UTILIZAÇÃO DO ASFALTO USINADO A QUENTE EM

COMPARAÇÃO AO ASFALTO BORRACHA

USE OF HOT-MACHINED ASPHALT COMPARED TO RUBBER

ASPHALT

Emerson Costa Rodrigues

Graduando em Engenharia Civil, UNIPAC, Brasil, E-mail: meson@hotmail.com.br

Thiago Alves Carvalho

Graduando em Engenharia Civil, UNIPAC, Brasil, E-mail: tibaalves@hotmail.com

RESUMO O presente artigo tem como finalidade o estudo comparativo entre o concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) e o asfalto com adição de borracha (AB) nos revestimentos asfálticos. A pesquisa apresenta o asfalto modificado como uma alternativa que assegura as mesmas condições de resistência do CBUQ, onde a incorporação da borracha mostra ser mais resistente e durável em comparação ao asfalto convencional, aumentando sua vida útil e durabilidade, proporcionando um maior conforto e qualidade aos usuários. Para tal, foram realizados estudos bibliográficos, mostrando as características de incorporação da borracha em relação ao convencional, suas vantagens e desvantagens, seu custo benefício e vida útil, onde identificou-se uma melhora significativa no desempenho do asfalto borracha em relação ao asfalto convencional. Porém, mesmo que seu processo de fabricação seja mais caro, quando analisamos a adição de borracha no pavimento a longo prazo, o mesmo se torna mais viável economicamente por não necessitar de manutenções em curto e médio prazo como o CBUQ necessita, com isso, o estudo mostrou que já foram retirados cerca de 10 milhões de pneus descartados na natureza, demonstrando ser um pavimento sustentável e ecologicamente correto, por dar destinação correta a esses pneus. Diante disso, a incorporação do asfalto borracha traz inúmeros benefícios, tanto para o pavimento quanto para a natureza, proporcionando aos usuários mais conforto e melhor qualidade de vida, tornando-se uma alternativa viável e econômica em substituição do asfalto convencional. Palavras-chave: Asfalto borracha; asfalto convencional; sustentabilidade; custo benefício.

ABSTRACT The present article aims at the comparative study between hot-machined bituminous concrete (CBUQ) and asphalt with the addition of rubber (AB) in asphalt coatings. The research presents modified asphalt as an alternative that ensures the same resistance conditions of the CBUQ, where the incorporation of rubber proves to be more resistant and durable compared to conventional asphalt, increasing its service life and durability, providing greater comfort and quality to users. For this purpose, bibliographic studies were carried out, showing the characteristics of rubber incorporation in relation to the conventional one, its advantages and disadvantages, its cost benefit and useful life, where a significant improvement in the performance of rubber asphalt was identified in relation to conventional asphalt. However, even if its manufacturing process is more expensive, when we analyze the addition of rubber on the pavement in the long term, it becomes more economically viable because it does not require short- and medium-term maintenance as the CBUQ needs, with this, the study showed that about 10 million tires discarded in nature have already been removed, demonstrating that it is a sustainable and environmentally friendly floor , for giving correct destination to these tyres. Therefore, the incorporation of rubber asphalt brings numerous benefits, both for the pavement and for nature, providing users with more comfort and better quality of life, making it a viable and economical alternative in place of conventional asphalt. Keywords: Rubber asphalt; conventional asphalt; sustainability; cost benefit.

1. INTRODUÇÃO

Ao longo dos anos o número de veículos vem aumentando cada vez mais, com

isso alguns problemas se destacam, como o desgaste da pavimentação asfáltica de

má qualidade e o descarte de pneus diretamente no meio ambiente. Devido à falta de

manutenção das estradas brasileiras suas condições continuam precárias, e isso se

deve pela má execução e a pouca qualidade das matérias-primas, diminuindo assim

a vida útil do asfalto (SILVA, 2018).

