Sistema WMA – Asfalto Morno

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ASFALTO MORNO

Comportamento de misturas mornas por processo de espumação em diferentes temperaturas de usinagem e compactação.

A Dimensional Engenharia, em sua busca incessante pela melhoria contínua em seus processos e pelo desenvolvimento da Engenharia, através do uso intensivo de tecnologia e adoção de técnicas inovadoras, adquiriu, em 2009, a primeira Usina de Asfalto do Brasil, da fabricante Ciber, com a capacidade de produzir CBUQ morno através de um processo de espumação do ligante, apenas com injeção de água. Como se tratava de procedimento pioneiro no país, a Dimensional assinou um convênio com a COPPE-UFRJ e com a fabricante do equipamento para a realização de extensos estudos de performance e elaboração de procedimentos de execução.

O resultado é o trabalho técnico abaixo.

Marcos Antonio Fritzen1; Jaelson Budny2; Francisco Thiago Sacramento Aragão3; Marcelo Zubaran4, Laura Maria Goretti da Motta5

1, 2 Pesquisador, Programa de Engenharia Civil, Laboratório de Geotecnia e Pavimentos, COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro, marcosantonio_ufrj@yahoo.com.br e jaelsonbudny@gmail.com
3, 5 Professor, Programa de Engenharia Civil, Laboratório de Geotecnia e Pavimentos, COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro, laura@coc.ufrj.br, fthiago@coc.ufrj.br
4 Engenheiro Civil, Ciber Equipamentos Rodoviários Ltda e Mestrando do Programa de Engenharia Civil, COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro, marcelo.zubaran@ciber.com.br

RESUMO

Avalia-se o comportamento mecânico de misturas asfálticas mornas produzidas com cimento asfáltico de petróleo (CAP) submetido ao processo físico de espumação. Foram usinadas sete misturas asfálticas produzidas com CAP 50/70 da REGAP: duas foram usinadas nas condições convencionais para comparação, modificando somente a temperatura de compactação, e cinco foram usinadas com o ligante modificado fisicamente pela inserção de 2,5% de água sob o ligante aquecido provocando sua mudança de volume (espumação). A dosagem foi igual em todos os casos: a curva granulométrica projetada pelo método Bailey e as condições volumétricas pelo método SUPERPAVE. Dois agentes melhoradores de adesividade (AMA) foram adicionados nestas misturas (2% cal hidratada e 0,3% de AMA). A cal também completou a curva granulométrica (filer). O comportamento mecânico de amostras usinadas e compactadas a diferentes temperaturas foram avaliadas por ensaios de módulo de resiliência, resistência à tração, dano por umidade induzida, vida de fadiga e deformação permanente. Também foi avaliado o efeito do envelhecimento das misturas asfálticas moldadas nas diferentes temperaturas de compactação e em diferentes períodos de envelhecimento acelerado em estufa. Conclui-se que o processo de obtenção de mistura morna por espumação em usina convencional adaptada para proporcionar este procedimento no momento da mistura dos agregados com o ligante espumado é viável e permite economizar energia e diminuir o envelhecimento de curto prazo sem prejudicar a trabalhabilidade e a compactação nos trechos experimentais construídos com as misturas mornas espumadas.

Palavras chaves: Misturas Mornas, Espumação de CAP, Envelhecimento de Misturas Asfálticas.

INTRODUÇÃO

Na situação atual da malha pavimentada brasileira há sempre necessidade de elevados investimentos na manutenção e expansão dos pavimentos. Aliado a isto, é cada vez maior a preocupação com o desenvolvimento de processos sustentáveis em todas as áreas da construção civil, o que inclui a melhoria dos processos de pavimentação, em vários aspectos, incluindo aqueles que possam aumentar a vida útil dos revestimentos. Dentre várias alternativas, as chamadas misturas asfálticas mornas têm mostrado grande potencial de cumprir objetivos sustentáveis e trazer muitos benefícios de durabilidade em comparação aos concretos asfálticos tradicionais. A tecnologia de misturas mornas se baseia, de forma geral, na redução da viscosidade do ligante asfáltico por uso de aditivos ou de processos físicos de modificação do ligante, entre outros mecanismos. A redução na viscosidade do ligante permite uso de temperaturas de usinagem e compactação reduzidas sem perda significativa na trabalhabilidade.

