Betume: Mistura de hidrocarbonetos pesados, obtidos em estado natural ou por diferentes processos físicos ou químicos, com seus derivados de consistência variável e com poder aglutinante e impermeabilizante, sendo completamente solúvel no bissulfeto de carbono (CS2) ou tetracloreto de carbono (CCL4).

Asfalto: mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou por destilação, cujo principal componente e o betume, podendo conter ainda outros materiais, como oxigênio, nitrogênio e enxofre, em pequena proporção;

Alcatrão: e uma designação genérica de um produto que contem hidrocarbonetos, que se obtém da queima ou destilação destrutiva do carvão, madeira etc.

Concreto asfáltico (CBUQ): É um revestimento flexível, resultante da mistura a quente, em usina apropriada, de agregado mineral graduado, material de enchimento (fíler) e material betuminoso espalhado e comprimido a quente. Durante o processo de construção e dimensionamento, são feitas rigorosos exigências no que diz respeito aos equipamentos, granulometria, teor de betume, estabilidade, vazios etc. É considerado um revestimento nobre.

Introdução

A estabilização betuminosa através da qual é possível obter, em muitos casos, economia apreciável, principalmente na estabilização de revestimentos primários para trânsito leve, uma técnica atualmente em desenvolvimento no Brasil.

Dois parâmetros muito importantes são os vazios na mistura total (VTM) ou vazios de ar na mistura asfáltica compactada (no Brasil comumente chamado simplesmente de volume de vazios ou VV) e o volume de vazios nos agregados minerais (VAM), que representa o que não e agregado numa mistura, ou seja, vazios com ar e asfalto efetivo (descontado o asfalto que foi absorvido pelo agregado). Quanto mais fino o solo, maior será a quantidade de betume requerida. Quando usado em excesso, diminui a estabilidade e passa a agir como lubrificante.

As especificações dos materiais empregados na estabilização do solo-betume têm que, necessariamente, ser tratadas a nível local ou regional, pois nem sempre os materiais existentes nas proximidades das obras, mesmo misturados, atendem às especificações e às exigências regionais. Dessa forma, usa-se aditivos com a finalidade de melhorá-los

Outra contribuição importante da estabilização solo-betume é alcançada pelas propriedades do ligante em promover a coesão do solo, fixando o material na pista e evitando a desagregação pela ação do tráfego e intempéries, o que garante a preservação ambiental, ameaçada pela extração de cascalho e seu transporte por caminhões que perturbam o tráfego e poluem a atmosfera.

Este estabilizante é mais indicado quando se optar por técnicas que requeiram uma grande quantidade de água (adobe, por exemplo). A resistência à compressão é função da dosagem do betume e da demora da secagem.

O tratamento superficial de estradas de terra através de materiais betuminosos constituiu uma das suas primeiras aplicações à estabilização de solos

A aplicação pode ser feita basicamente de formas distintas: Cut-back: Betume fluidificado com gasolina, querosene ou nafta; Emulsão: Betume disperso em muita água. A emulsão é menos estável que o cut-

back, pois há riscos de segregação betume-água. Deve ser misturada ao solo já úmido.A utilização do betume como material estabilizante não se encontra tão divulgada

como a cal ou o cimento visto tratar-se dum material mais caro e mais exigente no que respeita à preparação da mistura.

A principal diferença entre as misturas de solo com betume e as misturas de agregados com betume reside no facto das primeiras serem executados com a presença de água e as segundas não.

Estabilização betuminosa

Entende-se por estabilização betuminosa o processo pelo qual se estabiliza sub-base, base e, eventualmente, um revestimento primário, com adição de 1 material betuminoso ao solo ou mistura de solos, seguido de uma adequada energia de compactação, para obter suporte adequado ao tráfego sob quaisquer condições climáticas.

A estabilização com betume é utilizada quer em solos granulares incoerentes, aos quais o betume fornece coesão, quer em solos coerentes, nos quais o betume funciona como impermeabilizante à água, reduzindo a perda de resistência devido ao aumento do teor em água. Ambos os efeitos descritos são motivados não só pela formação duma película em redor das partículas do solo, aglutinando-as e evitando a absorção de água; mas também pelo simples encerramento dos poros da massa terrosa, impedindo a entrada da água.

Estabilização solo-betume

É uma mistura de materiais betuminosos (emulsão, asfaltos líquidos, alcatrões) e solos argilo-siltosos ou argilo-arenosos para trabalharem como material estabilizado para base ou sub-base, impermeabilizando o solo e aumentando o seu suporte.

1.Solo-betume – Trata-se dum solo cuja resistência é sobretudo coesiva e que possivelmente seria suficiente caso o solo se mantivesse seco. A função do betume é apenas a de impermeabilização e não aumentar-lhe a resistência. Esta ação é realizada tanto pelo obturamento dos canalículos do solo, por onde poderia ocorrer uma ação capilar da água, como pela criação de películas hidrorrepelentes envolvendo agregação de partículas finas que impedem que a água penetre na mistura.2. Areia-betume – A areia deve estar livre de matéria orgânica e de partículas de argila, podendo necessitar de ser misturada com material mais fino de modo a preencher os requisitos de estabilidade mecânica exigidos. Tem facilidade de controle da qualidade e economicamente mais competitiva.

