandes Júnior Depto. de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos, USP, Av. Trabalhador São-carlense, 400, STT-EESC-USP, CEP 13566-590, São Carlos, SP, e-mail: leomar@sc.usp.br Resumo Este trabalho apresenta os aspectos gerais de projeto, construção e avaliação do primeiro trecho experimental urbano com asfalto-borracha construído em dezembro de 2004 na cidade de Salvador, Bahia. A mistura asfáltica aplicada foi um SMA (Stone Matrix Asphalt) sem fibras. São duas pistas com duas faixas cada, sendo a espessura da camada acabada de 4,0 cm. São apresentados e discutidos os procedimentos tomados durante a execução para solucionar os problemas enfrentados, relacionados principalmente à falta de experiência dos técnicos em trabalhar com um material novo. Os resultados da primeira avaliação mostram que o revestimento com asfalto-borracha conferiu ganhos de atrito e drenabilidade superficial, garantindo, além disso, boa visibilidade e redução da aquaplanagem em dias de chuva, tornando o pavimento mais seguro e confortável. Os defeitos identificados até o momento são conseqüência de problemas preexistentes não sanados anteriormente à aplicação da camada de reforço de SMA (mediante fresagem, por exemplo). Foi constatado maior volume de vazios da mistura extraída da pista, quando comparada à mistura compactada em laboratório, além de resistência à tração muito diferente dos valores obtidos com as misturas de projeto, que evidenciam problemas construtivos relacionados à temperatura e à energia de compactação. Ainda assim, os resultados têm sido positivos, demonstrando a viabilidade técnica tanto do uso de borracha de pneus em pavimentação quanto da construção de revestimentos asfálticos com misturas SMA. Palavras-chave: asfalto-borracha, SMA, pavimentos urbanos, trecho experimental. Introdução Um revestimento asfáltico pode ter sua durabilidade incrementada com a utilização de ligantes asfálticos de melhor qualidade. Para melhorar as propriedades físicas, mecânicas e químicas dos cimentos asfálticos, podem ser adicionados produtos (aditivos e modificadores) como agentes rejuvenescedores, polímeros (SBR, SBS, EVA, etc.) e, particularmente, borracha de pneus moída. A borracha proporciona aumento da flexibilidade e da resistência aos raios ultravioletas, tornando a mistura asfálticamaisresistenteaoenvelhecimento,aoaparecimento e propagação de trincas e à deformação permanente. Além disso,quandoutilizadaumacurvagranulométricaadequada, reduz o nível de ruído causado pelo fluxo de veículos e auxilia na drenagem em dias de chuva. Pode-se dizer que umapistacomasfalto-borrachaproporcionamaiorconforto,
  2. 2. Minerva, 2(2): 203-216 204 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR economia e segurança aos usuários, além do desempenho edadurabilidadeseremsuperioresaosdeumapistaconstruída com asfalto convencional (Edel, 2005). O desenvolvimento de novos produtos, como os asfaltos modificados, atende à necessidade de pavimento com melhor qualidade, principalmente considerando-se a forma inadequada ou inexistente de manutenção dos pavimentos por parte dos órgãos responsáveis pela infra- estrutura viária. Porém, a falta de conhecimento técnico dificulta a utilização de novos produtos na construção de pavimentos, em função da desconfiança inerente. Por este motivo, um dos objetivos da construção de trechos experimentaiséavaliarodesempenhodemateriaisemisturas produzidos em laboratório e, dessa forma, apresentar uma alternativa para melhorar a qualidade de pavimentos existentes, principalmente em locais com elevado volume de tráfego. Estetrabalhotemporobjetivoapresentarosprincipais aspectos do projeto, execução e avaliação de trecho experimental construído na cidade de Salvador, Estado da Bahia. A mistura aplicada é um SMA (Stone Matrix Asphalt)compostoporliganteasfalto-borrachaeagregados minerais, sem fibras. Tecnologia Aplicada à Pavimentação Asfáltica A tecnologia do asfalto-borracha representa uma alternativaparamelhoriadaqualidadedospavimentosadotada por vários Estados norte-americanos. O Departamento de Transportes do Estado da Flórida, por exemplo, após as primeirasconclusõesdeumextensoestudodecamposobre odesempenhodemisturasasfálticasmodificadascomborracha, iniciou a implementação de especificações exigindo o uso de borracha de pneu em todas as misturas empregadas em revestimentos asfálticos. Desde a implantação dessas especificações, em 1994, até 1999, mais de 2,7 milhões de toneladas de misturas asfálticas modificadas com borracha foram empregadas na execução de pavimentos (Choubane et al., 1999). Na Flórida, o teor de borracha utilizado varia de 5% a 20% (Smith et al., 2000). No Estado do Arizona, a maioria (mais de 90%) dos serviços de pavimentação é feita com asfalto-borracha. Na Califórnia, o asfalto-borracha é aplicado em capas selantes, em membranas absorvedoras de tensão