O uso de temperaturas de produção (usinagem e compactação) mais baixas resulta em redução do envelhecimento do ligante o que pode aumentar a resistência das misturas ao trincamento, diminuir a emissão de poluentes como dióxido de carbono e aerossóis e reduzir o consumo de energia em comparação com as misturas convencionais. A redução da viscosidade do ligante com melhoramento da trabalhabilidade em temperaturas mais baixas pode também permitir o aumento de incorporação de material fresado em misturas recicladas a quente, contribuindo para a redução dos elevados gastos com materiais de pavimentação.

Diferentes tipos de aditivos e processos físicos de modificação de ligante asfáltico têm sido usados no Brasil com o objetivo de produzir misturas com desempenho semelhante ao de misturas  convencionais, mas que sejam atrativas economicamente e que minimizem os danos ecológicos associados ao seu uso, destacando-se: aditivos surfactantes, zeólitas, parafinas, ceras e produtos orgânicos, além de outras formas de espumação (Rohde et al., 2008; Otto, 2009; Fritzen et al., 2009; Cavalcanti, 2010; Rivoire Jr. et al., 2011; Motta, 2011; Budny, 2012). Há, ainda, relatos do uso de aditivo nacional em Budny (2012) e técnica por molhagem e espumação com o processo A-SAT criado pelo CENPES/ Petrobras, em Fritzen et al. (2009).

Uma alternativa para usinagem de mistura morna é o uso da espumação do asfalto por adaptação de usinas convencionais com incorporação de câmaras de expansão e bicos injetores. O processo de asfalto – espuma utilizado nas obras de recuperação estrutural com fresadoras recicladoras já é bem conhecido no Brasil e tem sido aplicado desde 1998, quando 30 km da BR-277 foram restaurados, no estado do Paraná (Castro, 2003). Dentre as vantagens desta técnica, destaca-se o fato de o aditivo ser água e não produtos orgânicos ou químicos, muitos destes importados. O uso de água como modificador físico da consistência do ligante pode gerar economia no processo de produção de misturas mornas. O uso do asfalto-espuma em misturas novas, no entanto, ainda é recente no Brasil.

O objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento de misturas asfálticas mornas produzidas pelo processo físico de espumação do ligante em usina fixa, desenvolvido pela Ciber Equipamentos Rodoviários Ltda. A pesquisa contou com a participação do Laboratório de Geotecnia e Pavimentos da COPPE, da Ciber e da empresa Dimensional Engenharia Ltda, com a anuência do DER – RJ que permitiu os testes em um segmento da rodovia estadual RJ/146, bairro Barra Alegre, cidade de Bom Jardim, estado do Rio de Janeiro.

Foram construídos sete segmentos experimentais, de aproximadamente 100 metros de extensão cada, com 5cm de espessura de: duas misturas asfálticas convencionais e cinco com o ligante espumado. Para esse estudo o ligante utilizado foi um CAP 50/70 da REGAP. Todas as misturas asfálticas foram feitas com a mesma curva granulométrica projetada seguindo as recomendações do método Bailey de escolha do esqueleto mineral, e as relações volumétricas foram obtidas pelo método SUPERPAVE com uso do compactador giratório e teor de ligante correspondente a 4% vazios, projeto feito no laboratório de Geotecnia e Pavimentos da COPPE. Os trechos experimentais foram construídos no período de outubro e novembro de 2011.

PROCESSO DE ESPUMAÇÃO

A usina de asfalto utilizada para a fabricação das misturas asfálticas deste estudo é do tipo dosagem contínua dos materiais, secagem em contrafluxo e misturador externo tipo pug-mill de duplo eixo. Essa usina foi preparada com um sistema para produção de asfalto espumado, controlado automaticamente no painel de operação.