A função do ligante é gerar forças de natureza coesiva ao solo, aumentando de certa forma a sua resistência de suporte. Situa-se entre os solos estabilizados com betume.3. Argila impermeável – Consiste num sistema em que um determinado solo, possuindo uma boa graduação e uma potencialmente elevada densidade, é impermeabilizado através duma distribuição uniforme de pequenas quantidades de betume (1 a 2%).4. Terra oleada – Trata-se duma superfície de solo, constituida por material silto-argiloso, cuja resistência à água e à abrasão foi melhorada após incorporação duma emulsão betuminosa lenta ou média ou dum “cut-back”, aplicados em duas ou três passagens, totalizando aproximadamente 5 litros por metro quadrado de superfície.

**O betume asfáltico não pode contudo ser utilizado nos solos-betume porque para isso seria necessário aquecer o solo, o que implicaria a sua secagem e a consequente formação de pequenos torrões onde o betume dificilmente entraria

- Os betumes são pois classificados, em função do tempo de cura, em betumes líquidos de cura rápida, de cura média ou de cura lenta. Cada um destes tipos de betume possui uma diferente viscosidade, resultante quer da natureza do betume quer do diluente e sua concentração.

- Uma emulsão betuminosa consiste numa dispersão de líquido (betume) relativamente estável num outro líquido com o qual não ocorre solubilidade (água). A estabilidade é conseguida através da adição dum agente emulsionante.

Uma das principais características das emulsões é a rapidez com que se dá a sua rotura ao serem misturadas com o solo ou agregado, distinguindo-se três tipos de emulsões com base nessa característica: as emulsões de rotura rápida, de rotura média e de rotura lenta. Alguns destes tipos são subdivididos em graduações de acordo com a respectiva viscosidade. Na estabilização de solos são normalmente utilizadas as emulsões lentas, visto haver o risco de que os outros tipos de emulsões rompam prematuramente (Nascimento, 1970a).

1 - Propriedades A estabilização betuminosa incorpora e melhora as características de um solo

através da coesão, atrito e impermeabilidade (insensibilidade à água). 2 - Condições de aplicação: a) quando há predominância de materiais argilosos na região, que, mesmo

submetidos a qualquer possível correção com outros materiais locais, não se enquadram nas especificações para estabilizações puramente mecânicas;

b) quando só se dispõe, praticamente, de materiais arenosos, sem qualquer coesão;

c) quando só se dispõe, praticamente, de misturas de ambos os solos anteriores e/ou com presença de materiais expansivos. • Parâmetros necessários a serem considerados na definição do uso da estabilização betuminosa solo-betume como pavimento de baixo custo: - rodovia com baixo volume de tráfego; - região com baixo índice pluviométrico; - região com topografia pouco acidentada; - materiais locais de boa qualidade; - rodovia existente apresentar um bom traçado, obras de arte corrente suficientes, sistemas de drenagens eficientes, base ou revestimento primário de boa qualidade. • Apresentando todas essas características, devem-se estudar outras alternativas, sempre buscando soluções de baixo custo e que mostrem viabilidade técnico-econômica.

Métodos de dosagem

Existem alguns métodos que podem ser utilizados, sendo todos extraídos da literatura americana: Método Califórnia modificado; Método Hubbard Field; Ensaio do penetrômetro de cone; Ensaio do valor do suporte Flórida; Ensaio do índice de suporte Texas.

Processo executivo da estabilização betuminosa

Preparo:a) Não misturar muito com o solo, para que não haja ruptura pre-matura da

película com consequente aumento da absorção de água. No caso de terras úmidas, ter cuidado para não acrescentar solução de água e betume em excesso. Para o teor ideal de água, a mistura é mais difícil, e apesar de uma possível redução da resistência úmida e do grau de impermeabilização, os processos de compactação e desmoldagem são mais simples. Para facilitar o trabalho, misturar o betume com pouca terra, e depois misturá-la com o resto. Se tivermos que misturar areia à terra,misturá-la primeiro ao betume;

b) Uma compactação adequada aumenta a evaporação do solvente e propicia uma boa massa unitária e arestas vivas no produto final (boa desmoldagem);

c) É melhor curar o produto final a seco do que em ambiente úmido. Uma cura longa, a uma temperatura elevada, porém menor do que 40oC (acima disto não há vantagens), produz efeitos benéficos sobre a absorção e a expansão (maior perda de elementos voláteis).

Para a execução da estabilização betuminosa, consideram-se já concluídas as fases de terraplanagem, regularização do subleito, obras de arte corrente e drenagem.

