Manual da compactação, pavimentação e fresagem – Capítulo 27

Os rolos pneumáticos rebocados têm sido utilizados por muitos anos. Antigamente, os rolos de até 30 toneladas eram utilizados não só para compactação, como também para identificar os pontos fracos (rolagem de referência).

Estas versões rebocadas praticamente desapareceram com a evolução dos rolos vibratórios para compactação de solos; por isso, esta seção abrange apenas os PTRs autopropulsados.

Ela não abrangerá todas as informações a seu respeito, tais como a tecnologia dos pneus, por exemplo; ao invés disso, ela discutirá a tecnologia fundamental de compactação ao utilizar os PTRs, e os pontos básicos a ser considerados ao selecionar um rolo desse tipo.

Desempenho da compactação

O efeito da compactação de um PTR é primariamente determinado por dois parâmetros: a carga da roda e a pressão de contato com o solo do pneu, que está correlacionada com a pressão de enchimento do pneu.

Em camadas espessas, pneus grandes com uma grande área de contato possuem um melhor efeito de compactação do que pneus menores com a mesma pressão de contato com o solo. Isso é especialmente importante na compactação de solos.

Carga da roda

O número de rodas afeta diretamente a carga da roda. Os rolos pneumáticos de classe média a pesada normalmente possuem sete ou nove rodas e uma carga máxima de roda de mais de 3.000 kg, que é suficiente para a maioria dos tipos de compactação.

As autoridades frequentemente especificam o número de rodas e a carga mínima de roda.

A carga de roda pode ser calculada utilizando-se uma simples fórmula:

Peso total + lastro = carga da roda
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Número de rodas

Lastro

Grandes quantidades de lastro são normalmente necessárias para se alcançar o peso operacional requerido. Há várias formas diferentes de realizar o lastro de um PTR, tal como através da utilização de barras de ferro, areia e água. Ferro-velho é utilizado como lastro permanente. No entanto, sua colocação e remoção levam muito tempo. Em alguns casos, são colocadas barras de ferro sob o rolo, mas isso aumenta as despesas. Os PTRs modernos possuem sistemas modulares de lastro, onde o peso pode ser convenientemente adicionado. Isso simplifica os procedimentos de lastreamento e facilita o acompanhamento do peso efetivo do lastro.

São necessários geralmente de 5 a 8 m³ mas, como acontece com as barras de ferro, a colocação e a retirada podem levar muito tempo. Por outro lado, a areia é mais fácil de remover quando a máquina precisa ser transportada sem lastro. A areia também tende a secar e, por isso, deve ser verificada ocasionalmente para assegurar que ainda está úmida. Água

Apesar de ser fácil de manusear, o problema com a água é o seu baixo peso volumétrico. Além disso, os tanques de lastro devem ser à prova de vazamentos. Em alguns casos, um PTR equipado com uma bomba e bicos pode ser utilizado para espalhar a água. A bomba, que é acionada eletricamente, carrega e descarta a água.

Pneus

Esta seção abrange alguns aspectos da geometria dos pneus e suas características de compactação. Há três tipos principais de pneus: pneus diagonais, radiais e de perfil baixo e flutuação total (que também incluem pneus de base larga). Todos os principais fabricantes de pneus industriais produzem os tipos diagonais e radiais, enquanto apenas pouquíssimos oferecem as versões com base larga. Os pneus diagonais e radiais são mais versáteis, podendo ser usados em diferentes pressões entre 0,3–0,9 MPa, dependendo da lona. Eles são ideais para a compactação de solos e asfalto. No entanto um pneu radial possui um padrão de pressão mais uniforme do que o pneu diagonal. Isso reduz o risco de marcas de pneu na superfície asfáltica. Os pneus de base larga são usados a uma pressão constante de 0,4 MPa. Eles são adequados para a selagem de superfícies e rolagem de acabamento no asfalto. Eles também são usados em solos estabilizados sendo, porém, menos adequados em solos, uma vez que não possuem o mesmo efeito de profundidade que os pneus diagonais e radiais. O padrão de contato e a distribuição de pressão desses tipos de pneus estão mostrados acima. Visto que a pressão de um pneu diagonal ou radial pode ser variada, haverá mudanças no padrão de contato.

