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TRATAMENTO SUPERFICIAL COM ASFALTO-BORRACHA

José Antonio Antosczezem Junior – Engenheiro Químico – Greca Asfaltos

1. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é estudar todas as etapas e características executivas que

envolvem a aplicação do Tratamento Superficial com Asfalto-Borracha, visando contribuir na

homologação e habilitação do referido serviço como mais uma opção de camada asfáltica a ser

executada em larga escala no país.

2. INTRODUÇÃO

A aplicação de Tratamentos Superficiais com Asfalto Borracha (TS-AB) consiste de uma

técnica originária dos Estados Unidos e amplamente difundida em outros países, como Austrália,

Portugal, China e, principalmente, África do Sul.

As primeiras aplicações em larga escala desse tipo de técnica datam da década de 70 nos

Estados Unidos e início da década de 80 na África do Sul, que utilizando a escola americana como

modelo, desenvolveu especificações e procedimentos próprios de análises dos materiais empregados,

técnicas de aplicação e controle de qualidade.

Adaptando a técnica às suas condições climáticas, geológicas e de tráfego, a África do Sul

se tornou uma referência na utilização de TS-AB como revestimentos asfálticos em rodovias de alto

tráfego. A eficiência do TS-AB pode ser comprovada pela Figura 1, onde se pode notar a forma

conservada do Asfalto-Borracha, mantendo ainda as suas características após oito anos da aplicação.

Figura 1. TS-AB aplicado em rodovia na África do Sul (em detalhe o comportamento do Asfalto

Borracha após 8 anos da aplicação).

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Essas características despertaram o interesse de engenheiros e técnicos rodoviários em

aplicar essa tecnologia do Brasil. Não só pela similaridade econômica e geográfica de nosso país

com a África do Sul, mas também pelo fato de que a mesma vem ao encontro da maioria de soluções

próprias às patologias que se apresentam em nossas rodovias.

3. ONDE APLICAR O TRATAMENTO SUPERFICIAL COM ASFALT O-BORRACHA?

Geralmente a indicação de utilização desta técnica se dá em pavimentos trincados por

oxidação, as quais necessitam de uma membrana antirrefletora de trincas. Dois tipos de técnicas

podem ser adotadas em combate ao trincamento, ambas em rodovias de alto tráfego:

a) Aplicação de Tratamento Superficial Duplo com Asfalto-Borracha e manutenção do mesmo

como camada final de rolamento, conhecida como SAM (Stress Absorver Membran). Serviço

geralmente realizado sobre plataformas com trincas menos severas, tipo FC1 e FC2 sem

erosão de bordo;

b) Aplicação de Tratamento Superficial Simples ou Duplo com Asfalto-Borracha e posterior

aplicação de capa asfáltica, geralmente, Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CAUQ) com

Asfalto-Borracha ou Asfalto Modificado por Polímeros ou até mesmo o Microrrevestimento

Asfáltico a Frio. O TS-AB atua neste caso como um SAMI (Stress Absorver Membran

Interlayer), atuando na selagem e impermeabilização do pavimento, além de promover a

diminuição da energia provocada pela ação do tráfego junto às trincas da camada inferior ao

tratamento.

No segundo caso descrito acima, mediante a melhoria do ligante asfáltico através da adição

de pó moído de borracha de pneus que proporciona a ele alta viscosidade, menor susceptibilidade

térmica e poder de retorno elástico significativo, é possível postergar a segunda fase de restauração

da via, deixando esse tratamento exposto ao tráfego por um longo período (até o próximo

investimento). Este modelo de investimento é denominado de restauração por etapas.

