179

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Estudo da aplicabilidade do concreto poroso asfáltico: uma

revisão

Douglas Leonardo Rodrigues Terra

Graduando em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix

(CEUNIH), dlrterra@gmail.com

Thalita Fernanda da Costa

Graduanda em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix

(CEUNIH), costa_thalita@yahoo.com

Lucas Paglioni Pataro Faria

Doutor em Engenharia Mecânica (UFMG), docente do Centro Universitário Metodista Izabela

Hendrix (CEUNIH), lucas.faria@izabelahendrix.metodista.br

Geraldo Magela Perdigão Diz Ramos

Mestre em Administração (FNH), docente do Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix

(CEUNIH), geraldo.ramos@izabelahendrix.metodista.br

Resumo A impermeabilização do solo decorrente da ocupação urbana é um dos fatores que resultam

no aumento das enchentes. O método tradicional de drenagem urbana, visa drenar as águas de

precipitações com rapidez para jusante, aumentando assim sua velocidade e o risco de

catástrofe. Tendo em vista uma abordagem sustentável, o concreto poroso asfáltico pode ser

uma alternativa para retardar a velocidade do escoamento por meio da infiltração. Neste

contexto, os pavimentos permeáveis têm se tornado um elemento de papel fundamental por

reduzirem volumes de escoamento superficial. No presente estudo realizado por meio de

análise bibliográfica, apresentam-se os aspectos de permeabilidade e resistência mecânica das

misturas asfálticas CAP 50/60 + 2% Polímeros Eastman EE-2, CAP 20 + 15% de borracha

moída de pneus, CAP 50/60 + 0,3% Fibras de celulose e CAP 20 + 4% Polímeros SBS a fim

de buscar uma alternativa de mistura com maiores níveis desses aspectos onde se possa

utilizar essa mistura final em locais onde haja tráfego pesado. Viu-se que a mistura com

ligante modificado por fibras de celulose, pode ser a alternativa mais próxima do objetivo

deste trabalho. Porém, a mesma precisa ser novamente analisada em laboratório, testando

índices diferentes de quantidade de fibras, teor ótimo de ligantes e quantidade de agregados

para obter resultados de resistência mecânica satisfatórios.

Palavras chave: Concreto poroso asfáltico. Permeabilidade. Resistência mecânica. Drenagem

urbana.

180

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

1 Introdução

O grande crescimento das cidades, a ocupação irregular das margens dos córregos e rios, a

impermeabilidade do pavimento convencional e eventos de um volume alto de precipitação

inesperado, contribuem significativamente para a incidência de enchentes nos centros urbanos

e arredores (BATEZINI, 2013).

Segundo Carvalho (2015), o concreto poroso asfáltico possui grande quantidade de vazios,

diferente dos comumente utilizados, assim permite a infiltração da água na sua superfície

colaborando para a diminuição do volume de escoamento superficial e a probabilidade de

ocorrência de enchentes.

Nos concretos asfálticos tradicionais, o projeto deve garantir a maior impermeabilidade

possível, pois, a infiltração de água gera patologias nas camadas do pavimento que podem

sofrer consequências como fissuração e trincas (SUZUKI et al., 2013).

Lorenzi et al. (2015) afirmam que a resistência mecânica do concreto poroso asfáltico, é

menor em relação ao concreto asfáltico convencional devido a sua alta porosidade (maior

número de vazios). Por essa razão, seu uso é muitas vezes limitado a áreas de tráfego leve ou

pouco intenso.

De forma geral, os pavimentos permeáveis, com seus respectivos dispositivos de infiltração,

possuem certas vantagens em relação aos demais sistemas de drenagem como por exemplo a

construção do dispositivo ser rápida, custo de manutenção em sua vida útil menor do que os

sistemas convencionais de drenagem, não havendo rede de drenagem a absorção possibilitada

pelo concreto poroso asfáltico ajuda no escoamento, entre outras (SUZUKI et al., 2013).

Ainda Suzuki et al. (2013), destaca também as desvantagens deste tipo de revestimento

asfáltico que podem restringir seu uso em situações como: regiões de clima frio, regiões

áridas, regiões com altas taxas de erosão, tráfego pesado e áreas de recarga de aquíferos

elevados.

181

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Em relação à drenagem de águas pluviais as soluções tradicionais, aplicadas atualmente, estão

voltadas para a canalização do escoamento. Os métodos mais utilizados consistem na

construção de galerias subterrâneas e intervenções como o revestimento de rios. As limitações

do uso dos sistemas tradicionais de drenagem de águas pluviais foram evidenciadas através do

crescimento acelerado da urbanização, observado em todo mundo. Estas soluções não são

sustentáveis e atuam apenas no sentido de encaminhar a cheia para jusante, sem a solução

definitiva para o problema de inundações, estudos práticos demonstraram estes fatos (SILVA,

2006).