No Brasil constata-se que os revestimentos mais utilizados em pavimentos são

obtidos pela agregação de materiais, que podem ser feitos por meio do concreto

betuminoso a quente e a frio, onde segundo Nogueira et al. (2008) o pavimento de

maior empregabilidade é o concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), também

chamado de Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CAUQ), pelo fato desse material

ter sua produção feita em usinas dosadoras e misturadoras a quente, possibilitando

um grande controle da produção. Balbo (2007) apud Azevedo (2018) define o CAUQ

como um produto derivado da mistura a quente de um ou mais agregados minerais e

cimento asfáltico de petróleo, disperso e comprimido a quente, sendo usado como

camada de normalização ou como revestimento.

Com a necessidade de se conciliar melhor qualidade e melhor custo benefício

das infraestruturas asfálticas, surgem novos métodos construtivos e inovadores no

setor tecnológico, com isso, encontrou-se novas alternativas para a fabricação de

revestimentos asfálticos a partir da adição de borracha moída derivada dos pneus

inservíveis, e esta adição na mistura asfáltica tem por finalidade ser um aditivo ao

ligante em sua composição, onde esta prática vem ganhando mais espaço em obras

de infraestruturas rodoviárias por todo o pais (TEIXEIRA, 2019).

Segundo Sousa Silva et al. (2018) o asfalto borracha vem sendo utilizado no

Brasil desde o ano de 2001, onde a introdução dessa borracha moída em sua

composição aumentará em média cerca de 40% a vida útil do asfalto, aumentando

assim, sua durabilidade e flexibilidade do produto final fazendo com que o preço das

futuras manutenções diminuam.

No intuito de suavizar os impactos causados ao meio ambiente, o Conselho

Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) implantou a Resolução nº 258 de 1999,

ficando determinado que as fabricantes e importadoras de pneus são obrigadas a dar

uma destinação final adequada e promover a coleta quando estes forem inservíveis,

sendo que, quando são abandonados e dispostos inadequadamente, se tornam

passivos ambientais, resultando em riscos à saúde pública e ao meio ambiente.

O trabalho tem como finalidade a comparação entre o asfalto convencional e o

asfalto modificado pela adição de borracha, verificando a viabilidade econômica,

ambiental, as respectivas apresentações sobre o desgaste prematuro em sua vida útil

e a sua resistência.

2. OBJETIVO GERAL

O objetivo geral é comparar as características técnicas da pavimentação com

revestimento asfáltico convencional e a pavimentação com revestimento asfáltico com

adição da borracha.

2.1. Objetivos específicos

● Conhecer os pavimentos asfálticos convencionais e pavimento asfáltico

com adição de borracha.

● Apresentar as características dos pavimentos e seus componentes.

● Analisar as vantagens e desvantagens dos pavimentos citados.

● Analisar o custo benefício, durabilidade e a sua vida útil em relação ao

asfalto convencional e o asfalto borracha.

● Mostrar a sustentabilidade do uso da borracha dos pneus na produção

do asfalto.

3. REVISÃO DA BIBLIOGRAFIA

Segundo Bernucci et al. (2008) os pavimentos rodoviários são estruturas com

várias camadas, visto que o revestimento é a última delas, o mesmo recebe a carga

dos veículos além da ação climática direta. Portanto, essa camada deve ser

impenetrável e também muito resistente às forças de contato entre pneu e pavimento,

além das possíveis variações desse contato.

Pavimentos flexíveis são compostos por uma camada superficial asfáltica

apoiadas nas camadas de base, sub-base e de reforço de subleito, com isso, o asfalto

convencional e o asfalto borracha são considerados pavimentos flexíveis por sofrer

deformação elástica resistindo e distribuindo os esforços oriundos do tráfego em todas

as camadas inferiores da estrutura (DNIT, 2006).

3.1. Breve histórico

O Brasil iniciou nos anos 50 a fabricação de ruas e estradas revestidas por meio

de material betuminoso, assim, houve a inauguração da primeira refinaria de petróleo

com a aprovação da lei em 1953, por Getúlio Vargas, nomeada como Refinaria

Presidente Bernardes em Cubatão/SP (RPBC), sendo considerada o primeiro marco

da pavimentação asfáltica no Brasil. Antes disso as poucas rodovias que existiam

eram pavimentadas com material betuminoso, sendo que o asfalto importado do tipo

natural. Os meios utilizados na época eram limitados à mistura de pedras britadas,

breu e areia compactada e ao tratamento superficial (ZAGONEL, 2014).

