Manual da compactação, pavimentação e fresagem – Capítulo 14
COMPONENTES DO ASFALTO MISTO
O asfalto é normalmente formado de três componentes materiais: o ligante, o agregado e os finos. Alguns materiais de revestimento incluem aditivos, tais como adesivos, polímeros, fibras e material reciclado.
Betume
O ligante em uma mistura asfáltica é conhecido como betuminoso, isto é, contém betume em alguma forma. O betume é um material termoplástico, o que significa que ele se torna mais mole e fluido quando aquecido e endurece quando resfriado. O processo pode ser repetido.
Ele também pode ser descrito como um material viscoelástico, o que significa dizer que a sua rigidez é uma função de temperatura e do tempo de carregamento. A partir da figura abaixo, é possível ver que a rigidez a um certo tempo de carregamento diminui quando a temperatura aumenta. A figura também mostra que, a uma certa temperatura, a rigidez diminui conforme o tempo de carregamento aumenta.
Quando o betume é misturado com um agregado, ele deve ser suficientemente viscoso para cobrir a superfície do agregado. No entanto, ele não pode ser muito fluido, do contrário o ligante escoará da superfície do agregado durante o armazenamento ou transporte. A viscosidade também deve facilitar o processo de pavimentação e compactação. O ligante deve fornecer estabilidade a fim de evitar a deformação excessiva, mas deve ser suficientemente flexível para evitar o risco de trincar. As qualidades adesivas do ligante determinam a quantidade de agregado que se solta da superfície (desgaste).
Asfalto diluído e solvente
O asfalto diluído é uma mistura de betume e solvente, tal como a nafta, enquanto a emulsão é uma mistura de betume, emulsificador e água. Ambos melhoram as propriedades fluídicas de uma mistura a baixas temperaturas. Quando o solvente ou a água evapora, o betume conserva as suas propriedades originais. As propriedades do ligante na estrada são determinadas, principalmente, pelo betume constituinte. O uso de asfaltos diluídos está cada vez mais em desuso por questões ambientais, enquanto o uso de emulsões vem crescendo. As áreas de aplicação mais comuns são o tratamento de superfície, MAF, camada aderente, selagem com lama asfáltica e penetração.
Especificações e métodos de teste para o betume
Na maioria dos países, o betume é classificado de acordo com a sua viscosidade ou penetração. As propriedades de envelhecimento são determinadas pela medição de um ou vários parâmetros, antes e após o envelhecimento em laboratório, de acordo com os métodos estipulados.
Tabela de dados de teste do betume
A Tabela de Dados de Teste do Betume (TDTB) é usada para calcular a relação de temperatura/viscosidade do betume em um amplo intervalo de temperaturas, sendo bastante útil para assegurar a viscosidade apropriada de qualquer tipo de betume. A TDTB consiste de uma escala horizontal de temperatura e duas escalas verticais para penetração e viscosidade. A escala de temperatura é linear, enquanto a escala de penetração é logarítmica. A escala de viscosidade foi concebida para que o betume classificado por penetração com susceptibilidade normal de temperatura ou o índice de penetração forneça relações em linha reta.
Existem viscosidades ideais do betume para a fabricação e compactação de misturas betuminosas. Uma viscosidade excessiva durante a mistura resulta no revestimento inadequado do agregado, enquanto uma viscosidade muito baixa resultará em um fácil revestimento do agregado pelo betume podendo, porém, causar o escoamento do agregado. Se a viscosidade for muito baixa durante a compactação, a mistura será extremamente mole e maleável. Isso pode resultar no afundamento ou movimentação transversal da mistura. Uma alta viscosidade também reduzirá significantemente a maleabilidade da mistura tornando, consequentemente, mais difícil a sua compactação.
Categoria de desempenho (CD)
Os EUA utilizam o Superpave para especificar os materiais asfálticos. Os ligantes asfálticos são especificados de acordo com uma especificação baseada no desempenho. A temperatura do pavimento no qual o ligante será usado determina a escolha do ligante. O betume categorizado por desempenho é classificado de acordo com a maior e menor temperatura de pavimentação na qual o betume deve ser capaz de evitar a formação de defeitos e de trincas a baixas temperaturas. Por exemplo, um betume PG 64–22 (sessenta e quatro menos vinte e dois) foi concebido para evitar a formação de defeitos em um dia quente de verão, onde a temperatura é de +64 °C, a 20 mm abaixo da superfície e para contrabalançar a formação de trincas a baixas temperaturas no inverno, quando a superfície possui -22 °C.