Soluções alternativas vêm sendo desenvolvidas com o conceito oposto de evacuação rápida

das águas pluviais, sugerido pelas soluções tradicionais, ao invés disso, procuram equilibrar

as consequências da urbanização sobre o escoamento superficial, de maneira a recuperar as

condições de pré-urbanização. As soluções alternativas têm como características o

favorecimento a detenção superficial e a infiltração da água pluvial, combinada muitas vezes

com processos de armazenamento temporário. As práticas mais difundidas, dentre as soluções

alternativas, são as bacias de detenção, os dispositivos de infiltração e o uso de revestimentos

asfálticos permeáveis (SILVA, 2006).

Diante da necessidade da busca de alternativas para minimizar os efeitos das enchentes locais

onde as vias são impermeáveis, torna-se essencial o desenvolvimento de pesquisas que

envolvam novas tecnologias visando a pavimentação drenante. Além do benefício para a

drenagem urbana, pode-se destacar a necessidade do estudo da resistência mecânica do

concreto poroso asfáltico, que por ser baixa, atualmente é aplicado apenas em locais de pouco

tráfego como estacionamentos, calçadas, ciclovias entre outros. Portanto, considera-se este

estudo relevante para o campo da engenharia hidráulica a fim de buscar a aplicação do

concreto poroso asfáltico em vias onde o tráfego de veículos é constante e necessita de um

revestimento asfáltico de alta resistência, onde o objeto do estudo ainda não é compatível.

Baseado no histórico das constantes enchentes e má condição de permeabilidade das vias de

tráfego pretende-se avaliar por meio da revisão de literatura, a possibilidade da aplicabilidade

do concreto poroso asfáltico em locais onde haja tráfego constante de veículos.

182

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

2 Referencial teórico

2.1 Revestimento asfáltico e pavimento

Segundo Alencar (2005), o asfalto é a camada que fica visível, é o revestimento do

pavimento, onde se dá a camada de desgaste no atrito do veículo com a mesma. Tal mistura,

empregada na pavimentação, é geralmente constituída de três principais componentes: o

agregado (areia, pedra, brita, escória); a carga (materiais finamente divididos, não plásticos

tais como: cimento, cal, calcário), e o CAP- Cimento Asfáltico de Petróleo, usado como

ligante dos agregados minerais, que é o resultado da destilação de tipos específicos de

petróleo, onde pequenas frações de gasolina, diesel e querosene, são retirados no refino.

A capa de rolamento, que consiste em uma camada, tanto quanto possível impermeável, que

recebe diretamente a ação do tráfego, é destinada a melhorar a superfície de rolamento quanto

às condições de conforto e segurança, além de resistir ao desgaste (SENÇO, 1997).

De acordo com a NBR 7207- Terminologia e classificação de Pavimentação, da Associação

Brasileira de Normas Técnicas, pavimento é a estrutura que resiste e distribui à camada de

subleito, as cargas produzidas pelo tráfego. Por meio de sua camada de rolamento promove

segurança e comodidade aos usuários e resiste também aos esforços horizontais que incidem

sobre a camada de rolamento (ABNT, 1982).

2.2 Tipos de pavimentos mais utilizados

2.2.1 Pavimento flexível

Segundo a NBR 7207 os pavimentos flexíveis são constituídos por camadas que não

trabalham à tração, exceção feita ao revestimento que pode ou não suportar esse tipo de

esforço. Normalmente são constituídos de revestimento betuminoso delgado sobre camadas

puramente granulares. A capacidade de suporte é função das características de distribuição de

183

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

cargas por um sistema de camadas superpostas, onde as mais resistentes encontram-se na

parte superior da estrutura (ABNT, 1982).

Para o DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte, pavimento flexível é

aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento

aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as

camadas. Ainda o DNIT, afirma que um exemplo típico é “um pavimento constituído por uma

base de brita (brita graduada ou macadame) ou por uma base de solo pedregulhoso, revestida

por uma camada asfáltica. ” (DNIT, 2006).

2.2.2 Pavimento Rígido

DNIT (2006) classifica o pavimento rígido como:

Pavimento rígido é aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em

relação às camadas inferiores, portanto, absorve praticamente todas as tensões

provenientes do carregamento aplicado. Exemplo típico: pavimento constituído por

lajes de concreto de Cimento Portland1.

O concreto é constituído por uma mistura relativamente rica de cimento Portland, areia,

agregado graúdo e água, distribuído numa camada devidamente adensada, essa camada

funciona ao mesmo tempo como revestimento e base do pavimento (DNIT, 2006).

A NBR 7583- Execução de pavimentos de concreto simples por meio mecânico classifica:

Pavimento de concreto de cimento Portland no qual as tensões solicitantes são

combatidas tão somente pelo próprio concreto, e que não contém nenhum tipo de

armadura distribuída, não se considerando como armadura netse caso, eventuais

sistemas de ligação ou de transmissão de carga entre as placas formadas pelas juntas

longitudinais e transversais (ABNT,1986).

1 Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material usualmente conhecido na

construção civil como cimento. É chamado de Portland pois, em 1824, o construtor Joseph Aspdin na ilha de

Portland - Inglaterra, patenteou esse nome pelo resultado de sua invenção (ABCP, 2002).