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4. COMPONENTES DO TRATAMENTO SUPERFICIAL COM ASFALT O-BORRACHA

4.1. Agregado

O agregado para o TS-AB deve atender as exigências já pré-estabelecidas em outros tipos

de serviços de tratamentos superficiais que utilizam emulsão asfáltica ou asfaltos a quente

convencionais. Em resumo são:

a) Os agregados devem ser constituídos por fragmentos de rocha britada, duros, limpos e

duráveis. Livres de partículas lamelares ou alongadas (a forma deve ser a mais cúbica

possível), macias ou de fácil desintegração e de outras substâncias ou contaminações

prejudiciais;

b) Para o agregado retido na peneira nº. 10, a percentagem de desgaste no ensaio de abrasão Los

Angeles (DNER-ME 35/98) deve ser igual ou inferior a 40% (preferencialmente abaixo de

30%);

c) Quando submetidos à avaliação da durabilidade com solução de sulfato de sódio, em cinco

ciclos, pelo método DNER-ME 89/94, os agregados utilizados devem apresentar perdas

iguais ou inferiores aos seguintes limites:

- Agregado graúdo: 12 %;

- Agregado miúdo: 15%.

d) Em cada camada, o tamanho dos agregados deve ser o mais uniforme possível (condição

homométrica), isto é, os agregados devem tender a um só tamanho. As granulometrias dos

materiais devem respeitar os limites apresentados nas Tabelas 1 e 2, para Tratamentos

Superficiais Simples e Duplos como Asfalto-Borracha, respectivamente.

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Tabela 1: Limites de granulometria dos agregados para o Tratamento Superficial Simples com

Asfalto-Borracha (TSS-AB).

Peneira % passando, em peso Tolerâncias

da faixa de

projeto Pol. mm

Faixas

A B C

1 25,4 - - - ± 7

¾ 19,1 100 - - ± 7

½ 12,7 85 – 100 100 100 ± 7

3/8 9,52 0 – 30 85 – 100 85 – 100 ± 7

¼ 6,35 0 – 5 0 – 30 - ± 5

nº4 4,75 - 0 – 5 10 – 30 ± 5

nº10 2,00 - - 0 – 10 ± 5

nº40 0,42 - - - -

nº200 0,075 0 - 1 0 - 1 0 - 2 ± 2

Fonte: DER/PR

Tabela 2: Limites de granulometria dos agregados para o Tratamento Superficial Duplo com Asfalto-

Borracha (TSD-AB).

Peneira Percentagem passando, em peso Tolerâncias

da faixa de

projeto Pol. mm

Duplo A Duplo B

1ª cam. 2ª cam. 1ª cam. 2ª cam.

1 25,4 100 - 100 - ± 7

¾ 19,1 85 – 100 - 90 – 100 - ± 7

½ 12,7 0 – 30 100 20 – 45 100 ± 7

3/8 9,52 0 – 5 85 – 100 0 – 10 85 – 100 ± 7

¼ 6,35 - 0 – 30 - - ± 5

nº4 4,75 - 0 – 5 0 – 5 10 – 30 ± 5

nº10 2,00 - - - 0 – 10 ± 5

nº40 0,42 - - - - -

nº200 0,075 0 - 1 0 – 1 0 - 1 0 - 1 ± 2

Fonte: DER/PR

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Em serviços de Tratamentos Superficiais com Asfalto-Borracha para que a adesão entre

ligante asfáltico e a face do agregado aconteça de forma eficaz, faz-se necessário que o agregado

esteja isento de pó e umidade. Sendo assim, para o TS-AB há a necessidade da realização de um pré-

envolvimento (pre-coating) do agregado com uma emulsão asfáltica especial, asfalto convencional

ou asfalto diluído, antes da aplicação. Tal procedimento tem como função primordial a neutralização

da ação do pó presente nas faces de cada grão ou partícula de agregado.

O pré-envolvimento pode ser feito, preferencialmente, em usinas de PMF (Pré-Misturado a

Frio) ou em betoneiras, no caso do uso da emulsão asfáltica ou do asfalto diluído, ou ainda em usina

de CAUQ, no caso do pré-envolvimento com asfalto convencional (CAP 50/70), que dentre todos é o

ligante asfáltico mais indicado. A taxa de ligante asfáltico para adequado envolvimento pode variar

entre 0,5 a 1,5% em peso sobre o total de agregado. A Figura 2 mostra um exemplo do pré-

envolvimento do agregado.