A espuma asfáltica é o resultado da mistura do Cimento Asfáltico de Petróleo a quente com a inserção de água a temperatura ambiente, em ambiente controlado, sob determinadas condições de temperatura e pressão. Estes fluidos são bombeados e convergem para uma câmara de mistura, localizada dentro de um misturador tipo pug-mill. A introdução forçada e controlada de água, a temperatura ambiente, durante a passagem do ligante, provoca a expansão volumétrica do mesmo pela vaporização da água, reduzindo sua viscosidade. O ar pode ser introduzido na mistura a fim de aumentar a expansão.

O aumento de volume do ligante pode ultrapassar 15 vezes o seu volume residual, dependendo do tipo de ligante, da temperatura do ligante na mistura, da porcentagem de água em relação ao ligante e das pressões nas linhas do CAP, água e ar. Esta técnica facilita o envolvimento dos agregados pelo CAP em função do aumento da trabalhabilidade pela modificação da viscosidade e melhor adesividade com os agregados em temperaturas inferiores ao tradicional concreto asfáltico (Ronchetti et al, 2011).

A expansão do ligante é um fenômeno temporário e por isto o contato do ligante com os agregados deve ocorrer no inicio da espumação, fase em que a viscosidade está mais baixa. Logo, é preferível ter uma câmara de expansão em cada bico espargidor garantindo a máxima expansão durante a mistura. A Figura 1 mostra um esquema do processo de espumação do ligante asfáltico com esta técnica. Na Figura 2 representam-se, esquematicamente, as etapas da expansão do ligante em contato com a água e o ar, num esquema gráfico (a) além de uma foto de uma fase correspondente ao ligante em seu volume máximo espumado (b). No esquema, o ponto correspondente ao nº 1, representa o volume original do CAP num certo recipiente. Após a inserção da água e o ar o ligante atinge o seu volume máximo representado pelo nº 2 do esquema. Em seguida o ligante reduz seu volume rapidamente, atingindo a metade do volume máximo em aproximadamente 20 segundos. Esse intervalo é conhecido como “meia vida”, representado pelo nº 3. Após o período de ½ (meia) vida o ligante permanece parcialmente espumado, portanto ainda com viscosidade alterada, correspondente a um ponto de expansão de aproximadamente 1,5 vezes o volume do ligante residual (volume inicial). A sedimentação do ligante do ponto nº4 para o ponto nº 1 pode demorar até uma hora, facilitando a compactação em temperaturas inferiores às temperaturas convencionais.

A quantidade de água em relação ao ligante asfáltico deve ser dosada de acordo com as características de cada ligante asfáltico. Em  geral, quanto maior porcentagem de água, maior a expansão e menor o período de meia vida. Porém, não deve haver umidade residual no ligante asfáltico: a evaporação de toda água é inversamente proporcional à quantidade de água incorporada. Portanto, a quantidade de água ideal é a máxima que resulte em um bom período de ½ (meia) vida (superior a 15 segundos) e que não sobre água não evaporada. No presente estudo verificou-se que a porcentagem de água em relação ao ligante asfáltico foi de 2,5%. A usina utilizada apresenta sistema mecânico e automação que garante a proporção entre ligante asfáltico e água conforme definido pelo operador da usina.

MATERIAS UTILIZADOS

AGREGADOS

Os agregados são oriundos da Pedreira Pedrinco localizada na cidade de Nova Friburgo, região serrana do estado do Rio de Janeiro próxima à localização da usina. Foram coletadas amostras de agregados pela equipe de técnicos da Dimensional e encaminhadas ao laboratório da COPPE para análise: ensaios de Abrasão Los Angeles, Densidade, Absorção e Granulometria, e dosagem.

