utilização da borracha de pneus na pavimentação asfaltica
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5/26/2018 Utiliza o Da Borracha de Pneus Na Pavimenta o Asfaltica
HAROLDO A. F. MARTINS
A UTILIZAO DA BORRACHA DE PNEUS
NA PAVIMENTAO ASFLTICA
Trabalho de Concluso de Cursoapresentado UniversidadeAnhembi Morumbi no mbito doCurso de Engenharia Civil comnfase Ambiental.
SO PAULO2004
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5/26/2018 Utiliza o Da Borracha de Pneus Na Pavimenta o Asfaltica
HAROLDO A. F. MARTINS
A UTILIZAO DA BORRACHA DE PNEUS
NA PAVIMENTAO ASFLTICA
Trabalho de Concluso de Cursoapresentado UniversidadeAnhembi Morumbi no mbito doCurso de Engenharia Civil comnfase Ambiental.
Orientador:
Prof. Ms. Clio Daroncho
SO PAULO2004
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5/26/2018 Utiliza o Da Borracha de Pneus Na Pavimenta o Asfaltica
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Dedico este trabalho, em especial, ao meu Pai,
Sr. Antonio da Cruz Martins, que sempre me
incentivou a prosseguir nos momentos mais difceis.
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AGRADECIMENTOS
A todos que direta ou indiretamente colaboraram para a elaborao deste trabalho.
A minha me, irm, cunhado e namorada pela compreenso, estmulo e ajuda em
todos os momentos que foram necessrios.
Meus especiais agradecimentos ao orientador Prof. Ms. Clio Daroncho pela
dedicao, ateno e incentivo.
Grandes agradecimentos presto ao Eng. Paulo Francisco O. Fonseca, da empresa
Greca Distribuidora de Asfaltos Ltda que forneceu grande auxlio na etapa prtica do
presente trabalho.
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RESUMO
A incorporao de borracha proveniente de pneus inservveis em revestimentosasflticos de pavimentos tem sido empregada h algumas dcadas no exterior,particularmente nos Estados Unidos e de forma mais ostensiva desde 1970.
A convenincia ecolgica de proporcionar uma destinao adequada aos pneusinservveis e a melhoria tcnica que o ligante asfltico agrega, com sua modificaoproporcionada pela borracha, so os grandes motivadores da utilizao deste tipo deligante.
Estima-se que o Brasil gere 30 milhes de pneus inservveis por ano. A matria-
prima desses pneus pode ser empregada de vrias formas, desde a sua utilizaototal atravs de alternativas viveis economicamente e ecologicamente adequadascomo tambm na formao de depsitos clandestinos, geradores de poluioambiental ou at mesmo de doenas.
Um dos usos mais nobres da borracha pulverizada como insumo modificador dosasfaltos tradicionais. Esta modificao obtida muito interessante e extremamentebenfica para a melhoria do ligante e para o aumento da durabilidade de nossasestradas.
O presente trabalho apresenta aplicaes prticas, realizadas com um ligante
asfltico modificado por borracha pulverizada de pneus inservveis, de altaviscosidade, projetado especialmente para ser aplicada em misturas asflticas e emtratamentos superficiais executada a quente.
Avalia-se o asfalto-borracha quanto resistncia ao aparecimento de trincas porfadiga do revestimento e ao acmulo de deformao permanente, principais defeitosestruturais de um pavimento flexvel.
So apresentados no trabalho os dados tcnicos relativos s situaes em que asaplicaes foram realizadas, bem como detalhes construtivos de aplicao e dosequipamentos utilizados. A aplicao dessas tcnicas no meio urbano plenamente
vivel e estimulante, possibilitando que muitas prefeituras tenham mais umaalternativa de pavimentao.
Palavras Chave: asfalto-borracha; asfalto modificado; borracha de pneu; pavimento;misturas asflticas; reciclagem.
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ABSTRACT
The incorporation of rubber proceeding from useless tires into asphaltic surfacing ofpavements has been applied abroad for some decades, particularly in the UnitedStates and in a more ostensible way since 1970.
The ecological convenience of providing an adequate destination for useless tiresand the technical improvement the asphaltic binder aggregates, with its modificationprovided by rubber, are the main causers of the use of this kind of binder.
It has been estimated that Brazil produces 30 million of useless tires a year. Thesetires raw material can be applied in many ways, from total use of these resources
through economically and ecologically practicable alternatives to the formation ofclandestine depositories, that cause environmental pollution and even diseases.
One of the noblest uses of the pulverized rubber is as a modifying supply oftraditional asphalts. This modification obtained is very interesting and extremelybeneficial to the binder improvement and to the enhancement of our roads durability.
The present study shows practical applications, made with asphaltic binder modifiedby pulverized rubber from useless tires, of high viscosity, specially designed for beingapplied in asphaltic mixtures and hot surface dressing.
It is evaluated the effects on the resisteance of asphalt rubber to fatigue cracking andpermanent deformation, the principal defect in the flexible pavement structure.
The technical data related to the situations in which the applications were made, aswell as constructive details of the applications and the equipment used arepresented. The application of these techniques in urban areas is quite viable andstimulating, allowing many local governments to have an additional pavingalternative.
Key Worlds: asphalt-rubber; modified asphalt; rubber of tires; pavement; asphalt mix;recycled.
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LISTA DE ILUSTRAES
Figura 5.1: Esquema do ciclo de vida de um pneu......................................................8
Figura 5.2: Disposio de carcaas de pneus em terreno baldio e no rio. ..................9
Figura 5.3: Disponibilidade de pneus usados no mundo. ..........................................11
Figura 5.4: Esquema da destinao final dos pneus inservveis. ..............................13
Figura 5.5: Incndio de pneus causa a contaminao do ar, da gua e do solo.......14
Figura 5.6: Esquema da recauchutagem do pneu.....................................................15
Figura 5.7: Processo de triturao de pneus.............................................................17
Figura 6.1: Aplicao de selagem de trincas no Estado do Arizona..........................26
Figura 6.2: Execuo de um SAM.............................................................................27
Figura 6.3: Execuo de um SAMI............................................................................28
Figura 6.4: Execuo de um Recapeamento ............................................................28
Figura 6.5: Deformao permanente nas trilhas de roda. .........................................30
Figura 6.6: Trincas por fadiga do revestimento asfltico. ..........................................31
Figura 6.7: Esquema da produo do ligante asfalto-borracha. ................................33
Figura 6.8: Agitador mecnico, panela eltrica e recipiente para armazenagem do
ligante.................................................................................................................34
Figura 6.9: Equipamento utilizado no ensaio da penetrao de ligantes asflticos...35
Figura 6.10: Equipamento utilizado na determinao do ponto de fulgor dos ligantes
asflticos. ...........................................................................................................36
Figura 6.11: Equipamento utilizado na determinao do ponto de amolecimento de
ligantes asflticos Mtodo anel e bola.............................................................37
Figura 6.12: Viscosmetro de Saybolt-Furol. .............................................................37
Figura 6.13: Equipamento utilizado na determinao da ductilidade. .......................38
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Figura 6.14: Viscosmetro Brookfield e detalhe de sua operao. ............................40
Figura 6.15: Detalhe do controle de temperatura, da cmara onde se coloca a
amostra e da haste (spindle)..............................................................................40
Figura 6.16: Estufa de filme fino rotativo (Ensaio RTFOT)........................................41
Figura 6.17: Vaso de Presso (PAV) com seus detalhes..........................................42
Figura 6.18: Remetro de cisalhamento dinmico. ...................................................43
Figura 6.19: Remetro de viga flexo. ...................................................................44
Figura 6.20: Esquema de operao do Remetro de viga flexo...........................45
Figura 7.1: Estrutura com recape em concreto asfltico convencional (AC) .............47
Figura 7.2: Estrutura com recape em concreto asfltico com borracha (AR) ............48
Figura 7.3: Deflexes nas duas trilhas aps o recapeamento e antes do incio do
ensaio.................................................................................................................49
Figura 7.4: Evoluo das deflexes mdias na trilha AC ..........................................50
Figura 7.5: Evoluo das deflexes mdias na trilha com AR. .................................50
Figura 7.6: Comparao entre os ATR registrados nas estruturas ensaiadas ..........51
Figura 7.7: Evoluo do trincamento nas duas trilhas analisadas.............................52
Figura 7.8: Defletometria antes e depois do reforo..................................................58
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LISTA DE TABELAS
Tabela 7.1: Histrico de solicitao das estruturas experimentais. ...........................48
Tabela 7.2: Mdulos de resilincia e Resistncia trao dos corpos-de-prova de
AC ......................................................................................................................53
Tabela 7.3: Mdulos de resilincia e Resistncia trao dos corpos-de-prova de
AR ......................................................................................................................54
Tabela 7.4: Composio da mistura asfltica utilizada Trao do Ecoflex-A ...........56
Tabela 7.5: Caractersticas da mistura utilizada Ecoflex-A. ...................................57
Tabela 7.6: Caractersticas das misturas Cap 20 e Ecoflex-B...................................60
Tabela 7.7: Resultados dos ensaios de MR e RTCD do Cap 20 e do Ecoflex-B ......60
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
AC Asfalto Convencional
AR Asfalto Modificado com Borracha
ASTM American Society for Testing and Materials
ATR Afundamento das Trilhas de Roda
BBR Bending Beam Rheometer
BMP Borracha Moda de Pneu
CAP Cimento Asfltico de PetrleoCAUQ Concreto Asfltico Usinado a Quente
CALTRANS Departamento de Transportes do Estado da Califrnia - EUA
CBUQ Concreto Betuminoso Usinado a Quente
CNPq Conselho Nacional de Pesquisas
COMLURB Companhia Municipal de Limpeza Urbana Rio de Janeiro
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
DAER Departamento Autnomo de Estradas de RodagemDSR Dynamic Shear Rheometer
ISTEA Intermodal Surface Transportation Efficiency Act - EUA
LAPAV Laboratrio de Pavimentao da UFRGS
LVDT Linear Variable Differential Transformer
MR Mdulo de Resilincia
NBR Norma Brasileira
PAV Vaso de PressoPETROBRS Petrleo Brasileiro S/A
RTCD Resistncia Trao por Compresso Diametral
RTFOT Rolling Thin Film Oven Test
SAM Stress Absorbing Membrane
SAMI Stress Absorbing Membrane Interlayer
SHRP StrategicHighway Research Program
SUPERPAVE Superior Performance Pavement
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul
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LISTA DE SMBOLOS
ngulo de Fase
BTU Britsh Termal Unit