184

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

2.3 A água no pavimento

Conforme Suzuki et al. (2013), água no pavimento pode ser decorrente de infiltrações

superficiais devido às juntas, trincas, bordos dos acostamentos e outros tipos de defeitos na

superfície que podem facilitar o ingresso da água no interior de sua estrutura. A água pode

subir por percolação2 do nível freático elevado ou entrar lateralmente pelos bordos do

pavimento e valetas dos acostamentos.

Os pontos críticos de infiltração dos pavimentos flexíveis, ocorrem principalmente nas juntas

de construção da camada de revestimento e nas trincas que surgem ao longo da vida útil do

pavimento ocasionando como por exemplo, o trincamento excessivo. As trincas, as juntas

longitudinais e transversais, são os maiores responsáveis pela infiltração nas placas de

concreto do pavimento rígido. Pela ocorrência desta infiltração, a estrutura do pavimento é

danificada causando a diminuição da resistência dos materiais granulares e do subleito,

formação de degraus pela perda do suporte da fundação e formação de vazios nas camadas de

suporte do pavimento (SUZUKI et al. 2013).

2.4 Concreto asfáltico permeável - um breve histórico

2.4.1 Em outros países

Segundo Tetracon (2015), entre os anos 40 e 50 a França iniciou às primeiras experiências

com concreto asfáltico permeável, com a intenção de desenvolver técnicas que pudessem

devolver ao solo sua capacidade de infiltração. Porém, as primeiras aplicações não foram

bem-sucedidas pois, o betume utilizado não tinha uma trabalhabilidade adequada e não

sustentava as ligações da estrutura. O período pós-guerra ocasionou um grande crescimento

populacional nos centros urbanos, gerando o aumento das superfícies impermeáveis nas

cidades. Diante disso, ao final da década de 70, alguns países como os Estados Unidos, a

França, a Suécia e o Japão, voltaram a se interessar pelo concreto permeável. O pavimento

2 Capacidade do líquido de atravessar um determinado meio; fluir; passar um líquido lentamente, sob pressão,

através de um meio sólido para o filtrar ou para fazer a extração de substâncias desse meio. Disponível em

<http://www.sgrillo.net/sysdyn/bacia.htm>

185

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

permeável em concreto destacou-se em 1978, no projeto de pesquisa desenvolvido na França

pelo “Ministère de l’Equipement” que teve por objetivo desenvolver novas soluções para a

redução dos problemas de inundações, devido à facilidade que este material apresentava para

a integração no ambiente das cidades. No final dos anos 80, o concreto asfáltico permeável

passou a ser produzido de forma industrial em alguns países. No final dos anos 1990 e início

dos anos 2000, o material se firmou como tecnologia construtiva para contribuir para a

drenagem nas grandes cidades, reduzindo o escoamento superficial e, portanto, o risco de

enchentes.

No Japão, o pavimento permeável é integrado a programas que incluem todas as técnicas de

infiltração. Tais técnicas são utilizadas principalmente nos quarteirões das grandes cidades,

em lugares disponíveis e que podem ser inundados, tais como quadras de esporte de

universidades, pátios de escolas. Mais recentemente, outros países têm adotado o controle na

fonte do escoamento superficial como meta para soluções de problemas em drenagem urbana.

Dentre eles a Austrália, que, desde 1996, tem pesquisado as formas de controle na fonte e

incorporado às técnicas de pavimentos permeáveis a diversos projetos de loteamentos

urbanos, áreas industriais e estacionamentos (COMUNITEXTO, 2014).

2.4.2 No Brasil

A utilização do concreto asfáltico permeável como solução para a pavimentação é recente no

Brasil, mas sua utilização vem crescendo ano a ano, já que contribui para que sejam atendidas

as legislações municipais relacionadas à infiltração e à permeabilidade dos terrenos. A

Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) desenvolve, desde 2007, pesquisas com

concreto permeável para uso em pavimentação, como solução para os problemas relacionados

à impermeabilização dos solos nos grandes centros urbanos. No ano de 2009, foi

desenvolvido pela Universidade de São Paulo um projeto de pesquisa no qual um

estacionamento de aproximadamente 1600 m² foi pavimentado de um lado com concreto

asfáltico permeável, de outro com blocos intertravados de concreto poroso, demonstrando a

capacidade de absorção destes com relação ao primeiro, e contribuindo para o

desenvolvimento da tecnologia de concreto poroso (TETRACON, 2015).

186

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

No ano de 2015 foi publicada a NBR 16416 - Pavimentos permeáveis de concreto, cujo

objetivo foi estabelecer os requisitos mínimos para projeto, execução e manutenção de

pavimentos de concreto permeável (ABNT, 2015).