e como selante de trincas e juntas (Shatnawi & Long, 2000). Na Austrália, o asfalto-borracha é aplicado em capa selante (Oliver, 2000). No Brasil, o ligante asfalto-borracha já está sendo utilizado em alguns Estados das regiões Sul e Sudeste desde 2001 (principalmente São Paulo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul). A Petrobras Distribuidora S.A., uma das pioneiras na produção do ligante asfalto-borracha em escala industrial no Brasil e, atualmente, o seu principal fornecedor, tem incentivado pesquisas e aplicações de asfalto-borracha em diferentes tipos de misturas asfálticas (Edel, 2005): l SMA com asfalto-borracha: São Paulo e Bahia; l CBUQ denso com asfalto-borracha (faixas B e C do DNIT): Rio de Janeiro, São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul; l CBUQ gap-graded: São Paulo, Rio de Janeiro, Ceará e Rio Grande do Sul; l Camada Porosa de Atrito (CPA) com asfalto-borracha: São Paulo; l Asfalto-borracha com granulometria híbrida (entre as faixas B e C): Minas Gerais; l Tratamentosuperficialduplo(TSD)comasfalto-borracha: Brasília, DF. NaregiãoNordesteforamrealizadasduasaplicações, uma no Ceará e outra na Bahia. A maior dificuldade de aplicar o produto nessa região é a falta de matéria-prima (borracha de pneus moída) para a produção do asfalto- borracha. Isso ocorre principalmente devido à pequena demanda pelo produto, uma vez que a maioria dos empreiteiros e técnicos atuantes na área de infra-estrutura é conservadora e tem medo de aplicar um produto novo. Infelizmente,osórgãosrodoviáriostambémnãoincentivam o uso de novas tecnologias. Trecho Experimental Localização O trecho experimental com ligante asfalto-borracha está localizado na Avenida General Graça Lessa, no Vale do Ogunjá, em Salvador, Bahia. São duas pistas com duas faixas cada, uma de 320 m (sentido Bonocô–Vasco da Gama) e outra no sentido contrário, de 65 m (Figura 1). O trecho atravessa pontos de comércio de acessórios paraveículos,oficinasmecânicaseumacomunidade,sendo que a faixa da direita (cerca de 150,0 m) é usada como acesso (entrada/saída) de veículos. Por esse motivo é uma zona de carregamento excessivo a baixa velocidade, além de ponto de frenagem de veículos devido à existência de uma curva e de um semáforo no fim do trecho. O trecho no sentido Vasco da Gama–Bonocô está localizado no fim de uma curva, também com entrada e saída de veículos devido à existência de concessionárias, o que implica um trecho de desaceleração e aceleração de veículos. Foi realizada uma avaliação superficial na qual se pode verificar a presença de alguns defeitos localizados,comoremendos,trincasporfadiga,longitudinais e por reflexão, escorregamento de massa asfáltica e deformações acentuadas (Figura 1).
  3. 3. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 205 Materiais A seleção dos agregados foi realizada em função de suas propriedades, principalmente da resistência ao desgaste por Abrasão Los Angeles, uma vez que para misturas descontínuas a especificação DNIT ME 035/ 94 exige que seja inferior a 30%. O fíler (material de enchimento que passa na peneira #200) utilizado foi o pó calcário. A Tabela 1 apresenta os resultados da caracterização dos agregados. O material asfáltico utilizado foi o asfalto-borracha CAPFLEX B, fornecido pela Petrobras Distribuidora S.A. Tem como base o cimento asfáltico de petróleo (CAP) e borracha moída de pneus inservíveis. As propriedades do ligante encontram-se na Tabela 2. Deve-se destacar que os ligantes modificados com borracha de pneu têm viscosidade bem mais elevada que a de ligantes convencionais, que aliada à sua excelente coesão e flexibilidadepermiteasuautilizaçãoemmisturasasfálticas especiais, como CPA, SMA e gap-graded. Essasmisturasproporcionamsuperfíciesdepavimento com excelente macrotextura, o que se traduz em ganhos no atrito pneu-pavimento e na drenabilidade superficial, melhorandoavisibilidade(anti-spray)ereduzindoosriscos deaquaplanagem.Umganhoquetambémtemsidobastante considerado é a redução do ruído gerado pelo tráfego de veículos quando são utilizadas essas misturas com asfalto- borracha. Mistura asfáltica Emfunçãodagranulometriadosagregados,asmisturas asfálticas podem ser: descontínuas abertas (open-graded), descontínuas densas (gap-graded) ou contínuas densas. Seleção da mistura asfáltica – projeto de dosagem Para a escolha da mistura do trecho foram avaliadas três faixas granulométricas: faixa C do DNER (CBUQ densa), gap-graded da Califórnia (descontínua) e SMA da AASHTO MP8-01 (9,5 mm) (Tabela 3 e Figura 2). PISTA 1 Av. General Graça Lessa Sentido: Bonocô–Vasco da Gama Área: 2.108,49 m² 8 9 10 11 PISTA 2 Av. General Graça Lessa Sentido: Vasco da Gama–Bonocô Área: 519,54 m² Av. Bonocô Av. Vasco da Gama Vale do Ogunjá 0 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 16 Figura 1 Identificação das duas pistas do trecho experimental.