Na tabela 1 estão apresentadas as propriedades físicas dos agregados; os resultados de Abrasão Los Angeles apresentaram valores superiores aos estabelecidos pela norma DNIT ES 031/06. Valores superiores a 50% são observados em algumas regiões do estado do Rio de Janeiro, resultantes de pedreiras de granito ou gnaisse, e não descarta o seu uso nas misturas asfálticas aplicadas no Estado. Segundo Bernucci et al., 2007 diversas rodovias foram pavimentadas com agregados que apresentavam alta Abrasão Los Angeles e muitas destas rodovias apresentaram um desempenho satisfatório durante a vida de serviço dos pavimentos.
No presente estudo a curva granulométrica foi definida em função das recomendações do método Bailey (Asphalt Institute, 2011) e do método SUPERPAVE para misturas com tamanho nominal máximo (TMN) de agregados de 19mm. A composição granulométrica utilizada foi composta por Brita 1 – 25%; Brita 0 – 33%; Pó de Pedra – 40% e 2% de cal hidratada CH I incorporada como fíler.

LIGANTE ASFÁLTICO

O Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) utilizado neste estudo foi oriundo da refinaria REGAP localizada na cidade de Betim – Minas Gerais. Um resumo das propriedades do ligante está apresentado na Tabela 2. Neste estudo foi utilizado um Agente Melhorador de Adesividade (AMO), BETUDOPE MASTER, fornecido pela Ipiranga Asfaltos, já incorporado ao ligante, que também foi o mesmo utilizado em toda a extensão do trecho total da rodovia de vários quilômetros, que estava sob a responsabilidade da empresa Dimensional. A necessidade de uso do agente melhorador foi observada no ensaio de Dano por Umidade Induzida. O teor de dope utilizado foi de 0,3% em massa do ligante para o trecho total e todos os trechos experimentais, além da cal, empregada também para ajustar a curva granulométrica, neste caso somente nos trechos testes.

DOSAGEM DA MISTURA ASFÁLTICA

Conforme mostrado na Figura 3, a curva granulométrica adotada atendeu os limites especificados no método SUPERPAVE para misturas asfálticas com TMN de 19 mm. O teor de projeto foi definido em função do teor de vazios de 4%. Para simular o envelhecimento de curto prazo, as misturas asfálticas não compactadas permaneceram em estufa durante duas horas na temperatura de compactação, e, após esse período, foram compactadas em compactador giratório com 100 giros e sob pressão de 600kPa. Esta condição de dosagem foi utilizada nos sete segmentos experimentais, variando-se somente as temperaturas de mistura e compactação, sem (2) e com espumação (5).

A Tabela 3 apresenta as relações volumétricas para os teores de ligante testados, o que definiu o teor de projeto de 4,8% de ligante, em função do volume de vazios de 4%, que também atende os demais parâmetros volumétricos: Volume Agregado Mineral (VAM); Relação Betume Vazios (RBV); Proporção Pó Asfalto (P/A).

Após a determinação do teor de projeto foram compactados novos corpos de prova no teor de (4,8%) de ligante até o número de giros máximo Nmáximo (160 giros) para a determinação da porcentagem da densidade teórica (%Gmm) no Nmáximo (percentual da Gmm), que é uma estimativa do grau de densificação da mistura ao final da sua vida de serviço. De acordo com o SUPERPAVE, o volume de vazios das misturas compactadas no Nmáximo deve ser igual ou superior a 2% (%Gmm no Nmáximo
98%) para evitar problemas de susceptibilidade a deformações permanentes. Das curvas de densificação, também foi determinada a %Gmm no Ninicial (8 giros), que avalia a compactabilidade da mistura, que deve ser de no máximo 89%. A Tabela 4 mostra os resultados obtidos para estas duas propriedades e indica que os valores encontrados atenderam às especificações.

DETALHAMENTO DO EXPERIMENTO

Foram construídos sete trechos experimentais, próximo à usina de asfalto da Dimensional localizada na RJ/146, na localidade de Barra Alegre, cidade de Bom Jardim – RJ. Para cada trecho experimental foram usinadas aproximadamente 90 toneladas de massa asfáltica, distribuídos em cinco caminhões. Com base nessa logística foram definidos critérios para coleta de amostras como apresentado a seguir.