2.5 O Concreto Poroso Asfáltico

O concreto poroso asfáltico permite que a água da chuva se infiltre e percole pelas camadas

inferiores, base e sub-base, até ser conduzida ao lençol freático por meio do subleito ou levada

ao sistema de drenagem sendo esta, a etapa final de um sistema de drenagem. No Brasil, tal

tecnologia ainda não está difundida e o material tem sido adotado por construtores para

atender as legislações municipais em relação à infiltração e permeabilidade na pavimentação

de locais com menor tráfego. Com a aplicação deste concreto poroso, é possível ter uma área

que absorva as precipitações, evitando enchentes e realimentando o lençol freático. No Brasil

as peças pré-moldadas de concreto poroso são as mais utilizadas por conta de sua

granulometria. Este material pode ser uma boa opção para obras municipais por ter as funções

de resistir a carga do tráfego e também auxiliar na drenagem urbana por isso, o custo de cada

projeto pode variar de acordo com o que se espera deste concreto (MAZZONETTO, 2011).

Dumke (2005), afirma ser essencial que os concretos asfálticos drenantes possuam a maior

percentagem de vazios comunicantes possível, para que a água possa percolar através da

mistura. Por outro lado, uma grande percentagem de vazios do concreto asfáltico impõe que a

curva granulométrica seja precisa. Com a aplicação de cimento asfáltico apropriado, reduzem-

se os riscos de desagregação e de deformação permanente pela ação da repetição das

solicitações nas trilhas-de-roda, permanecendo íntegro ao longo da vida de serviço.

3 Metodologia

Este trabalho foi executado como uma pesquisa aplicada e exploratória pois, teve a

necessidade de se produzir conhecimento para aplicação de seus resultados, buscando

contribuir para a solução do problema em questão.

187

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

A pesquisa foi realizada com o objetivo de sugerir uma nova mistura asfáltica para que o

concreto poroso asfáltico aumente sua resistência mecânica, mantendo a alta permeabilidade e

possa ser aplicado em vias de tráfego constante assim como os revestimentos asfálticos não

permeáveis.

Para propor tal solução de um concreto poroso asfáltico que seja resistente para aplicação

nessas vias, fez-se necessário definir quais os tipos de concreto asfálticos porosos já existentes

seriam comparados entre si.

Foi realizada uma revisão de literatura utilizando-se de artigos científicos retirados de

repositórios e periódicos diretamente relacionados com a pavimentação datados de 2001 a

2016 onde tratavam com mais clareza deste assunto, normas brasileiras para projeto de

pavimentação, livros que tratavam sobre o dimensionamento de pavimentos e drenagem

urbana do ano de 1978 a 2016 para identificar se, com o passar dos anos os conceitos de

pavimentação foram muito alterados, manuais elaborados por órgãos públicos que mostraram

os conceitos e técnicas de pavimentação, adotando-se como palavras-chave: resistência

mecânica, permeabilidade, deformação, cargas, porosidade, camada de rolamento e tráfego

pesado. Os critérios de inclusão foram as camadas porosas de atrito mais estudadas que

obtiveram resultados consistentes no Brasil, o índice de permeabilidade e a resistência

mecânica de cada uma delas. Foi excluído da comparação, o concreto asfáltico convencional

pois, suas propriedades não podem ser comparadas às propriedades do concreto poroso

asfáltico, objeto de estudo desta pesquisa.

Os aspectos de permeabilidade, diâmetro máximo do agregado, índice de vazios, índice de

vazios comunicantes, teor ótimo de ligante, perdas no ensaio cántabro e tração indireta, de

cada concreto asfáltico poroso escolhido, foram relacionados em uma tabela para expor a

capacidade de cada um.

188

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Por meio da exposição destes valores, foram identificados os materiais que mais estiveram

relacionados com o aumento da resistência mecânica e da permeabilidade diferentes concretos

asfálticos porosos pesquisados.

Foram comparados os aspectos que garantem a resistência mecânica e a permeabilidade dos

tipos de concretos asfálticos porosos escolhidos. Ao final desta comparação, pôde-se obter

uma combinação dos melhores aspectos destacados nestas misturas asfálticas e a possível

formação de uma mistura asfáltica que tenha maior resistência mecânica mantendo uma boa

permeabilidade. O resultado foi apresentado na forma de gráficos e/ou tabelas.

A metodologia utilizada segue conforme figura 1 apresentada.

Figura 1 – Fluxograma de execução da metodologia.

Fonte: Elaborado pelos autores (2016).

189

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

4 Resultados e discussão

No Brasil, ainda não é consolidado o pavimento drenante porém, é necessário melhorar as

condições de superfície das rodovias, especialmente em locais de pluviosidade elevada. A

aplicação desses pavimentos eleva a qualidade da via para os usuários. E se o Brasil tem

pretensão de se desenvolver, é melhor usar de alternativas que colaborem para o padrão de

qualidade de sua infraestrutura rodoviária, pois não há país desenvolvido que não tenha um

sistema rodoviário de qualidade (MEURER FILHO, 2001).

A DNER- ES 386/99 específica - Pavimentação - pré-misturado a quente com asfalto

polímero - camada porosa de atrito - mistura constituída de agregado, material de enchimento

(filer) e cimento asfáltico de petróleo modificado por polímero do tipo SBS, espalhada e

comprimida a quente. (DNER, 1999).

A seguir, tem-se as especificações para a camada porosa de atrito conforme o Quadro 1.