  4. 4. Minerva, 2(2): 203-216 206 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Tabela 1 Caracterização dos agregados utilizados. Ensaios Resultados Especificação Método Desgaste por Abrasão Los Angeles (%) 20 máximo 30% DNIT ME 035/94 Densidade aparente dos grãos (g/cm3 ) 2,737 – DNIT ME 043/95 Densidade efetiva (g/cm3 ) 2,747 – ASTM D2041 Tabela 2 Propriedades do ligante asfalto-borracha utilizado. Ensaios Resultados Método Penetração (100 g, 25ºC, 5 seg.) (dmm) 55,0 ASTM D 5 Ponto de amolecimento (ºC) 62,0 ASTM D 36 Recuperação elástica (%) 62,5 ASTM D 6084 Viscosidade Brookfield (sp 31, 6 rpm) (cP) @ 175ºC 2.900 ASTM D 4402 Tabela 3 Granulometria das misturas asfálticas avaliadas. Peneira # Abertura (mm) SMA AASHTO 9,5 mm CBUQ Faixa C-DNER Gap-graded Califórnia 3/4" 19,1 100,0 100 100,0 100 100,0 100 1/2" 12,7 97,8 100 97,0 85-100 97,0 90-100 3/8" 9,52 93,6 70-95 91,0 75-100 89,2 78-92 # 4 4,76 45,1 30-50 70,0 50-85 40,6 28-42 # 8 2,38 24,0 20-30 40,6 18,8 15-25 # 16 1,19 19,0 21 25,8 13,6 # 30 0,60 15,9 18 18,5 11,1 10-20 # 50 0,297 14,1 15 14,8 13-35 8,3 7-15 # 200 0,075 9,2 8-12 7,8 5-10 5,3 2-7 0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100 Peneira (mm) %Passada SMA CBUQ Gap-graded Figura 2 Granulometria das misturas asfálticas avaliadas.
  5. 5. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 207 Parâmetros da mistura selecionada A mistura asfáltica foi selecionada após a caracterização dos materiais (agregados e ligante asfalto- borracha) e avaliação das propriedades mecânicas das misturas, medidas através de ensaios de resistência à tração (RT)edomóduloderesiliência(MR).ATabela4apresenta os parâmetros mecânicos das misturas avaliadas. O parâmetro MR avalia a rigidez da mistura, sendo que quanto menor o valor, menor a rigidez e maior a flexibilidade, resultando em menores tensões absorvidas pelorevestimento.Emrelaçãoàresistênciaàtração,quanto menor a RT, maior a perda da capacidade estrutural das misturas (Specht, 2004). Já em relação à fadiga, alguns autoresapontamarelaçãoMR/RTcomoumbomindicador para o comportamento de misturas asfálticas, já que esta relaciona a flexibilidade com a capacidade de suporte da mistura. Por esse motivo foi dada preferência ao SMA, por apresentar melhor desempenho mecânico quando comparadoaoCBUQeaogap-graded(Tabela4).ATabela 5 apresenta os parâmetros volumétricos da mistura SMA. ApósaseleçãodamisturaSMA,forammoldadasduas placas para determinação da deformação permanente em simulador de tráfego LCPC (Laboratorie Central de Ponts eChaussées),doLaboratóriodeTecnologiadePavimentação da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LTP- EPUSP).Osresultadosdosensaiosapós30.000ciclosmostram que a deformação permanente variou de 3,85% a 4,15%, ficando abaixo do limite estabelecido pela norma francesa NF P 98-253-1, de 5% para tráfego pesado. Conformerecomendaçõesdaespecificaçãoamericana (AASHTO MP8-01 – 9,5 mm), a dosagem do SMA foi realizada empregando-se fibra. Neste projeto, foi utilizada uma fibra de poliéster proveniente de pneus de automóveis e caminhões de uma empresa localizada no Rio Grande do Sul (distante 3.200 km de Salvador, BA), o que tornou inviável o uso da fibra, pois o custo de transporte iria ficar cerca de 20 vezes o valor do produto. Por esse motivo, e considerando-se, também, que o asfalto-borracha é mais viscoso que o CAP sem borracha, optou-se por reduzir o teor de asfalto (de 6,8% para 6,4%) e aplicar o SMA sem fibra. Usinagem A mistura SMA foi produzida em uma usina gravimétrica distante 40 km do local de aplicação. Quando foi realizada a calibração da usina pôde-se verificar a diferença de granulometrias das misturas resultantes, pois osagregadoscoletadosnossilosquentesestavamdiferentes daqueles fornecidos para a dosagem em laboratório, tendo sido necessária a troca de materiais. Para a produção da misturaemusinaforamdefinidasastemperaturasadequadas dos agregados, do ligante e de mistura (Tabela 6). Tabela 4 Parâmetros mecânicos das misturas avaliadas. Misturas MR (MPa) RT (MPa) MR/RT CBUQ (Faixa C) 2.616 0,77 3.397 Gap-graded (Califórnia) 2.829 1,00 2.829 SMA (AASHTO) 3.077 1,10 2.797 Tabela 5 Parâmetros volumétricos das misturas asfálticas ensaiadas. Parâmetros Valores Teor de asfalto-borracha (%) 6,8 Densidade aparente (g/cm3 ) 2,367 D.M.T (g/cm3 ) 2,468 Vv (%) 4,1 V.A.M. (%) 19,7 V.C.B. (%) 15,7 Estabilidade (kgf) 765 Fluência (pol) 16,2 R.B.V. (%) 78,9