cm centmetros
g Grama
g/cm3 Grama por Centmetro Cbico
C Grau Centgrado
kgf Quilograma-Fora
kgf/cm2 Quilograma-Fora por Centmetro Quadradokm Quilmetro
kPa Quilopascal
MPa Megapascal
m Metro
mm Milmetro
G* Mdulo de Cisalhamento Complexo
(m) Mdulo de Relaxao(S) Rigidez
s Segundo
t Tempo
tf Tonelada-Fora
S(t) Variao da Rigidez em Funo do Tempo
# Tamanho da Abertura da Peneira
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SUMRIO
1 INTRODUO.....................................................................................................1
2 OBJETIVOS.........................................................................................................3
2.1 Objetivo Geral .............................................................................................................3
2.2 Objetivo Especfico ...................................................................................................3
3 METODOLOGIA DO TRABALHO.......................................................................4
4 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................5
5 AVALIAO AMBIENTAL..................................................................................7
5.1 A Histr ia da Borracha e o Problema Ambiental ..............................................7
5.2 A Preocupao com a Questo Ambiental .........................................................8
5.3 O Problema dos Pneus Inservveis no Brasil e no Mundo ...........................10
5.3.1 A Resoluo do Conama..................................................................................11
5.4 A Destinao dos Pneus Usados, a Recic lagem. ...........................................12
5.4.1 Os Descartados Inadequadamente ................................................................13
5.4.2 Os Destinados ao Reuso..................................................................................14
5.4.3 Os Destinados a Recuperao........................................................................16
5.4.4 Os Regenerados ou Desvulcanizados...........................................................18
5.5 Reaproveitamento de Pneus em Obras de Pavimentao ...........................20
6 O ASFALTO-BORRACHA ................................................................................21
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6.1 Histrico .....................................................................................................................21
6.2 Vantagens Ecolgicas e Sociais Possveis ......................................................23
6.3 Vantagens Tcnicas Previstas .............................................................................24
6.4 Aplicaes do L igante Asfalto-Borracha ..........................................................26
6.4.1 Selante de Trincas, Juntas e Remendos .......................................................26
6.4.2 Tratamento Superficial (SAM) .........................................................................27
6.4.3 Aplicao entre as Camadas de Asfalto (SAMI)...........................................27
6.4.4 Pavimento Novo, Substitudo ou Recapeado ...............................................28
6.5 Principais Defeitos dos Pavimentos Asflticos ..............................................29
6.5.1 Deformao Permanente nas Trilhas de Roda.............................................29
6.5.2 Trincas por Fadiga .............................................................................................30
6.6 Caractersticas Tcnicas do Ligante ..................................................................32
6.6.1 Produo do Ligante Asfalto-Borracha (Processo mido) .........................32
6.6.1.1 Materiais Utilizados na Produo................................................................33
6.6.1.2 Principais Ensaios para Caracterizao do Ligante Asfltico ................34
7 ESTUDO DE CASO...........................................................................................46
7.1 Consideraes Preliminares................................................................................46
7.2 Aplicao das Mis turas Asflt icas em um Pavimento Experimental ........46
7.2.1 Solicitao dos Pavimentos Experimentais com Simulador de Trfego...47
7.2.1.1 Medidas de Deflexes...................................................................................49
7.2.1.2 Afundamentos nas Trilhas de Roda ...........................................................51
7.2.1.3 Reflexo de Trincas.......................................................................................52
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7.2.1.4 Resultados de Ensaios de Laboratrio em Corpos-de-Prova Extrados
das Trilhas. .....................................................................................................................53
7.3 Aplicao da Mistura Descontnua na Via Anhanguera................................55
7.3.1 Caractersticas da Mistura Asfltica Aplicada ...............................................56
7.3.2 Avaliao Estrutural Antes e Aps a Aplicao da Mistura Asfltica ........57
7.4 Ensaios Laboratoriais de Caracterizao das Propriedades Mecnicas
das Misturas Asflticas CAP-20 e Ecof lex-B. ..............................................................58
7.4.1 Anlise de Mdulo Resiliente (MR) e da Resistncia a Trao por
Compresso Diametral (RTCD) ......................................................................................59
8 ANLISE E COMPARAO (CRTICA) ...........................................................62
8.1 Caso 1 Anlise do Pavimento Experimental .................................................62
8.2 Caso 2 Anlise do Pavimento Executado na Rodov ia Anhanguera.......63
8.3 Caso 3 Anlise Laboratorial do Asfalto-Borracha e do Asfalto
Convencional - Rodovia Anchieta..................................................................................64
9 CONCLUSES..................................................................................................65
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.........................................................................67
APNDICE A ESTUDO COMPARATIVO DO ASFALTO-BORRACHA EM
PAVIMENTO FLEXVEL...........................................................................................70
ANEXO A - RESOLUO CONAMA N 258 DE 26 DE AGOSTO DE 1999...........92
ANEXO B EVOLUO NO TRINCAMENTO DAS TRILHAS ...............................97
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1 INTRODUO
A busca de novas alternativas para a construo de rodovias imperativa, dada a
escassez de materiais naturais e ao aumento de custos dos materiais de construo.
Segundo Specht (2000) apud Cury et al. (2002), o alto custo e a funo estrutural
das camadas asflticas e cimentadas so aspectos marcantes no desempenho dopavimento e a razo de se combinar asfaltos com determinados polmeros prevenir
a degradao prematura do pavimento com o uso e, desta forma, estender sua vida
til, reduzindo assim o seu custo de manuteno. Espera-se que com a adio de
polmeros haja uma reduo da suscetibilidade trmica e um aumento da
ductilidade, levando a uma maior resistncia a deformaes plsticas a altas
temperaturas e suprimindo o aparecimento de fissuras por retrao trmica e de
fadiga.
De acordo com Morilha Jr. e Greca (2003), a utilizao da borracha, como polmero,
adicionado ao cimento asfltico tradicional no apenas um produto a mais, inerte,
colocado apenas para rechear, e sim, funciona como um grande melhorador do
asfalto reconhecido mundialmente.
Devido s crescentes preocupaes ambientais, tem-se questionado a respeito da
destinao ou deposio de pneus inservveis. O reaproveitamento destes pneus se
constitui, em todo o mundo, em um desafio muito difcil, dadas as suas
peculiaridades de durabilidade (aproximadamente 600 anos), quantidade, volume e
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peso e, principalmente, grande dificuldade de lhes propiciar uma nova destinao
ecolgica e economicamente vivel. (MORILHA JR. e GRECA, 2003).
A utilizao da borracha de pneu modo, ou p de pneu, nas misturas asflticas
mostra-se como uma das alternativas ambientalmente adequadas, que pode
apresentar grandes redues de volume desse resduo em todo o mundo. (CURY et.
al, 2002).
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2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Os materiais utilizados na pavimentao asfltica vm sofrendo modificaes ao
longo dos tempos visando uma melhor adequao as atuais necessidades, tais
como: maior durabilidade, resistncia, qualidade e reduo de custos. Este trabalho
visou mostrar a possibilidade da utilizao de pneus usados como insumo de
pavimentao, contribuindo para um melhor desempenho do asfalto convencional,
alm de dar uma destinao ambientalmente adequada aos pneus velhos.
2.2 Objetivo Especfico
O foco principal deste trabalho foi mostrar que atravs da reutilizao da borracha
dos pneus inservveis, adicionada ao asfalto convencional, consegue-se obter um
novo tipo de asfalto, o asfalto-borracha, ainda sob estudos e anlises, mas j
demonstrando ter diversas vantagens frente ao asfalto tradicionalmente utilizado.
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3 METODOLOGIA DO TRABALHO
Foi realizada uma pesquisa exploratria, visando-se obter uma descrio do tema
em estudo.
Inicialmente fez-se um levantamento documental e bibliogrfico das informaes
disponveis atravs de apostilas, dissertaes, teses e trabalhos tcnicos, assimcomo projetos de empresas do segmento que desenvolveram estudos e hoje
comercializam este produto, como o Grupo Greca Asfaltos e a Petrobrs
Distribuidora, para se obter os conceitos e informaes bsicas que delinearam o
estudo.
Foram analisadas tambm informaes obtidas atravs de artigos cientficos e
publicaes editadas pela comunidade especializada na rea, alm de consultas
complementares realizadas em sites da Internet, buscando informaes pertinentes
ao estudo.
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4 JUSTIFICATIVA
O revestimento betuminoso um acabamento vital na construo dos pavimentos
asflticos. Na pavimentao temos grandes extenses de estradas a serem
pavimentadas com poucos recursos financeiros. A utilizao de materiais com maior
qualidade, mais baratos e durveis uma forma de viabilizar a implantao de novas
rodovias, bem como, a restaurao das j existentes.
O aproveitamento de resduos na composio de novos materiais uma tendncia
mundial que vem crescendo rapidamente em todos os ramos da atividade
econmica e contempla a reduo de custos trazendo, por vezes, melhorias,
facilidades tcnicas e operacionais.
A utilizao racional e benfica dos rejeitos vem de encontro s crescentes
preocupaes com relao disposio ambiental de detritos, ao mesmo tempo em
que economiza recursos naturais. Um material que pode ser reaproveitado, que
constitui um problema ambiental no mundo, a borracha dos pneus inservveis,
pneus estes que aps o uso so, na maioria, descartados ou, em pequena escala,
recauchutados.
A rea de infra-estrutura viria apresenta caractersticas que a qualificam para o
aproveitamento de resduos. Dentre essas caractersticas destaca-se a possibilidade
de utilizao de materiais em estado bruto e semi-bruto, que dispensam a aplicao
de processos de transformao caros e complexos, muitas vezes, responsveis pela
inviabilizao econmica da reciclagem, pelo fato do custo final do material reciclado
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ser superior ao da prpria matria prima virgem. Tambm os grandes volumes de
materiais empregados pela construo viria ajudam, em muito, a viabilizao
tcnico-econmica de processos de reciclagem.