Quadro 1 - Especificações para camada porosa de atrito.

Fonte: DNER-ES (1999).

Diversos autores pesquisaram sobre o concreto poroso asfáltico, nos termos de seus

agregados, ligantes modificados, resistência mecânica e índices de permeabilidade que

julgaram, segundo as normas e estudos adotados por cada um deles, estarem dentro dos

resultados esperados. Resultados esses, que serviram de base para a pesquisa sobre a proposta

de uma nova mistura que tenha sua resistência elevada mantendo sua permeabilidade, o que

garante ser chamado de asfalto drenante ou poroso. Antes da apresentação dos resultados, fez-

se necessário a explicação dos aspectos de granulometria, ligantes asfálticos e ensaios quanto

a sua importância, para dar mais clareza ao trabalho.

190

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Sobre a granulometria para misturas asfálticas drenantes observa-se a Figura 2 a seguir.

Figura 2 - Aspectos dos tipos de vazios em seção de um revestimento drenante.

Fonte: Rushmoor B. Council (1998).

Os agregados devem ser de qualidade, pois, estão diretamente ligados à resistência, à

deformação permanente na mistura drenante e ao atrito interno do esqueleto mineral. Os

vazios comunicantes ou eficazes permitem a captação, a percolação e a evacuação da água

superficial para dispositivos de descarga, garantindo a permeabilidade da mistura, reduzindo

ou até eliminando a lâmina d’água sobre o pavimento, durante precipitações. Além dos vazios

comunicantes, existem os vazios semi eficazes que não contribuem para a passagem, mas

permitem o armazenamento da água e os vazios ineficazes que não contribuem para a

passagem nem armazenamento da água. Em estudos realizados por Meurer Filho (2001) e

Dumke (2005), os melhores resultados para o concreto asfáltico drenante foram obtidos com

diâmetro máximo do agregado de 12,5 mm.

Sobre os ligantes asfálticos modificados:

Cimento asfáltico de Petróleo ou CAP é um líquido viscoso, semi-sólido ou sólido, obtido

através de processos de destilação do petróleo. Os asfaltos modificados são uma classe

191

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

especial de ligantes que receberam em sua composição compostos que alteram as suas

propriedades reológicas3. Esses modificadores podem ser minerais, compostos químicos, pó

de borracha ou ainda polímeros elastoméricos tais como o SBS, SBR, EVA entre outros. As

modificações dão aos asfaltos melhores índices de aumento de resistência, aumento de

flexibilidade, retarda o envelhecimento etc. (BETUNEL, 2010).

A resistência de uma mistura asfáltica depende não só do intertravamento e do arranjo dos

agregados mas também da capacidade de coesão do ligante asfáltico. A capacidade do ligante

em aderir à superfície do agregado, ou seja, a adesividade, pode ser melhorada com a

utilização dos melhoradores de adesividade. (MEURER FILHO, 2001).

Sobre os ensaios:

Ensaio de Permeabilidade: Feito por meio de permeâmetro de carga hidráulica variável.

Ensaio Cántabro: DNER-ME 383, apresenta o método pelo qual se determina o desgaste, por

abrasão, de uma mistura betuminosa com asfalto-polímero, com emprego da máquina Los

Angeles - Ensaio Cantabro. (DNER, 1999).

Ensaio de resistência à tração por compressão diametral ou tração indireta: DNER-ME 138,

para determinar a resistência à tração por compressão diametral de misturas betuminosas, de

utilidade para projeto de pavimentos flexíveis. (DNER, 1994)

Neste trabalho estão citadas as misturas asfálticas modificadas por polímeros SBS,

EASTMAN EE-2, fibra de celulose e borracha moída de pneus. Após análise dos dados

literários, obtiveram-se os aspectos das misturas com ligantes modificados. Sendo as três

primeiras, obtidas de Dumke (2005) e a quarta mistura por Meurer Filho (2001), especificados

na Tabela 1.

3 Relativo a reologia, ramo da mecânica dos fluidos que estuda propriedades físicas que influenciam o transporte

de quantidade de movimento num fluido. Disponível em <http://www.malvern.com/br/products/measurement-

type/rheology-viscosity/>

192

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Tabela 1 - Misturas asfálticas drenantes e suas características.

Fonte: Elaborado pelos autores (2017).

Todos os dados relacionados aos ensaios foram retirados dos resultados dos ensaios realizados

em laboratório por Meurer Filho (2001) e Dumke (2005).

A determinação dos valores do teor ótimo de ligante para cada mistura foram adotados

seguindo os resultados dos ensaios que apresentaram menores perdas cántabro e altos índices

de vazios, vazios comunicantes e permeabilidade, para todas as misturas os melhores

resultados foram com o tamanho máximo do agregado de 12,5mm. (DUMKE,2005)

Todos os gráficos foram gerados a partir da relação do teor ótimo com os principais aspectos

relacionados à permeabilidade e resistência, segundo os ensaios realizados por Dumke (2005).

193

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Gráfico 1 - Vazios x teor ótimo de ligante.