  6. 6. Minerva, 2(2): 203-216 208 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Tabela 6 Temperaturas do ligante, dos agregados e de compactação. Material Temperatura (o C) Ligante 165-175 Agregados 175-185 Compactação 164-168 O asfalto-borracha, já na temperatura de usinagem, foi bombeado diretamente do caminhão para o tambor de mistura da usina. Durante a usinagem foi realizado um controle de todo o material produzido pela usina, no qual foram determinados, além da temperatura, os teores de asfalto e a granulometria da massa asfáltica. Foram confeccionados corpos-de-prova (CPs) no laboratório da usina, onde, após a determinação da densidade, os CPs foram submetidos à extração de ligante pelo rotarex. Após a remoção do ligante de cada CP foi realizado o peneiramento do material resultante e determinada a granulometria.Asgranulometriasencontradassãoparecidas com a curva de projeto, apresentando pequena variação. Como a massa asfáltica analisada é proveniente dos CPs moldados in loco, tal variação da faixa granulométrica podeserprovenientedesegregação.Otransportefoirealizado em caminhões basculantes com o recobrimento por lona e não foi observada perda significativa de temperatura da massa asfáltica, que ao chegar ao trecho estava entre 160 e 180°C. Aplicação da mistura asfáltica SMA nas pistas A aplicação na pista 1 (sentido Bonocô–Vasco da Gama) aconteceu nos dias 4 e 5 de dezembro de 2004, enquanto a pista 2 (Vasco da Gama–Bonocô) foi feita no dia5dedezembro,ambosemcondiçõesclimáticasfavoráveis e sem chuva. A espessura da camada acabada nas duas pistas foi de 4,0 cm, sendo aplicado 5,0 cm de material solto. No entanto, em alguns pontos da pista 1 foi aplicado cerca de 15,0 cm de espessura de massa devido à existência de deformações acentuadas. Esse fato ocorreu porque, apesar de altamente recomendável, não foi realizada a fresagem de material subjacente antes da aplicação do novo revestimento, conforme previsto inicialmente. Antes do espalhamento da massa asfáltica (SMA) foi realizada uma pintura de ligação com emulsão asfáltica (RR-1C). O espalhamento da massa asfáltica na pista foi realizado com o auxílio de uma vibro-acabadora. A compactação foi realizada com um rolo de chapa vibratório e um rolo de pneus, sendo ambos borrifados com óleo vegetal para evitar que ocorresse a aderência da massa asfáltica nas rodas. A Figura 3 mostra as fotos do trecho após a aplicação da mistura asfáltica SMA com asfalto- borracha. Problemas e Dificuldades durante a Execução Durante as etapas de projeto e aplicação surgiram alguns problemas e dificuldades, que são relatados e discutidos a seguir: l Seleção da mistura asfáltica: resistência dos técnicos eengenheirosdaprefeituradeSalvador(PMS)emaplicar um SMA (mistura descontínua), devido à falta de experiência em trabalhar com esse tipo de mistura, pois a PMS só utiliza CBUQ (densa). l Fresagem:apista1apresentavadeformaçõesacentuadas (~14 cm) entre as estacas 12 e 14. Por esse motivo, durante a etapa de projeto foi determinado que seria necessário realizar a fresagem do revestimento existente no dia 3/12 (sexta-feira), antes da aplicação da pintura deligação.Noentanto,aPMSsóconseguiuumafresadora nosábado(4/12)àtarde,oqueimpossibilitouaexecução do serviço de fresagem. l Usina de asfalto: o diâmetro da tubulação de entrada do material asfáltico era de 2”, o que dificultou o seu bombeamento,exigindoareduçãodaproduçãode1.200 kg/batelada para 1.000 kg/batelada. l Vibro-acabadora:umproblemanoequipamentoprovocou a distribuição irregular de massa (faixas de espessuras diferentes); além disso, as limitações do equipamento (largura da mesa da vibro-acabadora) e a inexperiência da equipe em trabalhar com o SMA dificultaram a execução das juntas, sendo a massa aplicada de forma inadequada (uma faixa de 4,0 m de largura e outra de 2,0 m), ocasionando demora no início da compactação e, conseqüentemente, perda de temperatura da massa. l Derramamento de óleo diesel: a realização de uma “seresta” provocou aumento do número de pessoas e veículos circulando no local da aplicação, causando um pequeno acidente, no qual foi derramado cerca de 20 litros de óleo diesel sobre a massa asfáltica aplicada. Apesar de ter sido retirada grande quantidade de massa encharcada, pode-se verificar (depois) que certa quantidade de óleo não foi removida.