Alm de evitar que os pneus transformem-se em fonte de poluio, esta reciclagem
ambientalmente correta ao utilizar ao mximo um recurso natural (derivado de
petrleo), que misturado ao asfalto convencional resultada em um produto com
caractersticas tcnicas superiores e ambientalmente correto, o asfalto-borracha.
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5 AVALIAO AMBIENTAL
5.1 A Histr ia da Borracha e o Problema Ambiental
O surgimento dos pneus de borracha fez com que as rodas de madeira e ferro,
usadas em carroas e carruagens desde os primrdios da Histria fossem
substitudas. Esse grande avano s foi possvel devido ao norte-americano Charles
Goodyear (inventor do pneu), que descobriu o processo de vulcanizao da
borracha ao deixar o produto, misturado com enxofre, cair no fogo. Mal sabia ele
que sua inveno revolucionaria o mundo. A borracha, alm de ser mais resistente e
durvel, absorve melhor o impacto das rodas com o solo, fato esse que tornou o
transporte muito mais prtico e confortvel. (SENAI-PR, 2001).
Juntamente com a revoluo no setor dos transportes, a utilizao dos pneus de
borracha trouxe consigo a problemtica do impacto ambiental (Figura 5.1), uma vez
que a maior parte dos pneus descartados abandonado em locais inadequados,
causando grandes transtornos para a sade e para a qualidade da vida humana.
(SENAI-PR, 2001).
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Figura 5.1: Esquema do ciclo de vida de um pneu.
(COMLURB, 2002)
5.2 A Preocupao com a Questo Ambiental
Segundo Geipot (2002) apud Bertollo; Fernandes Jr. e Schalch (2002), o excessivo
nmero de pneus usados descartados representa um problema mundial que est
diretamente relacionado frota de veculos de cada pas. Em 2000, o Brasil contava
com uma frota de aproximadamente 35.700.000 veculos automotores nacionais e
importados em circulao, 10,6% mais do que em 1998. Embora o crescimento da
frota seja significativo, a magnitude do efeito ambiental causado pelos milhes de
pneus inservveis gerados todos os anos no so percebidos to facilmente.
A disposio final dos pneus representa um problema de difcil soluo, pois so
objetos que ocupam grande volume e que precisam ser armazenados em condies
Fabricantes eimportadores de
pneus
Grandes redese revendedores
de pneus
Recauchutadores,refrizadores,
recuperadores depneus usados
Pequenos emdios
borracheiros(bolses de
pobreza)
Sucateiros eatividades diversasde pneus usados
Queima de sucatasde pneus para a
venda de ao(catadores,
carroceiros, etc)
Descarte ambientalinadequado de
pneus emlogradouros
pblicos, rios,valas,canais e lixes
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apropriadas para evitar riscos de incndio e a proliferao de insetos e roedores. A
disposio final em aterros sanitrios se torna invivel, pois os pneus inteiros
apresentam baixa compressibilidade e degradao muito lenta. (BERTOLLO;
FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002).
Devido falta de uma ao governamental para o controle da destinao adequada
desses resduos, os pneus geralmente so armazenados em fundos de quintais,
borracharias, ferros-velhos e recauchutadoras ou so lanados em terrenos baldios,
cursos de gua e beiras de estradas (Figura 5.2).
Rio Tiet - SP
Figura 5.2: Disposio de carcaas de pneus em terreno baldio e no rio.
(BRITO, 2002 e ODA, 2000)
As pilhas de pneus representam risco constante de incndios, que so de difcil
controle, produzem grande quantidade de fumaa txica (dixido de enxofre) e
deixam como resduos leos que podem contaminar as guas subterrneas (EPPS,
1994, apud BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002). Devido ao formato
fsico e impermeabilidade da borracha, os pneus podem armazenar a gua da
chuva, propiciando um ambiente ideal para a procriao de mosquitos, roedores e
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outros vetores de doenas como o mosquito Aedes aegypti, transmissor da dengue
e da febre amarela urbana. (BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH,2002).
5.3 O Problema dos Pneus Inservveis no Brasil e no Mundo
De acordo com Bertollo; Fernandes Jr. e Schalch (2002), a ausncia de dados sobre
o destino de pneus inservveis no Brasil no permite determinar com certeza o
passivo ambiental. Uma estimativa baseada na frota de veculos indica que so
geradas mais de 44 milhes de carcaas de pneus anualmente e que existem mais
de 100 milhes de pneus abandonados em todo o pas. Na Rssia, pas com 147
milhes de habitantes, cerca de 1,1 milho de toneladas de pneus so descartados
a cada ano. (NIKOULICHEV, 1999, apud BERTOLLO; FERNANDES JR. e
SCHALCH, 2002). Na Austrlia, pas com 18,9 milhes de habitantes,
aproximadamente 70.000 toneladas de pneus inservveis so geradas anualmente.
(ENVIRONMENT AUSTRLIA, 2001, apud BERTOLLO; FERNANDES JR. e
SCHALCH, 2002). Nos pases da Comunidade Europia, mais de 2,5 milhes de
toneladas de pneus chegam ao fim de sua vida a cada ano, o que representa uma
gerao anual de aproximadamente 235 milhes de pneus. (UTWG, 2001, apud
BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002). Nenhum pas produz mais
pneus inservveis que os Estados Unidos. Estima-se que sejam gerados 273 milhes
de pneus por ano, algo em torno de 3,6 milhes de toneladas, o que representa,
anualmente, mais de um pneu por habitante. (RMA, 2000, apud BERTOLLO;
FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002). A Figura 5.3 ilustra esta situao.
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Figura 5.3: Disponibilidade de pneus usados no mundo.
(CUNHA et al., 2000)
5.3.1 A Resoluo do Conama
No Brasil, a Resoluo n 258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA
determinou que, a partir de 1 de Janeiro de 2002, as empresas fabricantes e as
importadoras de pneus ficam obrigadas a coletar e dar destinao final,
ambientalmente adequada, aos pneus inservveis existentes no territrio nacional,
na proporo relativa s quantidades fabricadas e importadas.
Inicialmente, para cada quatro pneus novos fabricados no Brasil ou importados,
(inclusive aqueles que acompanham os veculos importados) os fabricantes e as
importadoras devero reciclar ou reutilizar um pneu inservvel. A exigncia em
relao s quantidades de pneus que devero ser reciclados ou reutilizados
aumenta a cada ano, at janeiro de 2005, quando, para cada quatro pneus novos
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fabricados no pas ou importados, (inclusive aqueles que acompanham os veculos
importados), as empresas fabricantes e as importadoras devero dar destinao
final a cinco pneus inservveis; para cada trs pneus reformados importados, de
qualquer tipo, as empresas importadoras devero dar destinao final a quatro
pneus inservveis. (BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002) Norma no
Anexo A.
5.4 A Destinao dos Pneus Usados, a Reciclagem.
A verdadeira reciclagem consiste em reutilizar determinado rejeito de forma til e
economicamente vivel. (MORILHA JR. e GRECA, 2003).
A reciclagem de pneus envolve um ciclo que compreende a coleta, o transporte, a
triturao e a separao de seus componentes (borracha, ao, nilon ou polister),
transformando sucatas em matrias primas para o mercado. (BERTOLLO;
FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002). A Figura 5.4 apresenta um esquema da
destinao final dos pneus descartados.
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Figura 5.4: Esquema da destinao final dos pneus inservveis.
(ODA, 2000)
Descrevem-se a seguir as mais ocorrentes destinaes que se do aos pneus
usados.
5.4.1 Os Descartados Inadequadamente
Segundo Andrietta (2002), consensualmente, considerada a destinao mais
agressiva ao meio ambiente o descarte de pneus ao ar livre, nos campos, matas,rios, crregos, lagos e mesmo em reas desertas. Alm do pssimo aspecto que
deixam na paisagem, os pneus assim descartados representam pelo menos trs
graves ameaas sade humana: primeiro, a sua forma de tubo aberto retm gua
que favorece a proliferao de insetos nocivos e transmissores de doenas;
segundo, embora se biodegradem muito lentamente (estima-se um prazo no
inferior a 150 anos), os pneus contm substncias txicas que podem ser liberadas
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na atmosfera e tambm contaminar o solo, o lenol fretico e os cursos de gua; e
terceiro, um pneu comum de automvel contm o equivalente a 10 litros de leo
combustvel, e o risco de incndios (Figura 5.5) sempre iminente, durando
semanas at ser extinto, exalando gases txicos e fumaa negra na atmosfera.
Figura 5.5: Incndio de pneus causa a contaminao do ar, da gua e do so lo.
(ODA, 2000)
A disposio dos pneus em aterros sanitrios vem em segundo lugar. Descartados
inteiros, os pneus ocupam mais espao, dificultam a compactao e acumulam os
gases (metano) da decomposio do material orgnico, vindo tona mesmo depois
de aterrados. (ANDRIETTA, 2002).
5.4.2 Os Destinados ao Reuso
Segundo Carvalho (2003), os pneus podem ser utilizados em sua forma inteira ou
em pedaos, em diferentes tipos de aplicao, como por exemplo:
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Compostagem O pneu no pode ser transformado em adubo, mas, sua
borracha cortada em pedaos de 5cm pode servir para aerao de compostos
orgnicos;
Conteno de eroso do solo Pneus inteiros associados a plantas de razes
grandes, podem ser utilizados para ajudar na conteno da eroso do solo;
Reforo de aterros Pneus radiais amarrados com fitas de polister so uma
matria-prima barata e eficiente para a construo de aterros sem comprometer a
qualidade da obra;
Recauchutagem ou fabricao de novos pneus o processo de reforma de um
pneu usado onde se recoloca e vulcaniza a camada superior de borracha da banda
de rolamento (Figura 5.6). A recauchutagem dos pneus vastamente utilizada no
Brasil, atingindo aproximadamente 70% da frota de transporte de carga e
passageiros;
CAMADA DERECAUCHUTAGEM
( Borracha nova )
ZONA DO PNEU APROVEITADA( 75 % do pneu novo )
Figura 5.6: Esquema da recauchutagem do pneu.