No primeiro caminhão não foram coletadas amostras de massa asfáltica para moldagem de corpos de prova, apenas para verificação dos parâmetros de projeto e consequentemente pequenos ajustes na usina de asfalto: verificação do teor de ligante, controle da temperatura pretendida, verificação da granulometria e aspectos visuais da mistura asfáltica. A partir do segundo caminhão (após ajustes eventuais da usina) foram coletadas amostras de massa asfáltica para compactação de corpos de prova.
Para cada experimento foram retiradas amostras em duas etapas com coleta de massa asfáltica do segundo e do quinto caminhão, por questões de logística em função do tempo de moldagem dos corpos de prova em laboratório.

O laboratório da COPPE disponibilizou equipamentos de propriedade da Universidade para o desenvolvimento deste experimento (compactador giratório, balanças, Rice, rotarex, entre outros), que foram instalados no laboratório da Usina de Asfalto da Dimensional. Uma equipe de técnicos da COPPE foi responsável pela coleta de amostras, operação dos equipamentos e realização dos ensaios.

O planejamento do experimento foi feito pela equipe de pesquisadores da COPPE, da Ciber e da Dimensional. Foram compactados três corpos de prova para a determinação do módulo de resiliência e resistência à tração para vários tempos de permanência da massa asfáltica na estufa (0; 30; 60; 90; 120; 150 e 180 minutos) com objetivo de analisar o envelhecimento da mistura asfáltica em função do tempo e da temperatura de compactação. Também foram moldados quinze corpos de prova para a determinação da curva de fadiga, dez corpos de prova para determinação do dano por umidade induzida e oito corpos de prova para a determinação da deformação permanente pelo Flow Number e a coleta de mistura asfáltica para a moldagem das placas no laboratório da COPPE (a posteriori) para a determinação da deformação permanente pelo simulador LCPC (Tabela 5).

O ensaio de módulo de resiliência é realizado com aplicação de cargas repetidas na frequência de 1 Hz (carregamento de 0,1 s e repouso de 0,9 s) no plano diametral vertical de corpos-de-prova cilíndricos. Esta carga gera uma tensão de tração transversal ao plano de aplicação da carga e sensores LVDT (Linear Variable Differential Transformer) medem a deformação diametral recuperável na direção correspondente à tensão gerada (deslocamento horizontal). O módulo de resiliência (MR) é calculado por (DNIT 135-10, 2010):

O ensaio de compressão diametral estático foi desenvolvido por Fernando Lobo Carneiro em 1943 para determinar a resistência à tração indireta de corpos de prova cilíndricos de concreto cimento Portland. É empregado em toda parte para medir a resistência à tração indireta das misturas asfálticas, desde 1980 no Brasil, aproveitando-se a prensa de execução do ensaio de estabilidade Marshall. O procedimento é descrito nas normas ABNT NBR 15087 e DNIT 136/10 – ME. Aplica-se um esforço de compressão no plano diametral vertical do corpo de prova cilíndrico, na taxa de 0,8 ± 0,1 mm/s, que gera tensões de tração perpendiculares a este diâmetro, que levam a amostra à ruptura. Esta resistência última é conhecida por resistência à tração (RT) (Medina e Motta, 2005).

O ensaio de fadiga objetiva a determinação do número de solicitações para que uma determinada carga cause a ruptura progressiva de corpos de prova de misturas asfálticas. No Brasil, os ensaios de fadiga são tipicamente realizados à tensão e temperatura controladas, no mesmo equipamento pneumático usado na determinação do módulo de resiliência. Ciclos de carga são aplicados na frequência de 1Hz (carregamento de 0,1 s e repouso de 0,9 s). Neste trabalho, a magnitude da carga aplicada variou entre 10 e 50% da RT das misturas. Determinam-se as relações entre os números de repetições na ruptura (N) e os níveis de tensões aplicadas, geralmente representadas pela expressão:

A susceptibilidade das misturas ao dano por umidade induzida foi avaliada pelo ensaio Lottman modificado (AASHTO T283-07). Este ensaio avalia a adesividade ligante-agregado em misturas asfálticas, considerando o efeito deletério da água nas propriedades mecânicas. Moldam-se seis corpos de prova, no teor de ligante de projeto, mas com volume de vazios de 7% ± 1%. As amostras são divididas em dois grupos de três: sem e com condicionamento (congelamento, descongelamento e aquecimento a 60ºC), RT1 e RT2, respectivamente. Os corpos de prova são submetidos ao ensaio de resistência à tração, separados por grupo. A razão entre RT1 e RT2, é denominada Resistencia Retida à Tração (RRT = RT2 / RT1). Um valor mínimo de RRT de 80% tem sido recomendado para a geração de misturas resistentes a umidade.

Uma das formas de determinação da deformação permanente em misturas asfálticas é por uso de simuladores de tráfego de diversos tipos entre simuladores de laboratório e de verdadeira grandeza, que avaliam a suscetibilidade de uma composição asfáltica à afundamento de trilha de roda. Neste estudo foi utilizado o simulador LCPC, moldando-se placas com cada mistura asfáltica coletada em campo reaquecida em laboratório na temperatura de compactação e compactada por uma roda de pneu com cargas e pressão de inflação reguláveis.

Os ensaios de deformação permanente seguiram a especificação francesa NF P 98-253-1 (AFNOR, 1991b). O ensaio é realizado em duas placas simultaneamente, colocadas uma em cada lado do equipamento, que é munido de um eixo com dois pneumáticos. O pneumático fica permanentemente em contato com a placa asfáltica e aplica-se o carregamento em movimento longitudinal de ida e volta, em ciclos de 1Hz. Mede-se o afundamento na trilha de roda em cinco pontos a cada número de ciclos determinado: 100; 300; 1000; 3000; 10000 e 30000, a uma temperatura de 60ºC. Para misturas asfálticas recomenda-se até 10% de deformação em relação à altura da placa ao final dos 30000 ciclos.

Além dos ensaios mecânicos, neste estudo também foram feitas análises do ligante de alguns dos corpos de prova submetidos aos ensaios mecânicos para avaliar os diferentes graus de envelhecimento sofrido nos tempos de permanência na estufa antes da moldagem. Este processo foi feito pelo ensaio de Recuperação do ligante de uma mistura asfáltica conhecido como Recuperação Abson. Inicialmente o CAP constituinte de uma amostra de massa asfáltica é extraído de acordo com o método ASTM D 2172, método B, empregando-se tricloroetileno como solvente. O CAP extraído da mistura é recuperado, seguindo as prescrições apresentadas na ASTM D 1856/95. Essas amostras de CAP recuperadas são homogeneizadas e submetidas aos ensaios de Penetração, Ponto de Amolecimento e Viscosidade Brookfield para avaliação das alterações provocadas pelos processos que a massa asfáltica analisada tenha sido submetida.

RESULTADOS DOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO

MÓDULO DE RESILIÊNCIA

Foram moldados corpos de prova no laboratório da Dimensional através do uso do compactador Giratório da COPPE em diferentes tempos de condicionamento em estufa (0; 30; 60; 90; 120; 150 e 180 minutos), na temperatura correspondente a escolhida para a compactação, para avaliar o efeito do envelhecimento do ligante asfáltico através do módulo de resiliência. Na Figura 4 observa-se que os MR obtidos nas diferentes temperaturas apresentaram valores próximos entre si. Estão apresentadas duas temperaturas entre parênteses: a primeira corresponde a de usinagem e a segunda a de compactação, que foi a de condicionamento das misturas asfálticas em estufa. Observa-se que houve uma tendência de enrijecimento para os tempos de envelhecimento maiores, principalmente nas misturas asfálticas usinadas a 170ºC, enquanto nas misturas asfálticas usinadas com temperaturas de 145ºC e 132ºC houve tendência de estabilização dos valores de MR.