Figura 2: Pré-envolvimento do agregado com CAP 50/70.

Para aplicação do tratamento superficial na pista os agregados após o envolvimento com a

emulsão ou asfalto diluído devem estar secos e o valor recomendável de material passante na peneira

nº200 deverá ser inferior a 0,5%.

4.2. Asfalto-Borracha para Tratamento Superficial

O Asfalto-Borracha é um ligante asfáltico especial produzido através da incorporação de

borracha moída de pneus inservíveis ao asfalto convencional proveniente de refinarias (Cimento

Asfáltico de Petróleo - CAP). Sob aquecimento e agitação, a borracha é misturada ao CAP, em

reatores específicos. O processo modifica as características físico-químicas do asfalto, dando origem

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a um asfalto modificado com melhores características, com valores de viscosidade, ponto de

amolecimento e capacidade elástica bem mais elevada que o asfalto convencional.

A incorporação de borracha de pneus inservíveis em revestimentos asfálticos de pavimentos

rodoviários e urbanos tem sido empregada há algumas décadas no exterior. Podemos citar aplicações

importantes no Canadá, Portugal, Austrália, África do Sul e principalmente nos Estados Unidos da

América. Pesquisas e aplicações de inúmeras técnicas utilizando o Asfalto-Borracha é uma realidade

inconteste nos estados americanos do Arizona, Califórnia e Flórida. Trata-se de uma alternativa

eficiente de se incorporar os benefícios dos polímeros e agentes antioxidantes presentes na borracha

de pneu ao ligante asfáltico.

Os órgãos públicos, sensíveis ao avanço tecnológico corrente nas obras rodoviárias,

particularmente no tocante a ligantes modificados, já vem estudando a tecnologia do Asfalto

Borracha e hoje já existem especificações de serviço desta técnica nos DERs do Paraná, Santa

Catarina e São Paulo. A especificação da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e

Biocombustíveis) foi a 1ª de abrangência nacional, publicada no dia 26 de dezembro de 2008 no

Diário Oficial da União (DOU). A especificação do DNIT para Asfaltos-Borracha (DNIT 111/2009-

EM) de setembro de 2009 é a norma mais recente criada no país, também com abrangência em todo

território nacional. A seguir, na Tabela 3, são apresentadas as características técnicas do Asfalto-

Borracha indicado para serviços de tratamento superficial.

O Asfalto-Borracha para serviços de tratamento superficial (simples e duplo) deve ser um

produto especialmente desenvolvido para estas aplicações, além de atender da melhor forma possível

as necessidades brasileiras de logística de obras de pavimentação. Portanto, deve ser estocável

(seguindo critérios de controle de temperatura e agitação durante sua armazenagem) e totalmente

estável, com uma variação mínima dos seus índices de viscosidade, o que facilita muito as condições

de aplicação em campo. A viscosidade alta e constante é fator fundamental para a garantia de uma

película de contato uniforme, responsável pela aderência dos agregados e o preenchimento dos

vazios do Tratamento Superficial de forma única e excepcional.

O Asfalto-Borracha possui também um alto poder de adesividade e retorno elástico, fatores

estes, que aliados à alta viscosidade, tornam este ligante asfáltico bem menos susceptível a variações

de temperatura e diminuem de forma significativa o índice de rejeito dos agregados provenientes das

camadas do Tratamento Superficial. Além de aumentar de forma significativa o tempo de vida útil do

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Tratamento Superficial aplicado. Na África do Sul existem Tratamentos Superficiais Simples (TSS-

AB) com mais de 10 anos e Tratamentos Superficiais Duplos com Asfalto Borracha (TSD-AB) com

mais de 15 anos em ótimo estado de conservação.

Devido ao seu alto valor de borracha incorporada e consequentemente, alta viscosidade, sua

aplicação, ou melhor, espargimento, se dá a temperaturas acima de 180ºC e deve ser realizada em

veículo-espargidor apropriado.