(AMBIENTAL, 2001)
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Combustvel de forno para produo de cimento, cal, papel e celulose O pneu
altamente combustvel, um grande gerador de energia, seu poder calorfico gira
entre 12 mil a 16 mil BTUs por quilo, superior ao do carvo.
Reproduo de organismos marinhos No Brasil utilizado como estruturas de
recifes artificiais no mar para criar ambiente adequado para a reproduo de
organismos marinhos.
Equipamentos para playground Obstculos ou balana, embaixo dos
brinquedos ou nas madeiras para amenizar as quedas e evitar acidentes;
Esportes Usado em corridas de cavalo, ou eventos que necessitem de uma
limitao do territrio percorrer;
5.4.3 Os Destinados a Recuperao
De acordo com Mirante (2004) e Andrietta (2002), a recuperao consiste em uma
primeira fase de triturao em pedaos de granulometria elevada, posteriormente o
material resultante da primeira fase do processo triturado novamente, o que
resultar em um material com uma granulometria inferior, e assim sucessivamente
(Figura 5.7). Destas diferentes moagens se obtm os vrios granulados de borracha
at chegar no p fino de borracha. Esta borracha est na forma vulcanizada,
portanto no sofre modificao e no separada dos demais compostos.
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Centro de picotagem em Jundia - SPCaminho descarregandopneus para a picotagem
Mquina de Triturao
Picotador
Pneus aps a p icotagem,granulado de borracha
Figura 5.7: Processo de triturao de pneus.
(LAGUNO, 2003)
De acordo com o tamanho desta borracha reciclada ela encaminhada para um tipo
de indstria que a utiliza como matria-prima ou complemento na fabricao de
diversos produtos para o mercado como: (GIAFAN COMERCIAL, 2003).
P de borracha com dimetro entre 0,3 e 2 mm.
Utilizada como matria-prima para a fabricao de: adesivos; vinil; lubrificantes para
a indstria de plsticos; fabricao de peas de borracha, retentores com dimetro
inferior a 0,3 cm; pastilhas e lonas de freio; tintas; tijolos de alta resistncia; ltex;
goma para adesivos; pneus (adicionado 10%).
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Granulado de borracha com dimetro entre 1,5 e 3 mm.
Utilizado como matria-prima para a fabricao de produtos de borracha como:
pavimentao (misturado com o asfalto, agregado-borracha); solados para calados;
pequenos retentores; revestimentos de peas metlicas, pisos esportivos,
construo civil, onde possui inmeras aplicaes.
Granulado de borracha com dimetro entre 4 e 7 mm.
Utilizado basicamente de trs formas: Como matria-prima na fabricao de
produtos de borracha: tapetes; pallets; coxins automotivos; correias automotivas e
industriais; tijolos para queima, alimentao de caldeiras e fornos em geral. Na forma
de complemento na fabricao de produtos como: tubos; bombas, encanamentos,
retentores de motor, mantas de isolamento acstico e trmico; cintas para reboque e
levantamento de cargas; sinalizao de solo para trfego, etc. Na mistura com o
xisto, onde d origem a gases e leos combustveis.
5.4.4 Os Regenerados ou Desvulcanizados
De acordo com Andrietta (2002), as carcaas de pneus se enquadram na
classificao de resduos que contm fibras em elevadas propores. A regenerao
a triturao e a separao de seus componentes (borracha, ao, nilon ou
polister), feita por vrios processos - alcalino, cido, mecnico e vapor
superaquecido. Na regenerao os resduos passam por modificaes que os
tornam mais plsticos e aptos a receber nova vulcanizao, mas no tm as
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mesmas propriedades da borracha crua, sendo, geralmente, misturado a ela para a
fabricao de artefatos. No processo de regenerao, utilizado para pneus, a
borracha separada dos outros componentes e desvulcanizada, o arame e a malha
de ao vo para as indstrias siderrgicas, o tecido de nilon recuperado e
utilizado como reforo em embalagens de papelo e na fabricao de estopas.
Este processo pode ser, resumidamente, descrito em suas etapas: (1) O pneu
picado em pedaos e (2) estes so colocados num tanque com solvente para que a
borracha inche e se torne quebradia; (3) em seguida os pedaos so pressionados
para que a borracha se desprenda da malha de ao e do tecido de nilon, e (4) um
sistema de ims e peneiras separa a borracha, o ao e o nilon; (5) a borracha ,
ento, moda e separada num sistema de peneiras e bombas de alta presso, (6)
passando para um reator ou autoclave onde ocorre a desvulcanizao da borracha,
recuperando cerca de 75% de suas propriedades originais; (7) a borracha segue
para um tanque de secagem onde o solvente recuperado, retornando ao processo.
(ANDRIETTA, 2002).
A borracha regenerada de pneus pode ser empregada na fabricao de muitos
artefatos, como tapetes, pisos industriais e de quadras esportivas, sinalizadores de
trnsito, rodzios para mveis e carrinhos. Tambm utilizada como componente na
recauchutagem de pneus, no revestimento de tanques de combustvel, como aditivo
em peas de plstico, aumentando-lhes a elasticidade. Na pavimentao asfltica se
utiliza na produo do asfalto ecolgico, que para cada quilmetro de asfalto
produzido se consome cerca de 700 pneus transformados em p. (ANDRIETTA,
2002).
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5.5 Reaproveitamento de Pneus em Obras de Pavimentao
Segundo Morilha Jr. e Greca (2003), duas so as maneiras mais empregadas de
adio da borracha de pneus s misturas asflticas:
Via seca ou agregado-borracha, a borracha triturada introduzida diretamente no
misturador da usina de asfalto. Neste caso a borracha entra como um agregado na
mistura com o ligante asfltico. A transferncia de propriedades importantes da
borracha ao ligante prejudicada, embora seja possvel agregar melhorias mistura
asfltica, desde que na sua fabricao seja possvel obter uma mistura homognea;
Via mida ou asfalto-borracha, a borracha previamente misturada ao ligante,
modificando-o permanentemente. Nesta modalidade ocorre a transferncia mais
efetiva das caractersticas de elasticidade e resistncia ao envelhecimento para o
ligante asfltico original.
Este novo material que, acredita-se, possuir caractersticas bastante favorveis,
aliadas ao seu custo reduzido e a sua maior durabilidade frente ao concreto asfltico
usinado a quente tradicional (CAUQ), tambm denominado concreto betuminoso
usinado a quente (CBUQ), pode transformar-se numa excelente alternativa para a
recuperao de pavimentos deteriorados, bem como, a execuo de novos
pavimentos, seja em rodovias, vias urbanas e etc. (SALINI e MARCON, 1998).
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6 O ASFALTO-BORRACHA
Inicialmente, o ligante asfalto-borracha foi desenvolvido para ser usado em
atividades de manuteno e reabilitao e para tentar prolongar a vida de um
pavimento, posteriormente passou a ser utilizado de vrias outras maneiras na
pavimentao asfltica. (MORRIS e McDONALD, 1976 apud ODA, 2000)
O asfalto-borracha uma mistura efetuada a quente, sob condies controladas, de
ligante asfltico (cimento asfltico de petrleo - CAP), borracha moda de pneus
(BMP), onde o teor da borracha varia de 15% a 20% em relao ao peso total da
mistura, diluentes e alguns aditivos especiais se houver necessidade.
(PETROBRS, 2003)
6.1 Histrico
De acordo com Specht (2000) apud Cury et al. (2002), a primeira tentativa de se
modificar as propriedades dos betumes com borracha datam de 1898 na Inglaterra,
cujo processo patenteado originava um produto chamado rubber-bitumen.
Segundo Morilha Jr. e Greca (2003) e Salini e Marcon (1998) foi em 1940, nos EUA,
que tudo comeou, quando a Companhia de Reciclagem de Borracha, Rubber
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Reclaiming Company, introduziu no mercado um produto composto de material
asfltico e borracha desvulcanizada reciclada, denominada Ramflex.
No entanto, Charles H. McDonald considerado o pai do asfalto-borracha nos
Estados Unidos. No ano de 1963, ele desenvolveu um material altamente elstico
para ser utilizado na manuteno de pavimentos asflticos, composto de ligante
asfltico e 25% de borracha moda de pneu, que foi chamado de Overflex e em
meados de 1970, a Arizona Refining Company Inc. criou um novo ligante contendo
borracha reciclada batizado de Arm-R-Schield. (SALINI e MARCON, 1998).
Na Sucia em 1960 duas empresas desenvolveram um composto que utilizava uma
estudada mistura de borracha de pneus e tecidos usados. A borracha era adicionada
mistura na forma de partculas pequenas para funcionar como agregado.
Aproximadamente em 1970, este produto foi introduzido nos EUA e patenteado com
o nome de PlusRide. (SALINI e MARCON, 1998).
Devido importncia ambiental em se encontrar alternativas para o consumo dos
pneus usados, em 1991 o ISTEA (Intermodal Surface Transportation Efficiency Act -
EUA) determinou a utilizao de borracha de pneus em pavimentos asflticos. A
partir desta data, muitas novas tecnologias comearam a ser pesquisadas e
avaliadas. Os estudos comearam com misturas similares ao PlusRide e ao
processo de McDonald e atualmente os processos esto em contnuo
aperfeioamento. (SALINI e MARCON, 1998).
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No Brasil, segundo Morilha Jr. e Greca (2003), o incio deste tipo de modificao dos
asfaltos convencionais iniciou-se, muito tardiamente, em 1995, e o primeiro trecho
de asfalto-borracha, com aproximadamente dois quilmetros, s foi construdo em
agosto de 2001 no estado do Rio Grande do Sul.
