Manual da compactação, pavimentação e fresagem – Capítulo 31
Mesas
DADOS VITAIS
• Tipo de mesa
– Calcadora
– Vibratória
– Fixa/Telescópica
• Peso da mesa
• Sistema de aquecimento
A mesa é a parte mais importante da pavimentadora. Na verdade, ela é a ferramenta principal da pavimentadora de asfalto.
Partes sujeitas ao desgaste
Todos os componentes que entram em contato com a mistura durante o processo de aplicação estão sujeitos ao desgaste devendo, portanto, devem ser feitos de materiais de alta qualidade. As placas inferiores e o conjunto de calcamento (tamper), as correntes e barras da esteira transportadora e as palhetas do sem-fim helicoidal sofrem rápido desgaste, uma vez que estão constantemente expostos ao material. A velocidade de desgaste dessas peças depende da qualidade do aço e, é claro, do tipo e da quantidade de material que passa pela pavimentadora de asfalto.
Sistemas de aquecimento
Existem três sistemas de aquecimento principais para as mesas: queimadores a diesel, queimadores a gás e aquecedores elétricos.
O gás é menos poluente que o diesel e requer tecnologias menos sofisticadas. Os sistemas a gás incorporam um dispositivo de segurança à prova de falhas, para proteger os trabalhadores contra o risco de explosões.
Os sistemas de aquecimento elétrico requerem um gerador extra, que acarreta um custo adicional. No entanto, o aquecimento elétrico é conveniente e quase tão rápido que os outros sistemas de aquecimento. O aquecimento a gás leva de 20–30 minutos para aquecer a mesa e um sistema de aquecimento elétrico requer 30–45 minutos. Também é fácil controlar a temperatura através de termostato. A escolha do sistema pode, em última instância, ser determinada pelo suprimento de combustível. O gás nem sempre se encontra prontamente disponível, enquanto sempre haverá, invariavelmente, um suprimento de diesel para operar a pavimentadora de asfalto. As configurações de temperatura são infinitamente variáveis. Entretanto, para evitar o risco de superaquecimento, o aquecedor da mesa deve ser controlado por termostato dentro de um intervalo limitado.
Mesas fixas
Como o nome indica, as mesas fixas não podem ser estendidas hidraulicamente; elas requerem blocos de extensão parafusados no caso de larguras maiores que a básica. A colocação e alinhamento das extensões leva tempo. No entanto, uma mesa fixa é normalmente ajustada em uma largura de trabalho e mantida assim. Caso trabalhe com uma ampla variedade de larguras, uma mesa telescópica é uma melhor escolha.
Mesas telescópicas
As mesas telescópicas permitem ao operador mudar a largura de pavimentação bastando apenas mexer um dedo durante o processo de assentamento evitando, assim, o demorado processo de retirada de blocos. Hoje em dia, a maioria das pavimentadoras de asfalto são equipadas com mesas telescópicas.
As mesas estendidas devem ser rígidas, a fim de assegurar níveis corretos por toda a largura de pavimentação. Uma pavimentação de largura grande (até 9,7 m) requer um sistema eficiente de guia e suporte para as extensões operadas hidraulicamente.
O ajuste para alinhar as extensões telescópicas com a mesa principal deve ser rápido e simples, sem a necessidade de ferramentas especiais e deve permitir a sua realização durante o assentamento.
Desempenho da pavimentação
DADOS VITAIS
a) Mesa de calcamento
• Peso da mesa
• Área de contato dos elementos de calcamento
• Amplitude (golpe de calcamento)
• Frequência
b) Mesa vibratória
• Peso da mesa
• Área de contato da placa inferior
• Amplitude
• Frequência
As mesas podem ser equipadas com um mecanismo de Tamper, um sistema vibratório ou uma combinação dos dois. O esforço de compactação de uma mesa é primariamente determinado por:
• Peso da mesa e área de contato dos elementos de calcamento ou vibração
• Velocidade de pavimentação
• Frequência e amplitude dos elementos de calcamento ou vibração
• Estado dos elementos de compactação (contorno e dimensões do tamper)
• Estado das placas da mesa
Peso da mesa e área de contato
As misturas rígidas e estabilizadas ou cascalho sem ligante requerem mesas relativamente pesadas para obter-se a pré-compactação desejada e uma superfície uniforme e lisa. Por outro lado, mesas relativamente leves devem ser usadas em misturas asfálticas instáveis e moles, onde haja o risco da mesa afundar na camada.