Tabela 3. Características técnicas do Asfalto-Borracha para serviços de Tratamento Superficial.

Ensaio Norma

Asfalto-Borracha

para Tratamento

Superficial

Penetração (25ºC, 100g, 5 segundos), 0,1 mm NBR 6576 30 - 70

Ponto de Amolecimento, mín., ºC NBR 6560 57

Viscosidade Brookfield (175ºC, 20 rpm, splindle 3), cP NBR 15529 2200 - 4000

Ponto de Fulgor, mín., °C NBR 11341 235

Recuperação Elástica Torciômetro, (25ºC), mín, % NLT-329 55

Recuperação Elástica Ductilômetro (25ºC, 10 cm), mín., % NBR 15086 55

Estabilidade à Estocagem, máx., °C NBR 15166 9

ENSAIOS NO RESÍDUO DO RTFOT

Variação de Massa do RTFOT, máx., % NBR 15235 1,0

Variação do Ponto de Amolecimento, máx., °C NBR 6560 10

Porcentagem da Penetração Original, mín. % NBR 6576 55

Porcentagem da Recuperação Elástica Original, (25ºC, 10

cm) mín. % NBR 15086 100

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5. APLICAÇÃO DO TRATAMENTO SUPERFICIAL COM ASFALTO- BORRACHA

Os Tratamentos Superficiais com Asfalto Borracha (TS-AB) podem ser do tipo Simples

(TSS-AB) ou Duplo (TSD-AB).

Para a aplicação do ligante asfáltico utiliza-se um caminhão-distribuidor especialmente

projetado para o espargimento de ligantes asfálticos de alta viscosidade. Este equipamento deve

possuir alta capacidade térmica e de pressão, ser munido de maçaricos para manutenção da

temperatura de trabalho do Asfalto-Borracha, bem como uma mini caldeira de óleo térmico

acoplada, para aquecimento do sistema de circulação e espargimento do ligante asfáltico.

Definidas as taxas, em laboratório, do ligante asfáltico e do(s) agregado(s) que compõe(m)

a(s) camada(s). Aplica-se primeiramente o ligante asfáltico (Figura 3), o que caracteriza um

Tratamento Superficial Invertido. Existem dois modos de execução do TS-AB que varia conforme o

equipamento utilizado, ambos estão descritos nos itens 5.1 e 5.2.

5.1. Execução com equipamento exclusivo para espargimento do Asfalto-Borracha.

Nesta configuração, o espargidor de asfalto possui capacidade de armazenamento de 15 ton

e foi especialmente projetado para distribuir o Asfalto-Borracha a altas temperaturas (entre 180 a

190°C), conforme mostra a Figura 3.

Figura 3. À esquerda foto do equipamento espargidor do Asfalto Borracha e à direita foto de

aplicação da 1ª camada de Asfalto-Borracha a 185ºC com o referido equipamento.

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Em seguida aplica-se a 1ª camada de agregados (Figura 4), imediatamente promove-se a

rolagem com rolo chapa tipo tandem e/ou pneumáticos, o número de passadas e a sequência de

entrada dos rolos dependem das condições de pista, taxa e qualidade do agregado.

Figura 4. Distribuição do agregado sobre a camada de Asfalto-Borracha aplicada.

Após a rolagem o excesso de material deve ser varrido conforme mostra a Figura 5.

Figura 5. Rolagem e varrição do excesso de agregado.

Sendo o serviço Tratamento Superficial Simples a aplicação se dá por encerrada. No caso

do serviço ser de Tratamento Superficial Duplo, aplica-se a 2ª camada de Asfalto-Borracha. Em

seguida é aplicada a 2ª camada de agregados, que devem preencher os vazios deixados pelos

agregados da primeira. Depois, é executada a rolagem, preferencialmente, por rolos pneumáticos.

Por fim é realizada a varrição do excesso de agregado da 2ª camada aplicada, em processo

semelhante ao já realizado após a aplicação da primeira camada.