6.2 Vantagens Ecolgicas e Sociais Possveis
De acordo com Morilha Jr. e Greca (2003), o aspecto ecolgico e social deve ser
reforado como um benefcio muito importante e adicional s melhorias que
podemos observar na modificao do asfalto tradicional com a adio da borracha
moda de pneus. Sob esta tica, podem-se citar os seguintes benefcios gerados:
Surgimento e fortalecimento de empresas especializadas na reciclagem de pneus
para convert-los em asfalto borracha;
Benefcios diretos ao setor pblico pela criao de novas fontes de tributos a
ingressar no errio pblico, e adicionalmente sero criados novos empregos diretos
nas empresas recicladoras e indiretos ligados ao processo de angariao e
movimentao de pneus inservveis;
Inibio maior aos focos de criao de insetos prejudiciais sade e at letais ao
ser humano;
Reduo da poluio visual causada pelo descarte de pneus em locais
imprprios;
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Diminuio do assoreamento de rios, lagos e baas, causados, em parte, pelo
indevido descarte de pneus;
Diminuio do nmero de pneus usados em depsitos, com a conseqente
reduo do risco de incndios incontrolveis e a no deposio de pneus, sob
qualquer formato, em aterros sanitrios;
Reduo da demanda de petrleo (asfalto), por dois motivos: primeiro, pela
substituio de parte do asfalto por borracha moda de pneus e segundo, pela maior
durabilidade que ser alcanada na vida til de nossas estradas. No se pode
esquecer que o petrleo, e por conseqncia o asfalto, uma fonte no renovvel
de energia.
As conseqncias ecolgicas, econmicas e sociais acima aliadas ao benefcio
tcnico do novo ligante asfltico criado com a borracha reciclada so muito
interessantes e compe um panorama muito benfico para a sociedade. (MORILHA
JR. e GRECA, 2003).
6.3 Vantagens Tcnicas Previstas
Segundo Zanzotto & Svec (1996) apud Morilha Jr. e Greca (2003), o ligante
modificado por borracha granulada de pneus ou simplesmente asfalto-borracha,
apresenta algumas vantagens principais com a sua utilizao, mostradas a seguir.
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Reduo da suscetibilidade trmica: misturas com ligante asfalto borracha so
mais resistentes s variaes de temperatura, quer dizer, o seu desempenho tanto a
altas como a baixas temperaturas melhor quando comparado com pavimentos
construdos com ligante convencional;
Aumento da flexibilidade: acontece devido a maior concentrao de elastmeros
na borracha de pneus e a melhor adesividade do ligante aos agregados,
proporcionando maior resistncia propagao de trincas;
Maior resistncia ao envelhecimento: a presena de antioxidantes e carbono na
borracha de pneus auxiliam na reduo do envelhecimento por oxidao;
Aumento do ponto de amolecimento: o ligante asfalto-borracha possui um ponto
de amolecimento maior que o do ligante convencional melhorando a resistncia da
formao de trilhas de roda.
Como decorrncia das vantagens apontadas anteriormente podemos destacar
tambm:
Reduo da espessura do pavimento asfltico construdo;
Aumento da vida til do pavimento;
Melhor aderncia pneu-pavimento proporcionada no uso;
Reduo do rudo provocado pelo trfego entre 65 e 85%;
Reduo da aquaplanagem e do efeito spray sob chuva (nvoa que se forma
quando o veculo passa sobre o asfalto molhado), o que contribui para a reduo no
nmero de acidentes e de vtimas fatais nas rodovias.
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6.4 Aplicaes do Ligante Asfalto-Borracha
De acordo com ODA (2000), o ligante asfalto-borracha tem sido aplicado em vrios
servios de pavimentao, no ficando s restrito s atividades de reabilitao
(remendo, selante de trincas e juntas), mas tambm tm sido utilizado em
tratamento superficial (SAM), transio entre pavimento existente e camada de
reforo (SAMI) e revestimento de concreto asfltico. Apresenta-se, a seguir, uma
sntese das principais formas de aplicao do ligante asfalto-borracha:
6.4.1 Selante de Trincas, Juntas e Remendos
Segundo ESTAKHRI et al. (1992) apud ODA (2000), o ligante asfalto-borracha um
dos melhores selantes de trincas existentes, tanto de pavimentos asflticos como de
pavimentos de concreto de cimento Portland, sendo recomendado fazer a selagem
com auxlio de um aplicador manual (Figura 6.1).
Figura 6.1: Aplicao de selagem de trincas no Estado do Arizona
(CRAFTO, 1980 apud ODA, 2000)
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6.4.2 Tratamento Superf icial (SAM)
Geralmente usado para prevenir e/ou retardar a formao de trincas por reflexo em
pavimentos asflticos. Consiste em distribuir uma camada de ligante asfalto-
borracha (com cerca de 20% de borracha) sobre a superfcie do pavimento existente
seguida de uma camada de agregados uniformes espalhados sobre o ligante (Figura
6.2). A espessura de asfalto-borracha depende da granulometria do agregado,
variando de 6 a 9 mm (HICKS et al., 1995 apud ODA, 2000).
Figura 6.2: Execuo de um SAM
(ALL STATES ASPHALT Inc.,1999 apud ODA, 2000)
6.4.3 Apl icao entre as Camadas de Asfalto (SAMI)
a utilizao de uma camada de asfalto-borracha aplicada entre as camadas de
asfalto existente e a camada de reforo, quando da execuo de uma reabilitao
(Figura 6.3), para retardar o desenvolvimento de trincas por reflexo e reduzir a
penetrao de gua em camadas subjacentes (HICKS et al., 1995 apud ODA, 2000).
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Figura 6.3: Execuo de um SAMI
(ALL STATES ASPHALT Inc., 1999 apud ODA, 2000)
6.4.4 Pavimento Novo, Subst itudo ou Recapeado
Utiliza-se o ligante asfalto-borracha em substituio ao ligante asfltico convencional
na produo do asfalto a ser aplicado na construo do pavimento (Figura 6.4),
reduz o acmulo de deformao permanente nas trilhas de roda, as trincas por
fadiga e as trincas por contrao de origem trmica, que so os principais defeitos
apontados em uma pavimentao asfltica. (TAKALLOU e SAINTON, 1992 apud
ODA, 2000).
Figura 6.4: Execuo de um Recapeamento
(PETROBRS, 2003)
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6.5 Principais Defeitos dos Pavimentos Asflticos
De acordo com Bertollo; Fernandes Jr. e Schalch (2002), os dois principais
mecanismos de deteriorao dos pavimentos flexveis so: a deformao
permanente (trilha de roda), causada pela ao combinada da densificao dos
materiais, ou principalmente, de ruptura por cisalhamento, e as trincas por fadiga,
decorrente das repeties de deformao horizontal de trao na parte inferior do
revestimento.
6.5.1 Deformao Permanente nas Trilhas de Roda
A ocorrncia prematura e/ou excessiva de deformao permanente nos pavimentos
asflticos tem sido motivo de grande preocupao entre tcnicos e pesquisadores
brasileiros da rea de pavimentao. As deformaes que aparecem sob a forma de
depresses longitudinais nas trilhas de roda (Figura 6.5), so o resultado da
acumulao de pequenos afundamentos que ocorrem toda vez que um
carregamento aplicado.
Esse fenmeno tem se agravado devido, principalmente, ao aumento do nmero de
veculos pesados e ao avano tecnolgico que possibilita a esses veculos rodarem
com maior carga por eixo e maior presso nos pneus. (FERNANDES JR., 1994 apud
BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002).
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Figura 6.5: Deformao permanente nas trilhas de roda.
O afundamento da trilha de roda pode ser o resultado da escolha de espessuras
indevidas das vrias camadas que compem o pavimento, resultando em
carregamentos incompatveis com a capacidade de suporte do subleito. Tambm
pode ser causado por deformaes nas camadas betuminosas, causadas por
misturas que possuem pequena resistncia ao cisalhamento. Nessas misturas, o
afundamento pode ser associado suscetibilidade trmica dos ligantes ou da
estrutura dos agregados com baixos ngulos de atrito interno. (BERTOLLO;
FERNANDES JR. e SCHALCH, 2002).
6.5.2 Trincas por Fadiga
O fenmeno de fadiga em revestimentos asflticos se torna evidente em forma de
trincamentos (Figura 6.6). Este fenmeno ocorre devido s solicitaes repetidas do
trfego e, tambm, devido falta de flexibilidade ou elasticidade no componente
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asfltico do pavimento, que no consegue suportar (responder) as solicitaes do
trfego pesado sem trincar.
Figura 6.6: Trincas por fadiga do revestimento asfltico.
(FERNANDES JR. et al., 1999 apud CUNHA et al., 2000)
As trincas por fadiga, so causadas por vrios fatores que ocorrem
simultaneamente, geralmente ocorrncia destas trincas est associada repetio
de carregamentos pesados ou quando o nmero de aplicaes de carga ultrapassa
o valor previsto em projeto. Ao contrrio da trilha de roda, que pode ser evitvel, a
fadiga no pode ser evitada indefinidamente, devido repetio das deformaes
elsticas resultantes do trfego. (BERTOLLO; FERNANDES JR. e SCHALCH,
2002).
Diante destes fatos que se adiciona borracha moda em materiais asflticos pelo
processo mido, desta forma consegue-se melhorar o desempenho dos pavimentos
em campo, aumentando a sua flexibilidade. Esta aplicao faz com que se possa
retardar o aparecimento de trincas, selar trincas existentes e aumentar a
impermeabilizao destes revestimentos asflticos. (ODA, 2000).
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6.6 Caractersticas Tcnicas do Ligante
O comportamento do ligante asfalto-borracha avaliado atravs dos ensaios
adotados pelo Programa SHRP (Strategic Highway Research Program), alm dos
ensaios normalmente utilizados para ligantes asflticos. (ODA, 2000).
6.6.1 Produo do Ligante Asfalto-Borracha (Processo mido)
De acordo com Oda e Fernandes Jr. (2000), o processo mido (Figura 6.7) consiste
na mistura de cimento asfltico de petrleo (CAP) e borracha moda (5 a 25%), a
uma temperatura elevada (150 a 200C), durante um determinado perodo de tempo
(20 a 120 minutos). Essa mistura classificada como uma reao e forma um
composto asfalto-borracha, com propriedades reolgicas1 diferentes do ligante
original, podendo ainda ser incorporados aditivos (diluentes) para ajustar a
viscosidade da mistura.