Velocidade de pavimentação
A velocidade de pavimentação influencia a pré-compactação da pavimentadora.
Quanto maior a velocidade, menor a densidade alcançada. A área de contato estreita dos calcadores, por outro lado, limita altas velocidades de pavimentação.
Conforme a velocidade da pavimentadora de asfalto aumenta, o número de impactos do calcador por área unitária diminui e, consequentemente, o efeito de alimentação de material do calcador também diminui. Se a velocidade estiver muito alta em comparação à atividade do calcador, isso pode resultar em uma superfície irregular, de textura ruim. O limite de velocidade efetivo depende da largura dos calcadores e da frequência com a qual eles operam.
As mesas vibratórias com uma grande área de contato proporcionam as maiores velocidades de pavimentação. Mesas de alta compactação requerem que velocidades sejam mantidas entre 2–4 m/min para que se possa alcançar o efeito de alta compactação desejado.
Frequência e amplitude
As unidades de tamper trabalham com um golpe vertical (dupla amplitude) de 4–6 mm, e uma velocidade de vibração na faixa de 500–1500 rpm (8–25 Hz). As mesas vibratórias possuem uma amplitude mais baixa; porém, com uma frequência mais alta (até 3000 rpm/50 Hz).
Estado dos elementos de compactação
Novos tampers ou mecanismos vibratórios, juntamente com novas placas de mesa, naturalmente produzirão, de maneira geral, a melhor pré-compactação e uniformidade de superfície. Por exemplo, a alimentação de material variará com a largura de trabalho, podendo resultar em marcas de arrastamento ou uma camada asfáltica de textura aberta, caso as lâminas do calcador estiverem gastas.
Sistemas de nivelamento de mesas
Sistema de nivelamento
Os braços laterais da mesa são presos a cilindros hidráulicos de nivelamento, que controlam o nível da mesa. Os cilindros podem ser estendidos ou retraídos bastando apenas mexer em um botão. A posição do ponto de arrastamento determina a espessura da camada.
Sistema de parada de mesas
A mesa deve sempre poder ser travada na posição desejada, para evitar que ela afunde na camada asfáltica quando a pavimentadora de asfalto parar. As máquinas modernas possuem um sistema hidráulico de parada de mesas, que automaticamente trava os pistões de elevação da mesa quando a pavimentadora de asfalto para durante uma operação de pavimentação. Quando a pavimentadora de asfalto resume suas atividades, ele automaticamente libera a pressão.
Sistema de alívio de carga da mesa
Um sistema de alívio de carga da mesa deve existir para evitar que a mesa afunde ao realizar o assentamento de materiais extremamente moles. O sistema transfere parte do peso da mesa para a unidade tratora, através dos pistões de elevação da mesa. Os pistões proporcionam um suporte adicional à mesa, mantendo-a no nível desejado. O sistema de alívio de carga é útil para melhorar a tração, pois transfere o peso da mesa para as rodas de acionamento.
Sistema de adição de carga à mesa
Um sistema de adição de carga à mesa também pode ser útil em alguns casos. O sistema transfere parte do peso da unidade tratora para a mesa, através dos pistões de elevação da mesa. Isso fornece uma carga adicional à mesa, permitindo que ela mantenha o nível desejado após uma parada longa. Do contrário, uma perda de temperatura da camada asfáltica diminuiria a compactabilidade da mistura e elevaria a mesa. O resultado seria uma superfície asfáltica irregular.