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO

Os ensaios de resistência à tração (RT) foram realizados nos mesmos corpos de prova usados para a determinação do MR. Observa- e na Figura 5 que os resultados apresentaram valores semelhantes nos períodos de envelhecimento das soluções realizadas, especialmente para tempos inferiores a 120 minutos. Para os tempos de envelhecimento superiores a 120 minutos, observou-se duas tendências: a primeira para misturas usinadas a temperatura de 170ºC que apresentaram crescimento da RT em função do tempo de envelhecimento e a segunda para as misturas usinadas em temperaturas inferiores, entre 145ºC e 132ºC, que apresentaram tendência de estabilização nos valores de RT.

CURVAS DE FADIGA

Foram realizados ensaios de fadiga no Laboratório da COPPE nas diferentes soluções asfálticas deste estudo, os corpos de prova de cada solução tendo sido moldados com as massas asfálticas após 120 minutos de envelhecimento em estufa na temperatura correspondente à de compactação de cada caso. Na Figura 6 observa-se comportamento semelhante entre as várias soluções de usinagem e compactação quanto à susceptibilidade aos níveis de tensão, ou seja, as inclinações das curvas são semelhantes. Este ensaio não é de fácil interpretação somente por comparação das curvas nesta forma de apresentação, sendo influenciada pelo valor do MR de cada mistura, e, conforme visto na Figura 4, os MR correspondentes ao tempo de 120minutos varia entre as combinações. A melhor avaliação seria feita numa análise numérica de uma estrutura típica onde se variassem os revestimentos. Como comentários bem gerais, no entanto, pode-se comentar: a) para a mistura convencional, o fato de diminuir a temperatura de compactação afetou bastante a curva de fadiga; b) as misturas com temperaturas de usinagem e compactação mais elevadas apresentaram comportamento mais favorável quanto ao número de ciclos do que as usinadas e compactadas com temperaturas menores. O acompanhamento sistemático dos trechos testes de campo ajudará a concluir melhor sobre este aspecto, inclusive se este tempo de 120 minutos de envelhecimento de curto prazo é o que efetivamente representa as condições de clima e da obra.

DANO POR UMIDADE INDUZIDA

Na Figura 7 estão apresentados os resultados obtidos de RRT das soluções asfálticas analisadas. Observa-se que todas apresentaram RRT superiores a 80%, adotado como limite mínimo para a determinação da resistência ao dano por umidade induzida.

É importante lembrar que em todas as soluções estudadas nesta pesquisa havia 0,3% em peso do ligante asfáltico de um Agente Melhorador de Adesividade + 2% de Cal Hidratada CHI. O uso da cal hidratada teve como finalidade inicial compor a curva granulométrica, porém observou-se que houve melhoria da adesividade, comprovada por testes somente com 0,3% de AMA que apresentou RRT de 67% contra a situação de 0,3% de dope + 2% de Cal Hidratada que apresentou RRT de 93%.

DEFORMAÇÃO PERMANENTE – LCPC

Foram moldadas placas de 50cm de comprimento x 18cm de largura x 5cm de espessura no laboratório da COPPE com amostras no campo na época da construção dos trechos. Algum tempo depois, as amostras foram reaquecidas em laboratório e compactadas na temperatura de compactação referente as utilizadas nesta pesquisa. O processo realizado para a moldagem dessas placas foi igual para todas as soluções asfálticas usinadas em campo. A Figura 8 apresenta as curvas de afundamento de trilha de roda das soluções asfálticas ao longo do número de ciclos das rodas de teste. Observa-se que as misturas asfálticas apresentaram resultados de deformação permanente satisfatórios segundo a especificação Francesa NF P 98-253-1 (AFNOR, 1993), que classifica como satisfatória até 10% de deformação máxima em relação à espessura inicial da amostra para 30.000 ciclos para o volume de tráfego local.