O grau de modificao do ligante depende de vrios fatores: o tipo de pneu modo, a
granulometria (tamanho das partculas) e a porcentagem (teor) de borracha, o
cimento asfltico utilizado (tipo de ligante), a proporo de cimento asfltico e
borracha (teor de ligante), o tempo e a temperatura de reao, a compatibilidade do
1Comportamento mecnico dos materiais que no so nem slidos e nem lquidos, na fsica. (FERREIRA, 1986 apud ODA,2000)
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ligante com a borracha, a energia mecnica durante a mistura e a reao e o uso de
diluentes.
Figura 6.7: Esquema da produo do ligante asfalto-borracha.
(ODA, 2000)
6.6.1.1 Materiais Util izados na Produo
Borracha de Pneus (CUNHA et al., 2000)
Tipo: mistura de borracha de pneus de automveis e caminhes.
Caracterstica: borracha em p de 0,42mm a 0,075mm, desvulcanizada,
apresenta uma alta homogeneidade, mantendo cerca de 75% das
caractersticas fsicas da composio original da borracha natural.
Cimento Asfltico de Petrleo (CAP) (CUNHA et al., 2000)
Tipo: CAP 20, que o mais utilizado em obras de pavimentao.
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Caractersticas: ponto de amolecimento de 51C, ponto de fulgor de 289C e
penetrao de 41,7 (1/10mm).
Equipamento2para a Mistura (ODA e FERNANDES JR., 2000)
Tipo: O equipamento utilizado no preparo do ligante asfalto-borracha (Figura
6.8), pode influenciar a sua homogeneidade. Deve conter um recipiente com
controle de temperatura (at 200C) e um agitador mecnico.
Figura 6.8: Agitador mecnico, panela eltrica e recipiente para armazenagem do l igante.
(ODA, 2000)
6.6.1.2 Principais Ensaios para Caracterizao do Ligante Asfltico
Para certificar a qualidade dos diferentes tipos de asfaltos, levando-se em conta as
propriedades fsicas, qumicas e reolgicas, foram estabelecidos ensaios de controle
2Equipamento utilizado para ensaios em laboratrio. Para os trabalhos na construo dos pavimentos utiliza-se uma usina de
asfalto.
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laboratorial baseados em experincias prticas, que visam garantir um desempenho
satisfatrio e o pleno sucesso na aplicao dos asfaltos. (ODA, 2000)
Ensaios Tradicionais
Os ensaios tradicionais no so relacionados s propriedades fundamentais dos
asfaltos. Os mais importantes utilizados so descritos a seguir. (ODA, 2000)
Determinao da penetrao em materiais betuminosos (ABNT/MB-107/1971-NBR
6576/1998 apud REZENDE et al., 2000 e ODA, 2000)
Este mtodo serve para determinar a viscosidade dos materiais betuminosos atravs
da penetrao, distncia em dcimos de milmetro que uma agulha padro penetra
verticalmente em uma amostra do material betuminoso sob condies especficas de
temperatura (25C), carga (100 g) e tempo (5 seg). O equipamento para ensaio de
penetrao pode ser visto na Figura 6.9.
Figura 6.9: Equipamento utilizado no ensaio da penetrao de ligantes asflticos.
(ODA, 2000)
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Determinao do ponto de fulgor (ABNT/MB-50/1972-NBR 11341/1990 apud
REZENDE et al., 2000 e ODA, 2000)
Ponto de fulgor de um ligante asfltico a temperatura na qual ocorre uma liberao
de vapores do produto suficiente para, em mistura com ar e na presena de uma
chama, provocar uma centelha. Portanto, indica a temperatura acima da qual o
asfalto deve ser manuseado como produto inflamvel, desde que haja uma fonte de
ignio (fasca, chama, raios, tempestade magntica). um ensaio muito prtico que
permite, tambm, verificar possveis contaminaes do asfalto por solventes, cujo
ponto de fulgor mais baixo do que aquele fixado para o asfalto. A Figura 6.10
ilustra o equipamento utilizado neste ensaio.
Figura 6.10: Equipamento utilizado na determinao do
ponto de fulgor dos ligantes asflticos.(ODA, 2000)
Determinao do ponto de amolecimento de materiais betuminosos (mtodo do
anel e bola ABNT/MB-164/1972-NBR6560/1972;ASTM/D-36 apud REZENDE et
al., 2000 e ODA, 2000)
O ponto de amolecimento de um material betuminoso considerado como sendo o
valor de temperatura na qual a consistncia de um ligante asfltico passa do estado
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plstico ou semi-slido para o estado lquido, Coelho (1996) apud ODA (2000), e isto
acontece na faixa entre 30C e 175C. A Figura 6.11 ilustra o equipamento utilizado.
Figura 6.11: Equipamento utilizado na determinao do ponto de
amolecimento de ligantes asflticos Mtodo anel e bola.
(ODA, 2000)
Determinao da viscosidade Saybolt-Furol de materiais betuminosos
(ABNT/IBP/P-MB-517 apud REZENDE et al., 2000 e ODA, 2000)
A viscosidade Saybolt de materiais betuminosos (expressa em segundos) o tempo
necessrio para o escoamento de 60ml de material, no viscosmetro de Saybolt-
Furol, (Figura 6.12), sob determinadas condies de temperatura.
Figura 6.12: Viscosmetro de Saybolt-Furol.
(ODA, 2000)
-
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Geralmente, essa temperatura varia com o tipo de asfalto que utilizado (para os
CAPs so utilizadas temperaturas entre 135C e 177C).
Ductilidade (ABNT/MB-167/1971; ASTM/D-113 apud ODA, 2000)
Define-se ductilidade como a capacidade de um asfalto sofrer deformaes de sua
massa. O ensaio mede a deformao em que um corpo de prova padro de asfalto
alongado at seu rompimento. Asfaltos empregados na construo rodoviria devem
apresentar ductilidade elevada, ou seja, deformao maior que 1,0 m. A Figura 6.13
ilustra o equipamento utilizado.
Figura 6.13: Equipamento utilizado na determinao da ductilidade.
(ROBERTS et al., 1998 apud ODA, 2000)
Programa SHRP Ensaios Superpave
O Programa SHRP procurou desenvolver mtodos de anlise de materiais
betuminosos e de misturas asflticas com base em propriedades fundamentais
(mdulo de rigidez, resistncia ruptura por fadiga e resistncia deformao
permanente) visto que as especificaes atuais em uso no garantiam o
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desempenho dos pavimentos em servio longo prazo. Desta forma foram criados
os ensaios Superpave que classificam as misturas asflticas com base no critrio de
desempenho, e este leva em considerao as condies climticas (variaes de
temperatura e umidade), assim como o volume e a carga de trfego. (ODA e
FERNANDES JR., 2000).
Segundo Oda e Fernandes Jr. (2000), estes ensaios so realizados a temperaturas
similares s que ocorrem durante a vida dos pavimentos em servio, permitindo
assim a simulao de trs estgios crticos do comportamento dos ligantes durante a
sua vida.
No transporte, na armazenagem e no manuseio: simulado pelo ensaio de
viscosidade aparente utilizando um equipamento Brookfield.
Na produo e na aplicao da mistura na pista: simulado pelo envelhecimento de
curto prazo, ensaio RTFOT.
Aps a liberao ao trfego: simulado pelo envelhecimento de longo prazo,
ensaio PAV.
Os principais ensaios para avaliar o ligante asfalto-borracha so descritos a seguir.
Viscosidade Aparente (Brookfield). (ODA e FERNANDES JR., 2000)
O ensaio para determinar a viscosidade aparente de ligantes asflticos utiliza um
viscosmetro rotacional contnuo (Brookfield), que mede a viscosidade atravs do
torque necessrio para rodar uma haste (Spindle) imersa na amostra de asfalto
quente, a velocidade constante. O viscosmetro rotacional, geralmente, caracteriza a
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rigidez do asfalto a 135C, temperatura em que o material se comporta quase que
inteiramente como um fluido viscoso. Para o ensaio de asfalto-borracha tem-se
utilizado, tambm, temperaturas mais elevadas (175C, por exemplo, adotado pela
ASTM D 6114, 1997).
A viscosidade do ligante usada para garantir um asfalto fluido o suficiente para ser
bombeado e misturado com o agregado. A Figura 6.14 e a Figura 6.15 ilustramdetalhes do viscosmetro Brookfield.
Figura 6.14: Viscosmetro Brookf ield e detalhe de sua operao.
(ODA, 2000)
Figura 6.15: Detalhe do controle de temperatura, da cmara onde se coloca a amostra e dahaste (spindle).
(ODA, 2000)
-
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Envelhecimento de Curto Prazo.
O ensaio de envelhecimento em estufa de filme fino rotativo (RTFOT - Rolling Thin
Film Oven Test ASTM D 2872), realizado em uma estufa pr-aquecida
temperatura de 163C que sustenta oito frascos com as amostras de asfalto (Figura
6.16).
Figura 6.16: Estu fa de filme fino rotativo (Ensaio RTFOT).
(ODA, 2000)
Este ensaio que simula o envelhecimento que ocorre na usina, tem duas finalidades:
fornecer o ligante asfltico envelhecido para a realizao de ensaios que avaliam a
resistncia ao acmulo de deformao permanente e determinar a quantidade de
volteis perdida pelo asfalto durante o processo de envelhecimento. A perda de
volteis um indicador do envelhecimento que pode ocorrer no asfalto durante a
mistura em usina e a construo do pavimento. Geralmente, uma pequena parte do
ligante envelhecido submetida ao ensaio com o Remetro de Cisalhamento
Dinmico (DSR, Dynamic Shear Rheometer), outra parte ao envelhecimento
acelerado em vaso de presso (PAV) e o restante armazenado para uso futuro.
(ODA, 2000).
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Envelhecimento Acelerado ou de Longo Prazo.
O ensaio de envelhecimento acelerado (oxidao) de ligantes asflticos, por meio de
ar sob presso e temperatura elevada, em um vaso pressurizado (Figura 6.17) utiliza
o resduo de material previamente submetido ao ensaio RTFOT, para estimar
propriedades fsicas e qumicas dos ligantes asflticos aps 5 a 10 anos de vida em
servio. O envelhecimento dos ligantes durante a vida em servio tambm afetado
por variveis associadas mistura, tais como a dosagem, a permeabilidade e
propriedade dos agregados, dentre outras.
