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Reciclagem profunda a frio com espuma de asfalto

Os pavimentos asfálticos, após o fim de sua vida útil, passam por processos de restauração a fim de resgatar sua integridade estrutural e de trazer novamente aos usuários conforto e segurança. A restauração pode contemplar desde serviços mais superficiais, até mesmo reparos profundos, a depender das condições que o pavimento se encontra. Uma técnica que vem sendo cada vez mais difundida em projetos de restauração no mundo é a da reciclagem profunda a frio com espuma de asfalto. Diversos tipos de materiais podem ser utilizados para reciclagem com espuma de asfalto, devendo ser observadas suas características particulares para melhor desempenho do produto final. O processo pode ser realizado in situ ou em usina, sendo necessários equipamentos específicos para uma finalidade ou outra.


O processo de produção da espuma de asfalto, como descrito por Jenkins (2000), envolve a mistura do ligante asfáltico aquecido a temperaturas superiores a 160°C com ar e água a temperatura ambiente em uma câmara de expansão. A troca de calor entre o ligante asfáltico e a água ocasionam o aumento da temperatura de superfície da partícula, e uma vez que esta temperatura excede o calor latente da água (100°C) tem-se a formação de vapor. Pressionado contra a fase contínua de ligante asfáltico, este vapor é contido por filmes asfálticos delgados, resultando em bolhas e na formação da espuma, com o aumento do volume da mistura até que a tensão superficial do filme asfáltico se equipare a tensão gerada pelo vapor. A perda de temperatura com o tempo resulta na diminuição destas tensões, e consequentemente na diminuição do volume de espuma. É feito então o controle da taxa de expansão e da meia vida da espuma, representando respectivamente seu ganho de volume e o tempo necessário para redução do mesmo pela metade.


A seguir é apresentada uma aplicação da técnica de reciclagem profunda com espuma de asfalto no Brasil, executada na rodovia SP-070, Concessionária Ecopistas, em 2013. A estrutura de pavimento existente antes da restauração era composta por camadas asfálticas sobrepostas totalizando uma espessura aproximada de 13 cm, sobre uma base de Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC) de aproximadamente 25 cm. A base cimentada por sua vez, se encontrava apoiada sobre uma camada de 15 cm de Brita Graduada Simples (BGS), e uma camada de solo de Reforço de Subleito de 15 cm. A base cimentada encontrava-se em estágio avançado de deterioração, com o aparecimento de trincas em bloco e a ascensão das fissuras até a superfície do revestimento asfáltico. Previamente, havia sido realizada a aplicação de uma camada asfáltica de reforço sobre o pavimento existente, que após apenas seis meses de sua execução já apresentava trincas em bloco que se refletiram verticalmente na estrutura.
A camada de base tratada com cimento foi detectada como uma fragilidade na estrutura devido à possibilidade de ocorrência de deformações diferenciais quando submetida ao carregamento do tráfego, comprometendo o suporte das camadas sobrejacentes. Sendo assim, a remoção da camada cimentada deteriorada era importante para o bom desempenho da estrutura após a restauração.


Outro fator significativo na definição das técnicas adotadas para restauração é a proximidade dos segmentos ao limite dos municípios de São Paulo e Guarulhos, uma vez que a intervenção afeta diretamente no tráfego que passa pelo trecho diariamente. Desta forma, a operação dos processos de restauração fica limitada às condições logísticas impostas para fechamento e abertura de faixas de tráfego. Por este motivo, as intervenções nos trechos da rodovia mais próximos à cidade de São Paulo apenas podem ser executadas durante a noite. A redução do volume de veículos neste horário permite o fechamento das faixas de tráfego para execução dos serviços de manutenção, sem que haja impacto significativo no fluxo urbano da cidade.


Com a limitação do horário de execução dos procedimentos de restauração entre dez horas da noite e seis horas da manhã, foi necessária a adoção de uma solução que pudesse ser executada nessa janela de tempo, minimizando o impacto na operação do tráfego. Além de possibilitar a abertura do tráfego em um curto espaço de tempo, a estrutura restaurada deveria atender às solicitações impostas pelo elevado volume de tráfego da rodovia. Uma vez que a estabilização de camadas de base com cimento requer um período de cura para ganho de resistência, esta solução foi descartada, pois impossibilitaria a reabertura do segmento no horário estipulado.


Para aumentar a rigidez da estrutura, sem comprometer o tempo de execução e reabertura do tráfego, optou-se pela estabilização asfáltica da base, através da reciclagem das camadas de revestimento e base a frio, com espuma de asfalto. Para garantir que a abertura do tráfego fosse feita dentro do intervalo de tempo disponível, a solução foi executada em pequenos segmentos de 100 a 200 metros por dia.
O material fresado em pista era levado para a usina, onde era processado e espumado para depois ser aplicado na rodovia. Devido às limitações de tempo, o material fresado em um segmento era levado para usina, processado, espumado e estocado, para posterior aplicação. Desta maneira possibilitou-se a execução da camada reciclada logo após a fresagem das camadas de pavimento.


O dimensionamento foi feito pela Loudon International através do Método de Análise Mecanicista da estrutura, utilizando o software de Análise de Camadas Elástico-Lineares Rubicon Toolbox. A estrutura de pavimento foi então modelada em função dos materiais existentes em campo e da mistura reciclada que iria compor a nova estrutura.
A reciclagem profunda de pavimentos asfálticos, sejam flexíveis ou semirrígidos, vem sendo adotada como opção na restauração de rodovias de tráfego intenso e pesado no Brasil, pela sua vantagem de rápida liberação ao tráfego após a reabilitação.


Alguns aspectos importantes do uso da reciclagem a frio com espuma é o processo de cura dessa camada principalmente pela perda de umidade, porém pode também sofrer influência de reações químicas internas devido à presença de ligante hidráulico em sua composição. A literatura aponta para meses de cura, a depender do local de aplicação e espessura da camada reciclada. Dessa forma, o comportamento da mistura reciclada com espuma é mais crítico em condições iniciais, especialmente se a abertura ao tráfego for feita pouco tempo após a construção, devido à quantidade de água ainda presente na camada reciclada e a maior propensão no acúmulo de deformação permanente.

 



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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