Camada aderente integrada
Uma pavimentadora de asfalto com tanque de betume integrado é capaz de fornecer a camada aderente e a pavimentação asfáltica em uma só operação. Estes tipos de pavimentadoras de asfalto são adequadas para aplicações de manutenção de estradas sobre camadas delgadas (1,5 x a dimensão máxima da pedra) para as camadas superiores (camada de rolamento).
Sistema de nivelamento automático
Um assentamento preciso requer sistemas eletrônicos modernos, que automaticamente controlem a espessura do material. Existem dois sistemas principais: o controlador de inclinação, que ajuda a manter a espessura do assentamento, isto é, a uniformidade da superfície; e o controlador de inclinação, que verifica a inclinação transversal de uma camada.
Sistemas de linha de referência são usados juntamente com um controlador de alinhamento, a fim de garantir a uniformidade longitudinal da camada asfáltica, quando não houver outra superfície apropriada para se trabalhar.
Controlador eletrônico de alinhamento
Um controlador de alinhamento, trabalhando a partir de uma superfície de referência, automaticamente mantém a altura da mesa e a espessura da camada do material. Para melhores resultados, a superfície de referência precisa ter o melhor nivelamento possível. O tipo mais comum de sensor são os sensores ultrassônicos sem toque, que analisam a superfície de referência. Nos locais onde há uma superfície nivelada, tal como um meio-fio, um esqui de controle curto (aproximadamente 30 cm) pode ser utilizado para identificar as variações da altura. Os esquis curtos são também usados como um correspondedor de juntas ao realizar o assentamento de uma nova faixa, paralela àquela que já se encontra assentada. Os esquis de controle longos (de 6 a 9 m) são usados quando a superfície existente não é totalmente nivelada. Eles passam sobre solavancos e depressões, dando uma ideia dos erros longitudinais da superfície sendo pavimentada. É por isso que eles também são conhecidos como hastes de média. Um grande esqui ultrassônico pode ter até 13 metros de comprimento.
O controlador de alinhamento
também pode trabalhar a partir de linhas de referência. Elas são armadas quando não há uma superfície precisa disponível para se trabalhar, tal como no caso de construções de novas estradas. Os sistemas a laser podem ser usados para controlar o nível da mesa em áreas abertas, tais como estacionamentos, pátios de recreação ou pistas de pouso e decolagem. Controlador eletrônico de inclinação O controlador de inclinação mantém a inclinação transversal esquerda e direita especificada da camada asfáltica durante o procedimento de assentamento. Ele detecta qualquer desvio na mesa a partir de uma inclinação transversal pré-estabelecida, e gera os sinais necessários para restaurar a configuração original. O controlador de inclinação trabalha a partir da própria mesa, sendo preso a ela por um sistema de elos mecânicos conectado no lado esquerdo e direito da mesa.
Sistemas de nivelamento computadorizados
Os sistemas de nivelamento computadorizados também estão disponíveis sob vários nomes comerciais. A sua utilização requer pessoas qualificadas na equipe de pavimentação e uma boa compreensão entre a gerência do canteiro de obras e o pessoal responsável pela inspeção. Os sistemas computadorizados utilizam a superfície do solo como referência para o sensor de alinhamento. A espessura da camada é calculada a partir de pontos de referência de altura especificados no chão e da superfície superior planejada da camada de rolamento. Antes de iniciar os trabalhos, é preciso entrar em um acordo sobre o local de inspeção dos pontos de altura, em relação ao centro da estrada.
Sistemas de controle 3D
Os sistemas de controle em 3D que trabalham com arquivos digitais de design podem ser usados para controlar a pavimentação, sempre que as exigências de qualidade forem altas. Os sistemas são controlados e posicionados por um sistema de navegação por satélite (GNSS) e um laser. Utilizar uma estação total robotizada é outra opção para fornecer informações sobre o posicionamento ao sistema de controle.