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5.2. Execução com equipamento multidistribuidor especial para Asfalto-Borracha (ligante

asfáltico e agregados distribuídos pelo mesmo equipamento).

Com capacidade de armazenamento de 5 ton de ligante asfáltico e cerca de 20 m³ de

agregado, o multidistribuidor aplica ambos os componentes do TS-AB simultaneamente (Figura 8)

gerando mais praticidade a agilidade à aplicação. Além de possibilitar a aplicação do agregado sobre

o Asfalto-Borracha à alta temperatura, contribuindo para uma melhor adesão do agregado ao ligante

asfáltico.

Figura 8: À direita equipamento multidistribuidor de Asfalto-Borracha e agregado. À esquerda,

aplicação sendo realizada com o equipamento.

Logo após a aplicação, se o serviço for um TSS, basta rolar e varrer o excesso de agregado.

Caso o serviço seja um TSD, uma nova camada de agregado com menor diâmetro nominal e Asfalto-

Borracha deve ser aplicada seguindo as taxas estabelecidas em projeto. Ao final procede-se com a

compactação e varrição conforme já descrito no item 5.1.

A Figura 8 apresenta a aparência final de um TSD com Asfalto-Borracha logo depois da

finalização do serviço, após um mês e um ano de sua aplicação.

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Figura 8. No sentido horário começando pela foto no alto á esquerda: aparência final logo após a

aplicação, detalhe da textura do pavimento executado, aparência após 1 mês da aplicação e

o visual do TSD com Asfalto-Borracha após 1 ano da aplicação.

6. CONCLUSÃO

O Tratamento Superficial com Asfalto-Borracha, sendo ele simples ou duplo, apresenta-se

como mais uma alternativa importante e de alto desempenho na restauração de pavimentos. Trata-se

de uma tecnologia de baixo custo quando comparada a serviços de CAUQ, que alia simplicidade e

praticidade executiva a um pavimento de alto desempenho, atuando significativamente contra o

trincamento precoce e a formação de deformações permanentes no pavimento. Além de minimizar os

problemas ambientais gerados pelos pneus inservíveis descartados no meio-ambiente.

O resultado final é um pavimento seguro, onde efeitos como a aquaplanagem são menos

recorrentes devido à percolação superficial da água na macrotextura do Tratamento Superficial.

Além de possibilitar boa frenagem, diminuição de spray em dias chuvosos e durabilidade superior a

maioria dos serviços de manutenção asfáltica executados atualmente.

APARÊNCIA DO SERVIÇO FINAL

DETALHE DA TEXTURA DO

TSD-AB

1 ANO APÓS A APLICAÇÃO

1 MÊS APÓS A APLICAÇÃO

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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação

Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. Petrobras, Abeda. Rio de Janeiro, 2006.

COMMITTEE OF LAND TRANSPORT OFFICIALS (COLTO). Surfacing Seals for Rural and

Urban Roads. Technical Recommendations for Highways TRH3. Joanesburgo, África do Sul,

1998.

DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO PARANÁ (DER-PR). Manual de

Execução de Serviços Rodoviários. Curitiba-PR, 1991.

FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION / U.S. DEPARTMENT OF TRANSPORTATION.

State of the Practice-Design and Construction of Asphalt Paving Materials with Crumb

Rubber Modifier. FHWA-SA-92-022. Washington, 1992.

FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION / U.S. DEPARTMENT OF TRANSPORTATION.

Crumb Rubber Modifier – Summary of Practices in Arizona, California and Florida. U.S.

Department of Transportation Federal Highway Administration. Washington, 1995

POTGIETER, C. J. Bitumen Rubber Chip Seal and Spray Seals in South Africa. Artigo

Publicado. Joanesburgo, África do Sul.

POTGIETER, C. J. Bitumen Rubber Asphalt in South Africa. Artigo Publicado. Joanesburgo,

África do Sul.

FERNANDES, J. A. A.; BURIGO JR, J.; PEREIRA SOBRINHO, O. M. Tratamentos Superficiais.

DER/PR. Curitiba, 2009.