Fonte: Elaborado pelos autores. (2017)

No Gráfico 1, os valores do índice de vazios das misturas asfálticas analisadas se mantiveram

dentro do que é determinado pela especificação do DNER-ES 386/99. Como visto nos estudos

realizados por Dumke (2005), a mistura asfáltica com o ligante modificado com borracha

moída de pneus, apresentou o menor índice de vazios. Isso se deve ao fato do teor de ligante

ser maior, no caso 5%, e assim ocupa um espaço maior entre os vazios. No caso dos menores

teores aplicados neste estudo, 4%, o espaço entre os vazios foi maior ocasionando maior

permeabilidade.

194

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Gráfico 2 - Vazios comunicantes x teor ótimo de ligante

Fonte: Elaborado pelos autores. (2017)

No Gráfico 2, nota-se também que há interferência da quantidade de ligante adicionado à

mistura. Essa maior adição de ligante, faz com que os espaços vazios entre os granulares

sejam ocupados, impedindo a passagem da água, consequentemente, diminuindo a

permeabilidade como é demonstrado no gráfico 3. A mistura com os ligantes modificados

pelos polímeros Eastman EE-2, apresentam vazios comunicantes numa situação intermediária

e a adição de fibras de celulose aumentou a porcentagem de vazios comunicantes.

195

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Gráfico 3 - Permeabilidade x teor ótimo de ligante

Fonte: Elaborado pelos autores. (2017)

Os valores de permeabilidade da mistura asfáltica drenante modificada com borracha moída

de pneu, notavelmente mais baixos, podem estar relacionados ao escorrimento do ligante para

a camada inferior, isso ocorreu pelo fato da permeabilidade ser medida na direção vertical.

Quando comparado as granulometrias com tamanho máximo do agregado de 9,50mm e

12,50mm, a granulometria de 12,50mm apresentou valores de permeabilidade maiores que a

granulometria de 9,50mm, isso devido ao aumento dos vazios intergranulares nas misturas,

com o aumento do tamanho máximo do agregado. Portanto, foi feita a escolha para este

estudo da granulometria de 12,50mm.

196

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Gráfico 4 - Perdas ensaio cantabro x teor ótimo de ligante

Fonte: Elaborado pelos autores. (2017)

Nos estudos realizados por Meurer Filho (2001) e Dumke (2005), observa-se que com o

aumento do teor de ligante asfáltico há uma tendência de diminuição das perdas no ensaio

Cántabro. Os autores afirmam que com o aumento do tamanho máximo dos agregados há uma

tendência das perdas no ensaio Cántabro aumentarem. Nota-se que entre as misturas asfálticas

drenantes analisadas, as únicas que se mantiveram abaixo dos 25%, que é exigido pelas

especificações do DNER 386/99 foram, CAP 50/60 + 0,3% Fibras de celulose e CAP 20 + 4%

Polímeros SBS.

197

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

5 Conclusão e proposta

Verificou-se nesse artigo, a possibilidade de se sugerir uma nova mistura asfáltica porosa que

tenha seus níveis de resistência elevados. Os resultados dos estudos realizados por Meurer

Filho (2001) e Dumke (2005), demonstraram que os parâmetros referentes à permeabilidade;

resistência mecânica; índice de vazios; vazios comunicantes e perdas cántabro, estão

diretamente relacionados com o tipo de modificador, teor ótimo de ligante e granulometria

dos agregados utilizados nas misturas asfálticas drenantes. Após análise dos dados, percebeu-

se que nenhuma das quatro misturas asfálticas estudadas, atende em 100% os parâmetros

adotados na especificação DNER-ES 386/99. Para as misturas asfálticas porosas modificadas

por polímeros Eastman EE-2, borracha moída de pneus e fibras de celulose, todas elas tiveram

resultados acima de 10%, o máximo especificado, para a deformação permanente, em

contrapartida, a deformação permanente da mistura asfáltica porosa modificada por polímeros

SBS, atingiram valores menores, atendendo a especificação estabelecida pela norma AFNOR-

NF-P-98-253-1 (1993). Porém, algumas delas, apontam o caminho para a sugestão de uma

nova mistura asfáltica porosa que possa ter sua resistência mecânica aumentada, mantendo as

características drenantes.

Diante das características apresentadas de cada mistura, notou-se que a mistura CAP 50/60 +

0,3% de Fibras de celulose, apresentou melhores resultados em comparação com os

parâmetros estabelecidos na especificação DNER-ES 386/99. Com um teor ótimo de ligante

intermediário, conseguiu atingir bons níveis de permeabilidade, índice de vazios, vazios

comunicantes, ficando abaixo apenas no quesito tração indireta (resistência à tração por

compressão diametral a 25° C). Para a mistura CAP 20 + 4% de Polímeros SBS, não foi

encontrado o valor da resistência mecânica, mas a mesma indica que há uma boa relação de

permeabilidade e perdas no ensaio cántabro, para o teor de 4% deste polímero. Para a mistura

CAP 20 + 15% de borracha moída de pneus, nota-se que um pouco mais de ligante na

mistura, não é bom para a permeabilidade pois a mesma se incorpora ao agregado e ocupa

maior espaço entre eles.