Área de contato com o solo e pressão de contato com o solo

Durante a compactação, a área de contato do pneu muda constantemente conforme o material é compactado, resultando na diminuição da penetração a cada passada. Os valores para a área de contato com o solo, portanto, são comparáveis apenas quando medidos sobre um superfície plana e sólida, tal como uma placa de aço. No momento, não existem manômetros disponíveis para indicar a pressão de contato com o solo. Portanto, é o operador quem deve julgar a pressão. Se os pneus afundarem no material, o sistema de controle da pressão dos pneus, conhecido mais comumente como “Ar no funcionamento” ou “Ar instantâneo” pode ser usado para reduzir a pressão do pneu. Um aumento na pressão também aumentará a pressão contra o solo. A vantagem de um sistema de controle central da pressão do ar é que ele permite ao operador manter uma pressão selecionada constante em todos os pneus, durante todas as fases da rolagem. Na prática, é impossível ao operador adaptar continuamente a pressão do pneu à estabilidade existente na superfície da mistura. A tabela indica a área de contato do pneu e a pressão de contato com o solo para diferentes cargas de roda e pressões de enchimento de pneu. Sobreposição Os pneus dianteiros e traseiros devem se sobrepor em, no mínimo, 30–50 mm sob pressão normal. A fim de alcançar um efeito de compactação uniforme e de evitar marcas de pneu no asfalto, a sobreposição entre as áreas de contato sob pressão é mais importante. Esta sobreposição pode ser verificada passando-se o rolo sobre areia e verificando-se a penetração nos pneus dianteiros e traseiros.

RECURSOS GERAIS

Agarramento do asfalto

Durante a rolagem inicial, o asfalto grudará em qualquer PTR, a menos que sejam adotadas medidas especiais. Agentes especiais antiaderentes, tais como óleos em emulsão biodegradáveis encontram-se comumente disponíveis e devem ser usados. Um método comum de evitar a adesão é preaquecer os pneus, passando-se o rolo sobre uma superfície que já foi compactada por cilindros de aço e que ainda esteja quente. Ocorrerá uma adesão pequena ou nula, uma vez que a diferença de temperatura entre a camada asfáltica e o pneu não passa de 20 a 50 °C. Nesse caso, a água do sistema de pulverização será suficiente para evitar qualquer adesão. No entanto, a quantidade de água deve ser reduzida ao mínimo possível, pois ela resfria os pneus. Mantas e raspadeiras também ajudam a minimizar o agarramento durante o período inicial de aquecimento dos pneus. Abas ao redor de pneus de borracha ajudam a mantê-los quentes. As abas para pneus são particularmente úteis em condições de vento.

Rodas oscilatórias ou pivotantes

Os PTRs devem possuir rodas oscilatórias ou pivotantes em pelo menos um eixo. As rodas oscilatórias oferecem melhores resultados na compactação de solos, mas as rodas pivotantes são suficientes para asfalto. Normalmente, apenas o eixo dianteiro oscila ou é articulado.

Sistema de acionamento

A transmissão mecânica é de difícil operação, ao passo que os sistemas de transmissão modernos, tais como a troca automática de marchas, transmissão hidrostática e conversor de torque permitem uma parada e partida rápidas sendo, geralmente, de operação fácil. Uma ação diferencial nas rodas traseiras evitará a ondulação do material ao realizar manobras de virar. As rodas dianteiras, que não possuem tração, possuem uma ação diferencial automática.

Freios

O peso líquido do PTR é de, aproximadamente, um terço do peso máximo lastreado. Visto que o rolo move-se a velocidades relativamente altas entre os canteiros de obra e ao realizar o reabastecimento, os freios devem proporcionar uma ampla capacidade de parada, mesmo quando o PTR estiver totalmente lastreado.

CAPACIDADE DE COMPACTAÇÃO

Um parâmetro que determina a eficiência de um rolo é a sua capacidade. Os principais fatores a serem levados em consideração são:

• Largura do cilindro
• Velocidade de rolagem
• Espessura da camada (após a compactação)
• Número de passadas

Fator de eficiência, c, (ou seja, a capacidade prática dividida pela capacidade teórica. Depende da sobreposição requerida, do tempo efetivo da operação, etc.

Na prática, o valor “c” pode ser definido em 0,5–0,6 para o asfalto e 0,75 para o solo.)

A seguinte fórmula é usada para calcular a capacidade de superfície (A) durante a compactação de solos e asfalto:

c x W x v x 1000
A = ————————- m2/h
n

A capacidade de volume correspondente no caso de solos é, então:

c x W x v x H x 1000
QS = ————————- m³/h
n

A compactação de asfalto é medida em toneladas por hora, sendo calculada pela seguinte fórmula:

c x W x v x H x 1000 x ρ
QA = ————————- t/h
n

Aqui, ρ é a densidade da mistura asfáltica em toneladas/m³. (O valor médio para ρ é 2,3 toneladas/m³.)

Uma vez que a largura do cilindro não é variável para um determinado rolo, a capacidade só pode ser afetada pelo número de passadas, velocidade do rolo e espessura da camada.

A capacidade é determinada pela largura do cilindro (W), velocidade do rolo (v), espessura da camada após a compactação (H) e o número de passadas (n).