  7. 7. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 209 PISTA 1 8 9 10 11 PISTA 2 Av. Bonocô Av. Vasco da Gama 0 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 16 Figura 3 Fotos do trecho após a aplicação da mistura asfáltica SMA com asfalto-borracha. Levantamento das Condições da Superfície Nos dias 6 e 7 de abril de 2005 foi realizado o primeirolevantamentodascondiçõesdotrechoexperimental comasfalto-borracha.Oescopodestaavaliaçãofoideterminar as propriedades superficiais do revestimento (avaliação de macro e microtextura e permeabilidade) e fazer um levantamento de defeitos. A determinação da macrotextura, teste que mede a rugosidade da superfície, foi feita através do ensaio de mancha de areia (ASTM E-965-96, Figura 4). A microtextura, por sua vez, foi determinada utilizando- se o Pêndulo Britânico (ASTM E-303-93, Figura 5), enquanto a permeabilidade foi determinada segundo a metodologia do National Center forAsphalt Technology (NCAT),modificadapeloCentrodePesquisasdaPetrobras (CENPES, Figura 6). O levantamento de defeitos foi realizado segundo a metodologia DNER-PRO 08/94 (Avaliação objetiva de pavimentos flexíveis e semi-rígidos), que estabelece um índicenuméricodosdefeitoschamadoÍndicedeGravidade Global (IGG). Apresentação de resultados Os resultados obtidos nos ensaios são apresentados nas Tabelas 7, 8 e 9. Análise dos resultados Pode-se observar, na Tabela 7, que o valor médio da macrotextura obtida foi de 0,60 mm, sendo que este valor para revestimentos convencionais geralmente é inferior a 0,30 mm. Já a microtextura oscilou na faixa de 45-55 BPN (Tabela8).Comosresultadosdemacroemicrotexturaspôde- secalcularoInternationalFrictionIndex(IFI,MétodoASTM E-1960-98),queéumaestimativadoatritopneu-pavimento de um veículo trafegando a 60 km/h em pista molhada. Os valores calculados variaram de 0,18 a 0,22 na trilha de roda e de 0,22 a 0,28 no centro da pista, mostrando que o efeito dotráfegocausouleveperdadeatrito.Geralmente,estevalor é da ordem de 0,10 para revestimento convencional, o que mostra que ocorreu um ganho de 2 a 3 vezes no índice de atrito. Com relação à permeabilidade, verificou-se que, em alguns pontos, o revestimento é impermeável, enquanto em outros a permeabilidade variou de 550 × 10–5 a 7800 × 10–5 cm/s,quesãovalorescompatíveisaosderevestimentos deste tipo (Tabela 9). Quanto ao levantamento de defeitos, verificou-se que havia três trechos, com aproximadamente 10,0 m de extensão, que estavam com problemas: os dois primeirosapresentavamumpequenodeslocamentodemassa (Figura 7) e o terceiro, onde ocorreu um derramamento de óleodieselduranteaconstruçãodapista,causouumapanela de aproximadamente 1,0 por 1,5 m (Figura 8).
  8. 8. Minerva, 2(2): 203-216 210 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Figura 5 Ensaio de microtextura com Pêndulo Britânico. Figura 6 Determinação da permeabilidade. Figura 4 Ensaio de macrotextura – mancha de areia.