198

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

A concepção de uma nova mistura asfáltica porosa com resistência elevada para locais onde

haja tráfego constante de veículos, passa pela incessante busca pelo equilíbrio entre o teor

ótimo e qual tipo de modificador é o melhor e sua quantidade na mistura. Como já visto, o

agregado, em sua granulometria, também tem muita importância para encontrar o ponto ideal

para que a mistura atenda os parâmetros normativos. Neste estudo não foi possível sugerir

com clareza uma nova mistura asfáltica porosa que atenda todos os níveis exigidos pois para

cada mistura analisada, tem-se de forma muito particular, os teores de ligante na massa da

mistura.

Portanto, o que se pode propor para análise futura, é que a mistura com ligante modificado

por fibras de celulose seja avaliada mais a fundo em laboratório, analisando qual é o melhor

tamanho das fibras a se utilizar, qual a quantidade adequada dessas fibras, o valor ideal de

teor ótimo de ligante na mistura, para que assim, seja atendido o parâmetro da resistência

mecânica conforme a norma e daí surgirem novas propostas de um concreto poroso asfáltico

de maior resistência mecânica e boa permeabilidade.

Study of the applicability of asphalt porous concrete in urban centers: a review

Abstract

The waterproofing of the soil due to the urban occupation is one of the means that results in

the increase of the floods. The traditional means of urban drainage, aims to drain the water of

precipitations quickly downstream, thus increasing its speed and the risk of catastrophe. In

view of a sustainable approach, porous asphalt concrete may be an alternative to slow the

flow rate through infiltration. In this context, permeable floorings have become a key element

of paper by reducing volumes of surface runoff. In the present study, the permeability and

mechanical strength aspects of the asphalt mixtures CAP 50/60 + 2% are presented in the

present study. The materials are: Eastman EE-2 Polymers, CAP 20 + 15% 60 + 0.3%

Cellulose fibers and CAP 20 + 4% SBS polymers in order to seek a mixing alternative with

higher levels of these aspects where this final blend can be used in places where there is

heavy traffic. It has been seen that the blend with binder modified by cellulose fibers, may be

the closest alternative to the purpose of this work. However, it needs to be analyzed again in

the laboratory, testing different indexes of fiber quantity, optimal content of aggregate

binders to obtain satisfactory mechanical resistance results.

Keywords: Asphalt porous concrete. Permeability. Mechanical resistanc. Urban drainage.

199

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

Referências

ABCP - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, 2002. Definição de

cimento portland. Disponível em: <http://www.abcp.org.br/cms/wp-

content/uploads/2016/05/BT106_2003.pdf>. Acesso em: 16 mar. 2017.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 16416 -

Pavimentos permeáveis de concreto - Requisitos e procedimentos. Rio de Janeiro: ABNT,

2015. 25 p. Disponível em: <http://www.tetraconind.com.br/blog/saiba-mais-sobre-a-nbr-

16416-para-pavimentos-permeaveis-de-concreto/> . Acesso em: 17 mar. 2017.

ABNT-ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR-7207 –

Terminologia e classificação de Pavimentação - Rio de Janeiro:ABNT, 1982. 3 p.

AFNOR-NF-P-98-253-1, (1993), Essais Relatifs aux Chaussées - Déformation Permanente

des Mélanges Hydrocarbonés, Partie 1: Essai d’Omiérage, ASSOCIATION FRANÇAISE

DE NORMALISATION, AFNOR. Disponível em:

<https://core.ac.uk/download/pdf/30362808.pdf> Acesso em: 25 mar. 2017.

ALENCAR, A.E.V. Estudo das propriedades do cimento asfáltico de petróleo modificado

por copolímero de etileno e acetato de vinila (EVA). 2005. 103 f. Dissertação (Mestrado

em Química Inorgânica) - Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, Universidade

Federal do Ceará, Fortaleza. 2005. Disponível em:

<repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/11139/1/2009_dis_aevalencar.pdf> Acesso em: 7 fev.

2017.

BATEZINI, R. Estudo preliminar de concretos permeáveis como revestimento de

pavimentos para áreas de veículos leves. 2013. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia

de Transportes - Infraestrutura) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.

2013. Disponível em:

<www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/...19072013.../Dissertacao_Rafael_Batezin.pdf>

Acesso em: 15 jan. 2017

BETUNEL. Tipos de asfaltos modificados, 2010. Disponível em:

<http://www.betunel.com.br/asfaltos_modificados.html>. Acesso em: 12 de abr. 2017.

CARVALHO, C. F. G. Estudo de pavimentos permeáveis em zonas urbanas Avaliação da

sua eficiência na redução do escoamento superficial. 2015. 104 f. Tese (Doutorado em

Engenharia Civil) - Universidade da Beira Interior, Covilhã, Portugal. 2015. Disponível em:

<https://www.researchgate.net/profile/Catia_Carvalho5/publication/283709645_Estudo_de_p

avimentos_permeaveis_em_zonas_urbanas_Avaliacao_da_sua_eficiencia_na_reducao_do_es

coamento_superficial/links/564382f308ae54697fb2ef62.pdf> Acesso em: 8 fev. 2017.