Agregado
O agregado é um termo geral para todos os constituintes minerais de uma mistura asfáltica. Ele inclui brita, cascalho, areia, escória e finos. No caso do asfalto, o peso do agregado é responsável por cerca de 85% do peso total da mistura. A qualidade do agregado depende tanto de sua origem quanto do método de produção (material natural ou britado). As propriedades de um agregado que direta ou indiretamente influencia as propriedades funcionais da superfície são a distribuição granulométrica, porosidade, formato dos grãos, durabilidade, resistência à abrasão, resistência ao polimento e resistência ao intemperismo. Várias dessas propriedades estão interrelacionadas.
Propriedades de partículas
As propriedades físicas mais importantes de um mineral são sua resistência e formato. A qualidade de um material rochoso pode ser parcialmente melhorada no estágio de produção. A princípio, cada estágio de britagem é capaz de melhorar as propriedades mecânicas dos materiais. A modelagem, por exemplo, aumenta a resistência à abrasão do agregado, assim como a estabilidade da mistura em uma camada de rolamento prolongando, portanto, a vida útil da estrada.
Distribuição granulométrica
A distribuição granulométrica é a propriedade básica de um agregado. A distribuição granulométrica de uma determinada amostra é determinada por um teste de peneiras, onde a amostra seca passa por várias peneiras padrão de diferentes tamanhos de malha. A distribuição granulométrica é descrita graficamente na forma de uma curva de granulometria. A distribuição granulométrica determina o tipo da mistura. A variação da distribuição granulométrica para um certo tipo de mistura influenciará as propriedades funcionais do asfalto.
Filler / Finos
O filler é usado para preencher os vazios entre as partículas mais graúdas e para endurecer o ligante. Ele, portanto, contribui para a estabilidade da mistura asfáltica. O filler (partículas <0,074 mm) pode ser obtido a partir do sistema de coleta de poeira em uma usina asfáltica ou, então, especialmente produzido por britagem. Os finos especiais, tais como o calcário e o cimento, são às vezes utilizados para reduzir o risco de desagregação.
Aditivos
O aumento do volume de tráfego em muitos países levou à necessidade de estradas de alta qualidade. O desenvolvimento de materiais mais novos e melhores é uma solução ao problema, sendo que um grande número de aditivos foi proposto para as misturas asfálticas. Eles podem ser geralmente classificados em dois grupos. O primeiro abrange os produtos comerciais concebidos para melhorar a função do asfalto. Eles incluem polímeros, adesivos, inibidores do envelhecimento, emolientes, melhoradores da estabilidade (asfalto natural, catalisadores da oxidação) e fibras para conter o ligante. Vários polímeros, os elastômeros e plastômeros, foram utilizados para modificar o betume, a fim de aumentar a vida útil e a função da superfície da estrada. Eles podem ser usados para melhorar a estabilidade em altas temperaturas ou para aumentar a resistência a rachaduras em baixas temperaturas, por exemplo. O segundo grupo abrange vários tipos de produtos reciclados, tais como borracha moída ou cinza volante.
MISTURA MOLE
Tendência a misturas moles – revestimentos instáveis
As misturas moles frequentemente contêm agregados naturais (arredondados) com uma pequena quantidade de material de enchimento. Elas tendem a ser moles e requerem uma compactação cuidadosa, para evitar deslocamentos laterais e trincas na superfície. Elas também apresentam a tendência de produzir revestimentos instáveis.
MISTURA RÍGIDA
Tendência a misturas rígidas – revestimentos estáveis
As misturas rígidas são o resultado da utilização de agregados britados que contêm uma alta porcentagem de material graúdo e uma quantidade suficiente de material de enchimento. A resistência à compactação é forte e elas requerem um grande esforço de compactação para alcançar a densidade especificada. Elas também apresentam a tendência de produzir revestimentos estáveis.