Figura 6.17: Vaso de Presso (PAV) com seus detalhes.
(ODA, 2000)
O ensaio de envelhecimento acelerado em vaso pressurizado permite uma avaliao
da resistncia relativa de diferentes ligantes oxidao, sob temperaturas
selecionadas, no levando em conta, porm, os fatores associados mistura. (ODA,
2000)
Cisalhamento Dinmico
O ensaio simula o acmulo de deformao permanente do ligante e o fenmeno de
fadiga do revestimento sob condies de temperaturas mximas e mdias do
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pavimento em servio e a taxas de carregamento compatveis com o trfego. Para
este ensaio utiliza-se o Remetro de Cisalhamento Dinmico (DSR), Figura 6.18,
que caracteriza tanto o comportamento viscoso como o elstico, atravs da medida
do mdulo de cisalhamento complexo (G*) e do ngulo de fase () dos ligantes
asflticos.
Figura 6.18: Remetro de cisalhamento dinmico.
(TA INSTRUMENTS, 1999 apud ODA, 2000)
O (G*) a medida da resistncia total do material deformao quando exposto a
pulsos repetidos de tenses de cisalhamento e consiste de um componente elstico
(recupervel) e outro viscoso (no-recupervel). O () um indicador da quantidade
relativa de deformao recupervel e no-recupervel. (HARRIGAN et al., 1994
apud ODA e FERNANDES JR., 2000)
O ensaio de cisalhamento dinmico realizado, com amostras virgens ou
envelhecidas pelo ensaio RTFOT, sendo estabelecidos valores mnimos capazes de
garantir adequada resistncia ao acmulo de deformao permanente (G*/sen
maiores que 1,0 kPa para amostras virgens e 2,2 kPa para envelhecidas no RTFOT)
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e tambm com amostras envelhecidas em vaso de presso (PAV), sendo fixados
valores mximos de rigidez para prevenir o aparecimento de trincas por fadiga
(G*senmenores que 5.000 kPa). (ODA e FERNANDES JR., 2000).
Em todos os casos, os valores de deformao devem ser pequenos o suficiente para
que a resposta do ligante (G*) esteja dentro do intervalo viscoelstico-linear, ou seja,
onde o (G*) no afetado por mudanas no nvel de deformao. (ODA e
FERNANDES JR., 2000).
Rigidez Fluncia na Flexo.
O ensaio avalia as propriedades dos ligantes a baixas temperaturas, ou seja, avalia
a resistncia formao de trincas de origem trmica. Para isso se utiliza o remetro
de viga flexo (BBR, Bending Beam Rheometer, Figura 6.19 e a Figura 6.20) que
mede a deflexo no ponto mdio de uma viga prismtica de ligante betuminoso,
virgem ou envelhecido, simplesmente apoiada, submetida a carregamento
constante, tambm aplicado no meio do vo, por 240s. A temperatura de ensaio
controlada e depende das temperaturas mnimas na regio onde ser construdo o
pavimento. (ODA e FERNANDES JR., 2000)
Figura 6.19: Remetro de viga f lexo.
(ODA, 2000)
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para o sistema de
aquisio de dados
Para o sistema de
aquisio de dados
pisto
viga de asfalto
LVDT
Banho detemperatura
constante
Clula de carga
Figura 6.20: Esquema de operao do Remetro de viga flexo.
(ODA, 2000)
Os grficos de carga e de deflexo versustempo de carregamento so usados para
a determinao da rigidez (S) e do mdulo de relaxao (m), que representa a
variao da rigidez em funo do tempo de carregamento [S(t)]. O desempenho de
misturas asflticas previsto a partir da resposta tenso-deformao do ligante, uma
vez que a resistncia ao aparecimento de trincas por contrao de origem trmica
depende da rigidez fluncia. Ligantes com baixa rigidez esttica no trincaro em
clima frio. A especificao Superpave, no ensaio BBR, recomenda que o valor da
rigidez (S) seja menor que 300 MPa e o (m) deve ser maior ou igual a 0,300, ambos
calculados para um tempo de 60 seg. (ODA e FERNANDES JR., 2000).
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7 ESTUDO DE CASO
7.1 Consideraes Preliminares
O estudo de caso presente neste trabalho baseou-se nos seguintes aspectos:
Estudos de um segmento de um pavimento experimental, realizado no laboratrio
de pavimentao da UFRGS, utilizando um simulador de trfego para anlise da
aplicao do asfalto convencional (CAP 20) e do asfalto-borracha (Ecoflex-A)
produzido pela empresa Greca Asfaltos.
Estudos realizados, in loco, em um trecho da rodovia Anhanguera, localizado na
cidade de Araras/SP. Anlise comparativa entre o asfalto existente e o asfalto-
borracha (Ecoflex-A) produzido pela empresa Greca Asfaltos;
Estudos de anlises laboratoriais de amostras do asfalto convencional (CAP 20) e
do asfalto-borracha (Ecoflex-B) produzido pela empresa Greca Asfaltos.
7.2 Apl icao das Misturas Asflticas em um Pavimento Experimental
Para a obteno de resultados em curto prazo, aplicou-se a tcnica de ensaios
acelerados, com emprego do simulador de trfego linear DAER/UFRGS em um
pavimento experimental com duas trilhas, uma de CAP 20 e a outra de Ecoflex-A
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(CAP 20 com adio de 20% de BMP) dentro de um projeto de pesquisa
desenvolvido pelo grupo formado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul
(UFRGS), atravs do Laboratrio de Pavimentao (LAPAV), a empresa Greca
Asfaltos e o Consrcio Univias. (Apndice-A).
7.2.1 Solici tao dos Pavimentos Experimentais com Simulador de Trfego
No Apndice-A so apresentados os detalhes da operao do simulador de trfego
e dos procedimentos de medio. A Figura 7.1 e a Figura 7.2 apresentam as
estruturas solicitadas pelo simulador de trfego.
Figura 7.1: Estrutura com recape em concreto asfltico convencional (AC)
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
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Figura 7.2: Estrutura com recape em concreto asfltico com borracha (AR)
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
Foram aplicados mais de 98.000 ciclos de carga de eixo na estrutura com o asfalto
convencional e aproximadamente 123.000 ciclos naquela com asfalto-borracha.
Inicialmente aplicaram-se 2.000 ciclos com carga de eixo de 8,2 tf, visando uma
acomodao inicial do material, e a seguir cargas de eixo de 10 tf, que foram
aplicadas at o final do ensaio em cada estrutura, onde se realizaram levantamentos
defletomtricos e de afundamentos de trilhas de roda. Na Tabela 7.1 apresenta-se o
histrico de solicitao das estruturas experimentais.
Tabela 7.1: Histrico de solicitao das estruturas experimentais.
Estrutura com Ligante Convencional Estrutura com Asfalto-Borracha
Ms
Carga de eixoaplicada
(tf)
Nmero
acumulado desolicitaes Ms
Carga de eixoaplicada
(tf)
Nmero
acumulado desolicitaes
Julho 10 25.535 Outubro 10 25.426
Agosto 10 60.002 Novembro 10 52.813
Setembro 10 98.303 Dezembro 10 91.916
Janeiro 10 123.356
(Fonte: CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
-
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7.2.1.1 Medidas de Deflexes
Os levantamentos defletomtricos foram feitos, em sua maioria, com a utilizao da
viga Benkelman (Apndice-A). Observa-se na Figura 7.3 que as deflexes aps o
recapeamento, e antes do incio das aplicaes de cargas, nas duas trilhas eram
semelhantes.
Figura 7.3: Deflexes nas duas trilhas aps o recapeamento e antes do incio do ensaio
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
Embora antes do incio da solicitao a estrutura com recapeamento em concreto
asfltico com ligante modificado com borracha (AR) tenha apresentado uma pior
condio estrutural (com deflexes um pouco mais elevadas do que na trilha em
concreto asfltico com ligante convencional), ao longo dos perodos de
carregamento, esse pavimento mostrou um comportamento elstico
significativamente superior, como mostram a Figura 7.4 e a Figura 7.5. Nessas
figuras esto identificadas as deflexes medidas sobre reas que apresentavam ou
no trincas na camada asfltica subjacente ao recapeamento.
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Figura 7.4: Evoluo das deflexes mdias na trilha AC
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
Figura 7.5: Evoluo das deflexes mdias na trilha com AR.
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
No recapeamento com ligante asfltico convencional (AC), as deflexes
experimentaram reduo inicial seguida de um aumento progressivo e significativo
aps 80.000 ciclos de carga, sugerindo a fadiga do pavimento. J na estrutura com
recapeamento com ligante modificado com borracha (AR) as deflexes aumentaram
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no incio do perodo de solicitao, diminuindo aps 60.000 ciclos de carga e
apresentando no final do ensaio o mesmo nvel defletomtrico inicial, sem prenncio
de fadiga.
7.2.1.2 Afundamentos nas Trilhas de Roda
Os afundamentos nas trilhas de roda (ATR) foram medidos semanalmente com
emprego de um perfilgrafo (Apndice-A). A Figura 7.6 apresenta a evoluo dos
ATR mdios com o trfego, em cada estrutura.
Figura 7.6: Comparao entre os ATR registrados nas estruturas ensaiadas
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
Os afundamentos de trilha de rodas apresentaram evolues semelhantes, embora
com menor magnitude na estrutura com recapeamento em asfalto convencional.
possvel que o pior comportamento da estrutura com recapeamento em asfalto-
borracha tenha sido causado pelas diferenas entre as temperaturas durantes os
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perodos de ensaio, uma vez que a estrutura com asfalto convencional foi ensaiada
no inverno, enquanto que o pavimento com asfalto-borracha o foi em meses de
primavera e incio do vero.
7.2.1.3 Reflexo de Trincas
A Figura 7.7 mostra a evoluo do trincamento com o trfego nas estruturas
ensaiadas. Neste aspecto, o desempenho do asfalto-borracha foi notavelmente
superior.