  9. 9. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 211 Tabela 7 Macrotextura superficial de pavimentos (mancha de areia). Ponto da pista Profundidade da textura (mm) P01 0,53 P02 0,65 P03 (E12 – TR) 0,48 P04 (E11 + 5,0 m – TR) 0,47 P04 (E11 + 5,0 m – centro) 0,85 P05 (E10 + 5,0 m – TR) 0,59 P05 (E10 + 5,0 m – centro) 0,60 Tabela 8 Microtextura superficial de pavimentos (Pêndulo Britânico). Ponto da pista Cálculo do atrito (BPN) P01 45 P02 51 P03 (E12 – TR) 55 Tabela 9 Permeabilidade superficial de pavimentos – método CENPES. Ponto da pista Permeabilidade (10–5 cm/s) P02 0 P03 (E12 – TR) 9.090 (2.272) P03 (E12 – centro) 31.164 (7.791) P04 (E11 + 5,0 m – TR) 2.197 (550) P05 (E10 + 5,0 m – TR) 6.128 (1.532) Figura 7 Deslocamento de massa.
  10. 10. Minerva, 2(2): 203-216 212 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Extração de Corpos-de-Prova e Ensaios de Laboratório No dia 20 de abril foi feita a extração de corpos- de-prova (CPs) da pista experimental. AFigura 9 mostra os locais de onde foram extraídos os CPs. Os furos foram fechadoscomumamisturaafrio,poisnãoeraviávelproduzir mistura a quente em usina, devido à pequena quantidade necessária (2,4 kg) e da localização da mesma. Foi escolhido um pré-misturado a frio (PMF), Faixa A do DNER, por apresentar característica granulométrica semelhante à da mistura (SMA) que foi aplicada na pista (Figura 10). O PMF, composto de agregados (os mesmos usadosnaconstruçãodapista)eemulsãoasfálticaderuptura média (RM-1C), foi produzido no local. O teor de emulsão asfáltica utilizado foi de 8%, uma vez que o teor do resíduo era de 62%. Figura 8 Panela causada por derramamento de óleo. 8 9 10 11 Vale do Ogunjá 0 1 2 3 4 5 6 7 12 13 14 15 16 8 910 11 1 2 3 4 5 6 7 12 1314 1516 Figura 9 Localização dos corpos-de-prova extraídos do trecho experimental.
  11. 11. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 213 Após a extração, os CPs numerados foram transportados para o CENPES (Rio de Janeiro, RJ) para queacomposiçãodamisturaaplicadanapistafosseanalisada e submetida a ensaios mecânicos (módulo de resiliência, MR, e resistência à tração, RT) e volumétricos. Avaliação da mistura aplicada no trecho experimental Inicialmente, os CPs foram serrados e foram determinadas as espessuras e diâmetros. Os CPs extraídos dapistaapresentaramespessuramédiade4,13 cmediâmetro médio de 10,17 cm, o que atende às especificações do DNER, que recomenda espessura de 3,50 a 6,50 cm e diâmetro de 10,00 ± 0,20 cm. Apenas um CP apresentou espessura de 3,14 cm (abaixo do mínimo) e diâmetro de 10,23 cm, um pouco acima da norma. Parâmetros volumétricos Antes de ensaiados, os CPs tiveram as densidades aparentes medidas para o cálculo do volume de vazios. O teor de ligante dos CPs extraídos da pista (6,47%, Tabela 10)ficoupróximodosvaloresdeterminadosemlaboratório (6,8%) e na usinagem da massa asfáltica (6,4%). Pode-se verificar, a partir dos resultados obtidos na Tabela10,queovolumemédiodevaziosdamisturaextraída nocampoficoumuitoacima(11%)doslimitesestabelecidos para uma mistura do tipo SMA (entre 3% e 5%), assim comodosvaloresobtidosemlaboratórioduranteadosagem (4,1%)eapósausinagemdamassaasfálticaquefoiaplicada na pista (3,9%). Para a determinação do teor de ligante, foirealizadaextraçãoatravésdaperdaporigniçãoutilizando- se o Carbolite Binder Analyzer (ASTM D 6307, AASHTO T308). Inicialmente, os CPs foram aquecidos em estufa parafacilitaradesagregaçãoe,posteriormente,foramcolocados em uma cesta metálica para serem ensaiados. OsCPs7e8foramdescartadosporqueapresentaram grande quantidade de areia na mistura. Provavelmente, a areia “infiltrou” com a água da chuva, uma vez que o volume de vazios apresentado por esses CPs foi o mais elevado (13,3%), o que também pode ser comprovado pelo alto valor da permeabilidade (7.791 × 10–5 cm/s). 0 20 40 60 80 100 0,01 0,1 1 10 100 Peneira %Passando SMA PMF Figura 10 Curva granulométrica do PMF utilizado para fechar os furos. Tabela 10 Parâmetros volumétricos dos CPs extraídos da pista experimental. Parâmetros Valores médios Teor de asfalto-borracha (%) 6,47 Densidade aparente (g/cm3 ) 2,247 Volume de vazios (%) 11,0 VCB (%) 13,9 VAM (%) 24,9 RBV (%) 55,9 Massa efetiva dos agregados (g/cm3 ) 2,809
