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Nanotecnologia aplicada em misturas asfálticas para minimizar a deformação permanente nas rodovias brasileiras

A deformação permanente da mistura asfáltica representa um dos principais defeitos dos revestimentos asfálticos das rodovias brasileiras.  Ela decorre do comportamento visco-plástico, ao que a mistura asfáltica fica submetida em condições de temperaturas acima dos 30oC e carregamentos lentos (terceiras faixas das rodovias). Essa deformação plástica (não recuperável) vai se acumulando com a passagem dos caminhões, dando origem às trilhas de roda. 
A formação das trilhas de roda, além de ser um indicador de ruptura estrutural da rodovia, ele é um fator de redução da condição funcional da rodovia, reduzindo o conforto e a segurança do usuários notadamente em dias de chuva, pela possibilidade de ocorrência do fenomeno de aquaplanagem.
O arranjo granulométrico da matriz de agregados e o tipo de ligante asfáltico que compõem as misturas asfálticas, podem ser manipulados pelo projetista para aumentar a resistência a deformação permanente da mistura e, dessa forma, minimizar a formação de trilha de rodas.


Na busca de melhor desempenho dos revestimentos de asfalto, em relação a formação de trilha de roda, além de uma maior resistência para reduzir outros defeitos, o uso de misturas de asfalto modificado é uma das opções disponíveis. Neste contexto, as misturas de asfalto modificadas com polímeros foram aplicadas com sucesso na engenharia rodoviária desde a década de 1970, quando foram utilizadas pela primeira vez na Europa.


Nos últimos anos, com o advento da nanotecnologia, a modificação com o uso de nanomateriais também ganhou a atenção da comunidade científica. Apesar da nanotecnologia consistir em uma ciência recente, estudos desenvolvidos com os mais diversos materiais têm demonstrado o grande potencial da aplicação desta ciência nas diferentes áreas do conhecimento humano e campos das formações. No âmbito da engenharia rodoviária, pesquisas desenvolvidas recentemente, também demonstraram os efeitos benéficos oriundos da utilização de nanomateriais como agentes modificadores de ligantes asfálticos.


No Brasil, pesquisas pioneiras realizadas na Universidade Federal de Santa Catarina a partir de 2014, mostraram que a modificação do ligante com nanoargila e nonotubos de carbono melhoraram significativamente o desempenho das misturas asfálticas, quanto a resistência à deformação permanente, avaliada no simulador de tráfego francês e a resistência à fadiga.
Em relação à deformação permanente, a incorporação de 3% de nanoargila ao ligante propiciou uma maior resistência das misturas estudadas. Enquanto que misturas convencionais confeccionadas com ligante convencional, não atendem aos critérios de deformação permanente exigido pela especificação francesa para rodovias de tráfego pesado (deformação inferior a 5% em relação à espessura da camada), misturas asfálticas confeccionadas com ligante modificado com a nanoargila atendem com sobras a esse critério, isto é, estas misturas poderiam ser empregadas em rodovias de tráfego pesado, em terceiras faixas (tráfego lento) e em vias urbanas nas regiões de semáforos  e nas faixas exclusivas para corredores de ônibus.
Este melhor desempenho acontece porque ao se modificar o ligante com nanoargila, ela se incorpora na estrutura do asfalto e altera o seu comportamento reológico, aumentando a rigidez do módulo complexo e reduzindo de forma significativa o seu ângulo de fase, ou seja, ocorre um aumento da parcela elástica e uma redução da parcela viscosa. Essa alteração no comportamento do ligante é transferida para mistura asfáltica, tornando-a mais resistente à deformação permanente, tanto a altas temperaturas como, também, a baixas velocidades de atuação do tráfego.


A partir dos estudos conduzidos, inclusive no Brasil, o emprego da nanotecnologia na industrialização das misturas asfálticas se apresenta como um grande potencial para minimizar a formação de trilhas de roda nas rodovias, aumentando a vida útil dos revestimentos asfálticos e a segurança do usuário colaborando para a redução no custo do ciclo de vida da implantação, manutenção/restauração e operação de empreendimentos rodoviárias. Além do potencial de aplicação da nanotecnologia às misturas asfálticas, essa tecnologia descortina uma nova frente de pesquisas e a necessidade da construção de rodovias com maior vida útil se apresenta como um grande mercado para o desenvolvimento tecnológico no setor de produtos asfálticos.







Este artigo foi produzido com base em pesquisa realizada nos principais canais de informação do mercado de transporte. As afirmações contidas aqui não representam o posicionamento da Volvo.

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