COMUNITEXTO. Pavimentos permeáveis: utilização sistemática pelo mundo, 2014.

Disponívelem:<http://www.comunitexto.com.br/pavimentos-permeaveis-utilizacao-

sistematica-pelo-mundo/#.V8Rp55grLIU>. Acesso em: 30 ago. 2016.

200

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

DNER –Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Pavimentos flexíveis - Misturas

betuminosas – Determinação da resistência à tração por compressão diametral – Método de

ensaio. Rio de Janeiro, 1994. 6 p. Disponível em:

<http://www1.dnit.gov.br/normas/Determinacao%20da%20Resistencia%20a%20Tracao%20-

%20VERSAO%20DEFINITIVA.pdf>. Acesso em: 6 abr. 2017.

DNER –Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Pavimentação - pré- misturado a

quente com asfalto polímero – camada porosa de atrito. Especificação de serviço. Rio de

Janeiro, 1999. 15 p. Disponível em: <http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-

manuais/normas/especificacao-de-servicos-es/dner-es386-99.pdf>. Acesso em 5 abr. 2017.

DNIT- Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual de Pavimentação.

3.ed. Rio de Janeiro, 2006. 274 p. Disponível em:

<http://www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/manuais/Manual%20de%20Pavimen

ta%E7%E3o_05.12.06.pdf> Acesso em: 15 fev. 2017.

DUMKE, M. P. Concreto asfáltico drenante com fibras de celulose, ligante modificado

por polímero e asfalto-borracha. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) -

Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis. 2005. Disponível em:

<https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/103024/222704.pdf?sequence=1>.

Acesso em: 3 abr. 2017.

LORENZI, Alexandre; SCHWETZ, P. F.; FILHO, Luiz Carlos P. da S; PARISOTO, Michael;

FERREIRA, L. Z.; LINHARES. V. Concreto permeável: otimização do traço para

pavimentação de fluxo leve. In: XIII CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE

PATOLOGIA DA CONSTRUÇÃO, 2015, Lisboa, Portugal. Anais eletrônicos... Disponível

em:

<https://www.researchgate.net/publication/279513221_Concreto_permeavel_otimizacao_do_t

raco_para_pavimentacao_de_fluxo_leve>. Acesso em: 16 ago. 2016.

MALVERN. Conceito de reologia. Disponível em:

<www.malvern.com/br/products/measurement-type/rheology-viscosity/>. Acesso em: 14 mar.

2017.

MAZZONETTO, C. Concreto permeável: Alternativa para aumentar a permeabilidade

de pavimentos submetidos a cargas reduzidas, sistema demanda cuidados de

especificação, instalação e manutenção. Infraestrutura urbana, São Paulo, 13 ed. abr. 2011.

Disponível em: <http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/13/artigo254488-

1.aspx>. Acesso em: 17 set. 2016.

MEURER FILHO, E. Estudo de granulometria para concretos asfálticos drenantes. 181 f.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina.

Florianópolis. 2001. Disponível em: <https://core.ac.uk/download/pdf/30362808.pdf> .

Acesso em: 25 mar. 2017.

201

v. 3, n. 2, p. 179-201, ago./dez. 2017

RUSHMOOR BOROUGH COUNCIL: Porous Asphalt. Highway Improvements Report.

File ref: hig9750. 1998. Disponível em:

<https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/103024/222704.pdf?sequence=1>

Acesso em: 3 abr. 2017.

SENÇO, W. Manual de Técnicas de Pavimentação. São Paulo, v.1, p.746, 1997.

SGRILLO, R. Bacia hidrológica-Modelagem dos fluxos de água em bacia hidrográfica.

Conceito de percolação. Disponível em: <http://www.sgrillo.net/sysdyn/bacia.htm>. Acesso

em: 13. abr. 2017.

SILVA, G. B.L. Avaliação experimental sobre a eficiência de superfícies permeáveis com

vistas ao controle do escoamento superficial em áreas urbanas. 2006. 180 f. Tese

(Doutorado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos) - Departamento de Engenharia

Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília. 2006. Disponível em

<http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/5544/1/2006Gustavo%20Barbosa%20Lima%20da

%20Silva.pdf>. Acesso em: 13 mar. 2017.

SUZUKI,C.Y.;AZEVEDO, A.M.; JÚNIOR, F.I.K..Drenagem Subsuperficial de

Pavimentos: conceitos e dimensionamento. São Paulo: Oficina de Textos, 2013. 240 p.

TETRACON. Saiba mais como surgiu o concreto permeável (e suas principais vantagens

para a humanidade). 2015. Disponível em: <http://www.tetraconind.com.br/saiba-mais-

sobre-como-surgiu-o-concreto-permeavel/>. Acesso em: 1 set. 2016.

Recebido em: 04/06/2017 - Aprovado em: 11/12/2017 - Disponibilizado em: 19/12/2017