  12. 12. Minerva, 2(2): 203-216 214 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Apósaextraçãodoligante,osagregadosforamlavados e deixados em estufa por aproximadamente 2 horas para que ocorresse a secagem. Em seguida, foi realizado o peneiramento dos agregados para que fosse determinada a composição granulométrica de cada CP (Tabela 11 e Figura 11). Os CPs 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, aos CPs 1 e 2; CPs 5 e 6; CPs 9 e 10; e CPs 13 e 14 extraídos da pista. Parâmetros mecânicos A determinação dos parâmetros mecânicos (MR e RT) foi realizada no Laboratório de Pavimentos e Misturas Betuminosas da COPPE/UFRJ, no dia 28 de abril de 2005. Os resultados são apresentados na Tabela 12. ATabela12mostraqueosparâmetrosmecânicosdos CPsextraídosdapista(revestimentoasfalto-borracha)estão bem diferentes dos resultados da mistura produzida em laboratório,principalmenteaRT,cujovalorobtidonadosagem foi de 1,10 MPa e o valor médio dos CPs foi de 0,51 MPa. Em função dos resultados dos parâmetros mecânicos evolumétricos,forammoldadosnovosCPscomosagregados obtidos da extração de ligante e CAPFLEX B coletado do caminhão. Foram moldados dois CPs empregando-se a granulometria de projeto e dois com a granulometria obtida na usina. Os CPs foram moldados empregando-se as mesmas características de temperatura e número de golpes das misturas produzidas em laboratório e na usina. Após a moldagem, os CPs foram submetidos aos ensaios mecânicos e volumétricos (Tabela 13). Tabela 11 Granulometria dos CPs extraídos do trecho experimental. % Passante SMA 9,5 Peneira (mm) CP1 CP2 CP3 CP4 Mínimo Máximo Projeto 19,1 100,0 100,0 100,0 100,0 100 100 100 12,5 97,4 98,9 96,8 95,1 100 100 97,8 9,5 89,9 95,7 89,6 89,4 70 95 93,6 4,75 48,5 53,8 51,9 48,7 30 50 45,1 2,36 23,0 24,5 22,2 21,6 20 30 24,0 1,18 17,0 17,8 15,5 15,2 21 19,0 0,6 13,9 14,6 12,5 12,5 18 15,9 0,3 11,9 12,2 10,7 11,0 15 14,1 0,075 8,0 8,0 7,6 7,9 8 12 9,2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,01 0,1 1 10 100 Log peneira (mm) %Passante CP1 CP2 CP3 CP4 Mín Máx Proj Figura 11 Granulometria dos CPs extraídos da pista experimental.
  13. 13. Minerva, 2(2): 203-216 PRIMEIRO TRECHO EXPERIMENTAL URBANO DE SMA COM ASFALTO-BORRACHA... 215 Tabela 12 Valores de MR e RT de CPs extraídos da pista. No do CP Altura (cm) Diâmetro (cm) RTmáxima (MPa) RTmédio (MPa) MR (MPa) 03 4,64 10,16 0,56 2.269 05 3,67 10,14 0,51 2.575 07 4,21 10,16 0,49 2.281 08 4,53 10,14 0,52 1.879 09 4,45 10,17 0,57 2.131 10 4,59 10,23 0,57 1.709 11 3,51 10,17 0,61 1.879 12 3,14 10,17 0,52 1.502 14 4,98 10,18 0,26 843 15 3,57 10,16 0,45 0,51 1.326 A Tabela 14 apresenta os parâmetros mecânicos das misturas de projeto, da mistura aplicada na pista e da misturaconfeccionadacomosagregadosdosCPsextraídos da pista experimental. Tabela 13 Resultados de ensaios dos CPs moldados no CENPES. CPs Teor de ligante (%) Densidade aparente (g/cm3 ) Densidade máxima calculada (g/cm3 ) Volume de vazios (%) RT (MPa) 1 6,4 2,386 2,526 5,54 – 2 6,4 2,383 2,526 5,66 1,22 3 6,4 2,441 2,526 3,37 1,14 4 6,4 2,447 2,526 3,13 1,29 Tabela 14 Comparação entre as misturas do trecho experimental. Mistura MR (MPa) Rtmédio (MPa) D (g/cm3 ) Vv (%) Mistura de projeto 2.701 1,10 2,367 4,1 Mistura de campo (extração)1 1.839 0,51 2,247 11,0 Mistura de laboratório2 – 1,22 2,4143 4,4 1 Corpos-de-prova extraídos da pista. 2 Corpos-de-prova confeccionados com agregados dos CPs extraídos da pista. 3 Determinada pelo Rice Test.