DANO POR UMIDADE INDUZIDA

Na Figura 7 estão apresentados os resultados obtidos de RRT das soluções asfálticas analisadas. Observa-se que todas apresentaram RRT superiores a 80%, adotado como limite mínimo para a determinação da resistência ao dano por umidade induzida. É importante lembrar que em todas as soluções estudadas nesta pesquisa havia 0,3% em peso do ligante asfáltico de um Agente Melhorador de Adesividade + 2% de Cal Hidratada CHI. O uso da cal hidratada teve como finalidade inicial compor a curva granulométrica, porém observou-se que houve melhoria da adesividade, comprovada por testes somente com 0,3% de AMA que apresentou RRT de 67% contra a situação de 0,3% de dope + 2% de Cal Hidratada que apresentou RRT de 93%.

DEFORMAÇÃO PERMANENTE – LCPC

Foram moldadas placas de 50cm de comprimento x 18cm de largura x 5cm de espessura no laboratório da COPPE com amostras no campo na época da construção dos trechos. Algum tempo depois, as amostras foram reaquecidas em laboratório e compactadas na temperatura de compactação referente as utilizadas nesta pesquisa. O processo realizado para a moldagem dessas placas foi igual para todas as soluções asfálticas usinadas em campo. A Figura 8 apresenta as curvas de afundamento de trilha de roda das soluções asfálticas ao longo do número de ciclos das rodas de teste. Observa-se que as misturas asfálticas apresentaram resultados de deformação permanente satisfatórios segundo a especificação Francesa NF P 98-253-1 (AFNOR, 1993), que classifica como satisfatória até 10% de deformação máxima em relação à espessura inicial da amostra para 30.000 ciclos para o volume de tráfego local.

RECUPERAÇÃO ABSON

Foram enviados ao laboratório da empresa Imperpav corpos de prova correspondentes aos vários tempos de estufa (0; 60; 120 e 180 minutos) para a recuperação do ligante asfáltico para verificar o envelhecimento do ligante. Na Tabela 6 estão apresentados os resultados de penetração, ponto de amolecimento e viscosidade Brookfield dos ligantes recuperados. Observa-se que houve variação significativa destes parâmetros em relação às características do ligante virgem (Tabela 2) o que confirma o envelhecimento do ligante em todos os casos, sendo a solução espumada ligeiramente menor em alguns dos parâmetros.

CONCLUSÕES

A influência de temperaturas de usinagem e compactação no comportamento mecânico de misturas asfálticas com ligante espumado foi avaliada neste trabalho por vários procedimentos experimentais. Em geral, observou-se um bom desempenho das misturas com ligante espumado, o que evidencia o futuro promissor da técnica de espumação em usina. Os trechos construídos, após cerca de 10 meses de abertura ao tráfego não apresentam nenhum defeito visível e continuarão a serem acompanhados. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que:

• Os Módulos de Resiliência obtidos nas diferentes temperaturas de usinagem apresentaram valores próximos entre si, porém houve tendência de enrijecimento para tempos de envelhecimento maiores, principalmente nas misturas asfálticas usinadas a 170ºC;
• Todas as misturas apresentaram valores de RT semelhantes para períodos de envelhecimento inferiores a 120 minutos e superiores a 120 minutos, houve crescimento de RT para misturas usinadas a 170oC e de estabilização dos valores de RT para misturas usinadas a 145oC e 132oC.
• As temperaturas de produção influenciaram a vida de fadiga: das misturas convencionais quando se diminui a temperatura de compactação, e, das misturas com ligante espumado, em relação às convencionais. O acompanhamento sistemático dos trechos poderá esclarecer este ponto.
• O uso da cal hidratada e a adição do Dope foram importantes para bom desempenho das misturas asfálticas quanto à adesividade do ligante – agregado;
• Os resultados das deformações permanentes com uso do simulador de tráfego de laboratório apresentaram resultados satisfatórios segundo as especificações Francesas, todas as misturas atingiram ao final do ensaio resultados inferiores a 10%;
• Foi realizada uma avaliação visual nos trechos experimentais após 10 meses de construídos e verificou-se que não houve nenhum tipo de defeito até o momento.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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