Os equipamentos básicos para a execução dos serviços dependem do processo executivo adotado:

No local Camadas sucessivas ( Motoniveladora e Grade de Disco ) Monocamadas (Recicladores)

Em usina Fixas Móveis

Controle

Controle Tecnológico

ISC Compactação Massa específica aparente Confecção de corpos de prova

ControleGeométrico

Espessura Acabamento da superfície

Estudo de caso:

ESTABILIZAÇÃO BETUMINOSA DE UMA BASE - TRECHO EXPERIMENTAL

Com a colaboração do Governo do Estado de Minas Gerais, DER/MG e Prefeitura Municipal de Januária, o autor conseguiu realizar, em setembro de 1996, um pequeno trecho experimental em Rodovia Municipal, no trecho compreendido entre Januária e Distrito de Brejo do Amparo, com 4,3 Km de extensão, com a finalidade de testar os métodos executivos de mistura, cura, espalhamento e compactação do solo emulsão de uma base na espessura de 05 cm, aproveitando e garantindo ao material local um melhor suporte e uma melhor impermeabilização, além, ainda, da capa selante, executada como camada de rolamento. Os resultados demonstraram viabilidades bastante satisfatórias.

Custo da experimentação realizada em set-out/96, adaptado a preços (jun/02)

• Estabilização betuminosa através do processo de imprimação profunda, aplicação da taxa de emulsão; homogeneização, tombamento do material; compactação com rolo de pneu; acabamento com rolo liso.

• Associada à execução de um revestimento com uma capa selante (Tratamento Anti-Pó), com 7,00m de pista.

• Preços unitários ACL-DER/MG (vigência, Jul/02), incluído BDI de 35,8% e sem a taxa de gerenciamento de 5,53%. Custo total da construção da Estabilização Betuminosa c/ Capa Selante / Km:

a) - Solo betume: 7.000 m2 x 0,05m X R$ 7,48/m3 R$ 4.060,00 / km

b) - Imprimação: 7.000 m2 x R$ 0,12 m2 R$ 840,00 / km

c) - Capa selante: 7.000 m2 x R$ 0,17 /m2 R$ 2.240,00 / km

d) - Transp. mat. jazida: 7.000m2 x 0,05m x 3km X R$ 0,54 R$ 567,00 / km

e) - Transp. agregado 7.000m2 x 0,008 x 15km x R$ 0,44 R$ 369,60 / km

f) - Material betuminoso CM-30/ RL-1c / RM-1c R$ 48.593,32/ km

g) - Transp. mat. betuminoso CM-30 / RL-1c / RM-1c R$ 6.615,53 / km

h) - Conformação de jazidas 350m2 X R$ 0,09 R$ 31,50 / km

i) - Estocagem da camada vegetal 350m2 x R$ 0,05 R$ 17,50 / km

j) - Reposição da camada vegetal 350m2 x R$ 0,36 R$ 126,00 / km

Custo Total / Km: (nível jul/02 R$63.460,45 / km

Conclusão O impacto econômico-social provocado pela pavimentação alternativa da

estabilização, solo-betume com otimização do uso de materiais locais, no trecho Januária-Brejo do Amparo, foi evidente, pois a redução do custo favoreceu a viabilidade da obra. No caso de estradas vicinais ou municipais, esse processo acarretou, na época, uma solução de baixo custo inicial, ainda que resultando em pavimento que necessite ser melhorado no futuro. O processo, pode, assim, resolver problemas de regiões carentes, ficando claro, pela análise da pavimentação alternativa do referido trecho, que vem satisfatoriamente atendendo os objetivos, desde sua implantação há cerca de 05 anos e meio (set-out/96), exposta ao tráfego regional, apresentando ainda uma boa performance, mantendo em condições normais suas características iniciais, como pode ser observado na foto que mostra a situação em fevereiro de 2002.

Além disso, não foi constatada nenhuma intervenção, pelo contrário, a execução experimental atingiu os objetivos propostos pelo projeto. Apenas pudemos destacar que alguns buracos, em número insignificante, surgiram em pontos aleatórios do trecho.

Creditamos esses acontecimentos a alguns fatores não esperados: • Trecho exposto à fortes chuvas, não comuns na região; • Aumento do tráfego; • Deficiência na mistura da emulsão com solo, devido à falta de experiência

da equipe.

Cumpre ressaltar ser fundamental que as ações de manutenção e conservação sejam rápidas, constantes e efetivas, para que o objetivo seja alcançado, porém sem deixar de lado os serviços de rotina comuns a toda rodovia pavimentada.

Apesar do custo atualizado (jul/02) parecer inicialmente elevado, comparado com o custo na época da implantação (set-out/96), deve-se considerar que isso aconteceu em conseqüência do aumento ocorrido nos preços dos materiais betuminosos utilizados. Na ocasião da experiência, os estudos comparativos de custo, considerando-se as diversas opções de projeto, conduziram à indicação da estabilização betuminosa.

Levando-se em conta essas características, bem como os aumentos de preços que se refletem também nas pavimentações convencionais, sugere-se que antes da tomada de decisão sobre a alternativa de pavimentação a ser adotada, sejam realizados estudos de outras alternativas, associando às condicionantes das variações de preços e adaptando aos projetos os materiais disponíveis na região, na busca de soluções de custos menos elevados, mas que se apresentam viáveis tecnicamente.