  14. 14. Minerva, 2(2): 203-216 216 ODA, EDEL & FERNANDES JÚNIOR Conclusões Espera-se que a construção do primeiro trecho experimental com asfalto-borracha na cidade de Salvador, Bahia,sirvadeincentivoparafuturosprojetosdepavimentos com asfaltos modificados, criando, dessa forma, uma demanda pelo produto que pode ter como conseqüência a melhoria de qualidade dos pavimentos existentes. Além disso, espera-se que ocorra a implantação de empresas produtoras de borracha de pneu em pó, o que irácontribuirparaquesejapossívelterproduçãodeasfalto- borrachanoEstadodaBahia.Adisponibilidadedeborracha moída por fabricantes locais trará condições de adotar o uso de asfalto modificado por borracha em serviços de pavimentação nas rodovias da região. Os problemas e dificuldades encontrados durante a elaboração do projeto e, principalmente, no decorrer da aplicação devem ser analisados com cuidado para evitar que ocorram novamente. Ficou evidente que o desconhe- cimento técnico e a falta de experiência dos órgãos responsáveis pela infra-estrutura viária (nesse caso, PMS e empresas contratadas) é um dos principais obstáculos à aplicação de novas tecnologias. Por esse motivo, algumas observações importantes e essenciais para um bom resultado devem ser enfatizadas, como a necessidade de um planejamento rigoroso e eficaz de todas as etapas da obra, desde a produção do ligante até a compactação da mistura, com o comprometimento de todos os envolvidos (contratantes, engenheiros, técnicos e encarregados): l agregados: a granulometria e as características devem atender as exigências das especificações; l usina de asfalto: devem ser realizadas calibração e adaptações necessárias previamente; l produção da mistura: deve ser tomado muito cuidado com as temperaturas dos materiais e da mistura; l transporte: a mistura deve ser transportada coberta por lona; l serviços preliminares: devem ser realizadas avaliações funcional e estrutural para verificar a necessidade de serviços preliminares, como, por exemplo, a fresagem do pavimento existente; l execução: devem ser tomados cuidados especiais com temperaturas de espalhamento e compactação. As informações apresentadas neste trabalho quanto à experiência realizada do uso de borracha moída de pneus inservíveis em pavimentação demonstram a atratividade desta técnica para fins rodoviários e ambientais. Em termos de trabalhos futuros, além de avaliações semestrais ao longo dos anos, num futuro próximo serão feitos levantamentos de deflexões no pavimento com o uso da viga Benkelman, visando a avaliar os aspectos estruturais. Agradecimentos O desenvolvimento deste trabalho só foi possível porque contou com o apoio da Petrobras Distribuidora, daprefeituradeSalvador,daFundaçãodeAmparoàPesquisa do Estado da Bahia (FAPESB), da Universidade de São Paulo e do Centro de Excelência em Asfalto (CEASF). Referências Bibliográficas AASHTO. MP8. Specification for designing SMA. American Association of State Highways Transportation Officials, 2000. CHOUBANE,B.;SHOLAR,G.A.;MUSSELMAN,J.A.;PAGE, G. C.Ten-year performance evaluation of asphalt-rubber surface mixes. TRR 1681, TRB, 1999. p.10-18. DNER. Pavimentação – Pré-misturado a quente com asfalto polímero–camadaporosadeatrito.RiodeJaneiro:Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, 1999. EDEL, G. Novas tecnologias – asfalto borracha. Partilha de Conhecimento. Construção Civil na Prática, ANCOVAP. 1. ed. São José dos Campos, SP, 2005. NEVES FILHO, C. L. D. Avaliação laboratorial de misturas asfálticas SMA produzidas com ligante asfalto-borracha. 2004. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP. OLIVER, J. Rutting and fatigue properties of crumbed rubber hotmixasphalts.In:ProceedingsofAsphaltRubber2000.Portugal, 2000. p. 221-240. PETROBRAS. Manual de serviços de pavimentação. Rio de Janeiro: Petrobras Distribuidora S.A., 1996. SHATNAWI, S.; LONG, B. Performance of asphalt rubber as thin overlays. In: Proceedings of Asphalt Rubber 2000. Portugal, 2000. p. 53-72. SMITH,L.;BIRGISSON,B.; CHOUBANE,B.;MUSSELMAN, J. Asphalt rubber in the State of Florida: the first ten years. In: Proceedings of Asphalt Rubber 2000. Portugal, 2000. p. 97-116. SPECHT,L.P. Avaliaçãodemisturasasfálticascomincorporação de borracha reciclada de pneus. 2004. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS.

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