Figura 7.7: Evoluo do trincamento nas duas trilhas analisadas
(CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
As primeiras fissuras refletidas foram observadas na trilha com asfalto convencional
aps 14.000 ciclos de carga; evoluindo at tornarem-se trincas. As trincas existentes
na camada asfltica subjacente propagaram-se atravs do recapeamento, de tal
forma que ao final do ensaio o revestimento estava completamente trincado.
-
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Observou-se, ainda, que o trincamento tambm ocorreu em reas que no tinham
trincas na camada subjacente. Conforme mostrado nas figuras do Anexo-B.
J na trilha com recapeamento em asfalto-borracha, a nica trinca refletida apareceu
em cima de uma canaleta serrada no revestimento antigo para instalao dos cabos
eltricos da instrumentao, somente aos 123.000 ciclos de carga.
7.2.1.4 Resultados de Ensaios de Laboratrio em Corpos-de-Prova Extrados
das Trilhas.
A Tabela 7.2 e a Tabela 7.3 apresentam os resultados dos ensaios de mdulo de
resilincia (MR) e de resistncia trao por compresso diametral (RTCD),
realizados nos corpos-de-prova extrados das trilhas experimentais.
Tabela 7.2: Mdulos de resil incia e Resis tncia trao dos corpos-de-prova de AC
CP (AC) - Trilha
Asfal toConvencional
Mdulo de
Resilincia(Kgf/cm2)
Resistncia a Trao por
Compresso Diametral(Kgf/cm2)
Relao
MR/RTCD
1 65.810 6,27 10.4962 69.500 7,06 9.644
3 43.990 7,31 6.018
4 29.880 7,32 4.082
5 37.300 7,71 4.838
6 49.290 7,71 6.393
Mdias Estatsticas 49.295 7,23 6.945
(Fonte: CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
-
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Tabela 7.3: Mdulos de resil incia e Resis tncia trao dos corpos-de-prova de AR
CP (AR) - Trilha
Asfal to-Borracha
Mdulo de
Resilincia(Kgf/cm2)
Resistncia a Trao por
Compresso Diametral(Kgf/cm2)
Relao
MR/RTCD
1 43.720 6,62 6.604
2 39.200 6,38 6.144
3 46.850 6,37 7.355
4 29.810 8,03 3.712
5 22.330 6,88 3.246
6 32.440 8,10 4.005
Mdias Estat sticas 37.525 7,06 5.178
(Fonte: CERATTI; CRUZ e NUEZ, 2004)
Observou-se que os corpos-de-prova da mistura com ligante modificado com
borracha (AR) apresentam mdulo de resilincia em mdia 31% menores do que os
correspondentes mistura convencional (AC); ou seja a incorporao de borracha
ao ligante reduziu significativamente a rigidez da mistura asfltica. Como as
resistncias trao dos dois materiais so muito semelhantes, a relao MR/RTCD
da mistura AR 34% inferior da mistura AC. Este fato, do ponto de vista da
mecnica, muito interessante, j que o que se deseja uma mistura to flexvel
quanto possvel, desde que a resistncia trao seja razovel.
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7.3 Apl icao da Mistura Descontnua na Via Anhanguera
Foi realizada uma aplicao de mistura asfltica descontnua com ligante modificado
por borracha de pneus em um segmento sob a jurisdio da Concessionria
Intervias S/A.
O segmento foi executado na SP-330, Via Anhanguera, na travessia da cidade de
Araras/SP, entre os kms 170,6 e 171,8 na pista sul. O reforo executado em ambas
faixas de trfego, pesado e leve, sobre o pavimento existente foi de 4,0 cm de
mistura com borracha.
No projeto original foi indicada uma soluo convencional de fresagem, a
recomposio contnua de 8,0 cm e um reforo de 7,0 cm em CBUQ. Imediatamente
antes da realizao da experincia, o segmento foi avaliado funcionalmente com a
caracterizao de todas as degradaes superficiais e estruturais com a medio de
deflexes mximas com viga Benkelman (Apndice A).
No segmento experimental foi considerada uma equivalncia estrutural da mistura
em asfalto-borracha correspondente a aproximadamente 60% da espessura da
mistura em CBUQ convencional.
Assim sendo, aps a selagem prvia das trincas mais severas e do tratamento
localizado das degradaes mais profundas, foram aplicados 4,0 cm da mistura
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descontnua utilizando-se o asfalto Ecoflex-A (CAP 20 com adio de 20% de BMP)
fornecido pela empresa Greca Asfaltos.
7.3.1 Caractersticas da Mistura Asflt ica Apl icada
Os agregados baslticos utilizados foram oriundos da Pedreira Stavias (5/8) e da
Pedreira Basalto 4 (pedrisco e p de pedra). A mistura foi usinada em uma usina
gravimtrica pertencente Construtora Estrutural em Limeira/SP e obedeceu a
granulometria preconizada pela CALTRANS (Departamento de Transportes do
Estado da Califrnia). Na Tabela 7.4 apresentado a composio da mistura e na
Tabela 7.5 apresentado a caracterstica da mistura.
Tabela 7.4: Composio da mistura asfltica utilizada Trao do Ecoflex-A
PeneirasMn
Caltrans
Mx
CaltransEcoflex-A
P de Pedra
25
Cal Hidratada
1
Pedrisco
46
Pedra 5/8
28
# 200 2 7 6,0 14,7 93,6 2,8 1,1
# 100 4,5 10 7,2 18,5 98,5 2,4 1,1
# 50 7 15 9,2 25,3 100 3,3 1,2
# 30 10 20 12,0 35,5 100 3,8 1,2
# 8 15 25 22,7 71,6 100 7,3 1,4
# 4 28 42 41,9 98,8 100 33,8 2,4
# 3/8 78 92 86,6 100 100 100 52
# 1/2 90 100 98,3 100 100 100 94
# 3/4 100 100 100 100 100 100 100
(Fonte: MORILHA Jr.; DANTAS e BARROS, 2003)
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Tabela 7.5: Caracterst icas da mistura uti lizada Ecof lex-A.
PropriedadesValor
encontrado
Teor de ligante asfltico, % 6,8Densidade aparente, g/cm3 2,455
Volume de vazios, % 6,82
Relao betume e vazios, % 68,69
Vazios do agregado mineral, % 21,27
Estabilidade, kgf 801,78
Fluncia, mm 3,15
Resistncia trao por compresso diametral,kgf/cm2
8,68
(Fonte: MORILHA Jr.; DANTAS e BARROS, 2003)
7.3.2 Avaliao Estrutural Antes e Aps a Aplicao da Mistura Asflt ica
Foram realizados levantamentos defletomtricos a cada 20 metros em cada faixa de
trfego antes e aps a execuo de 4,0 cm da camada de mistura descontnua com
Ecoflex-A. A Figura 7.8 apresenta o ganho estrutural proporcionado pela referida
camada.
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Cliente: InterviasConsultoria: Copavel - Consultoria de Engenharia LtdaRodovia SP- 330 - Faixa de Rolamento (02) - Pista Sul
CBUQ Existen te X CBUQ com ECOFLEX A - km 170+600 ao km 171+800Datas: 11 / 04 / 02 e 25 / 04 / 02
DEFLEXES COM VIGA BENKELMAN
28.53
18.14
23.59
27.40
29.87
16.80
13.07
20.53
28.67
13.07
13.07
38.40
18.67
36.80
29.87
38.67
22.40
29.80
38.13
24.27
28.40
20.53
27.40
26.13
19.80
26.53
18.67
34.27
34.93
26.80
29.20
21.77
11.07
24.52
10.89
12.7014.52
18.14
36.29
21.77
32.66
9.44
10.89
32.66
19.96
29.03
25.40
21.77
29.03
18.14
30.84
21.77
18.33
18.14
25.40
16.33
30.84
16.33
23.59
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
170.60
0
170.70
0
170.80
0
170.90
0
171.00
0
171.100
171.20
0
171.30
0
171.400
171.50
0
171.60
0
171.70
0
171.80
0
Km
Deflexes(0,0
1mm)
Trilha Interna - CBUQ Existente D adm = 40,00 CBUQ Existente Trilha Interna - ECOFLEX A Figura 7.8: Defletometria antes e depois do reforo
(MORILHA Jr.; DANTAS e BARROS, 2003)
7.4 Ensaios Laboratoriais de Caracterizao das Propriedades
Mecnicas das Misturas Asflticas CAP-20 e Ecof lex-B.
Foram ensaiadas duas misturas asflticas fabricadas com 2 ligantes diferentes (CAP
20 tradicional, e o Ecoflex-B, CAP 20 com adio de 15% de BMP), fornecido para a
Concessionria Ecovia dos Imigrantes que realizou uma aplicao deste asfalto-
borracha na SP 150 - Via Anchieta, entre Santos e So Paulo. As misturas asflticas
obedeceram s caractersticas granulomtricas da faixa IV B do Instituto do Asfalto
-
5/26/2018 Utiliza o Da Borracha de Pneus Na Pavimenta o Asfaltica
59
e foram realizadas com agregados granticos oriundos da Pedreira Intervales
localizada nas proximidades da obra.
7.4.1 Anlise de Mdulo Resiliente (MR) e da Resistncia a Trao por
Compresso Diametral (RTCD)
A composio bsica dos agregados dosados foi a seguinte:
- 30% de agregados entre as peneiras # 3/4 e 3/8;
- 13% de agregados entre as peneiras # 3/8 e 4;
- 55% de agregados entre a peneira # 4 e o fundo;
- 2% de cal hidratada CH 1.
As misturas foram ensaiadas no Laboratrio de Tecnologia de Pavimentao da
Escola Politcnica da Universidade de So Paulo, onde foram elaboradas as
dosagens Marshall com os dois ligantes e os agregados e a granulometria das
amostras se mantiveram constantes. Na Tabela 7.6 so apresentadas as
caractersticas das misturas e na Tabela 7.7 so apresentados os resultados dos
mdulos resilientes e de resistncia trao por compresso diametral, a 25C e
40C
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5/26/2018 Utiliza o Da Borracha de Pneus Na Pavimenta o Asfaltica
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Tabela 7.6: Caractersticas das misturas Cap 20 e Ecoflex-B
Valores encontradosPropriedades
CAP - 20 Ecof lex - B
Teor