Ainda segundo Zagonel et al. (2014) foi a partir de 1956 que a RPBC, fez-se o

concreto asfáltico de petróleo (CAP) e conduzido a granel em carretas tanque,

iniciando assim, uma inovação na etapa de pavimentação utilizando o método do

CBUQ. Assim, o mercado brasileiro respondeu, criando a primeira usina de CBUQ,

construída em 1959 na cidade de Caxias do Sul/RS, onde o mesmo se tornou o mais

utilizado na pavimentação do país.

Historicamente com as tentativas de se corrigirem possíveis problemas

apresentados pelos pavimentos asfálticos, engenheiros e químicos começaram a

realizar estudos e experimentos em adicionar borracha natural e sintética na

fabricação asfáltica. No começo do século XX foi observado que, com a adição da

borracha em sua mistura ampliava-se suas propriedades elásticas, e acrescentava

excelente resistência para o asfalto (SOUZA, 2019).

De acordo com Oda e Fernandes (2001) apud Andrade (2019) no ano de 1963

nos Estados Unidos, Charles H. McDonald é visto como criador do método de adição

de borracha em ligantes asfálticos. Ele realizou diversas pesquisas para desenvolver

um material com a inserção de borracha, para que o mesmo se tornasse altamente

elástico, tendo como finalidade a sua utilização em manutenções de pavimentos

asfálticos. Este produto elaborado por McDonald era composto de 25% de borracha

inserida ao ligante asfáltico, misturados a uma temperatura de 190° C, tornando o

pavimento 40% mais resistente que o convencional, sendo assim, utilizado em

manutenções de pavimentos.

Depois de uma série de estudos nos Estados Unidos em meados da década

de 40, uma associação de Reciclagem de Borracha, U.S. Rubber Reclaiming

Company, começou a agregar a borracha de pneus na pavimentação asfáltica

lançando no mercado um produto titulado de Ramflex (ODA, 2000). O primeiro estado

a usar essa tecnologia nomeado de Asfalto Borracha foi o Arizona. Na cidade de

Phoenix em 1960, foi empregada essa tecnologia em suas estradas por sua

durabilidade ser elevada e reduzir os ruídos causados pelo tráfego (FERREIRA

NETO, 2017).

De acordo Faxina (2002) apud Souza (2019) na Europa, as pesquisas para a

adição de borracha ao cimento asfáltico também iniciaram na década de 1960. A

empresa Beugnet iniciou em 1981 na França diversas pesquisas, resultando no

desenvolvimento do processo de incorporação da borracha à uma temperatura de

200ºC.

As primeiras pesquisas e estudos para o uso de borracha para melhorar as

características do asfalto no Brasil surgiu na década de 1990. Diversas pesquisas

mostraram efeitos benéficos da incorporação da borracha no ligante asfáltico, tais

como a diminuição do envelhecimento do pavimento, ampliação da flexibilidade,

melhoria na aderência do pneu ao pavimento, redução do ruído do tráfego, entre

outras (ODA, 2001).

O empego do asfalto borracha teve seu início com a criação do artigo nº 2 da

resolução 258/99 do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), na qual o

descarte dos pneus no meio ambiente e inclusive sua queima, são proibidos. Assim,

houve uma necessidade de dar destinação para os pneus usados, e com isso, teve-

se a ideia de utilizar a borracha do pneu aplicado ao revestimento asfáltico (ARAÚJO,

2015).

Segundo Specht e Ceratti et al. (2003) em agosto de 2001 na Rodovia BR-116

no Rio Grande do Sul, foi realizada a primeira pavimentação de asfalto borracha do

Brasil, com as parcerias entre a Metrovias, Greca Asfaltos e a UFRGS foram

pavimentados dois quilômetros de extensão, localizados próximo a cidade de Guaíba,

entre os quilômetros 318 e 320 desta rodovia.

3.2. Características e componentes do pavimento

O concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), também chamado de

concreto asfáltico (CA), pode ser determinado como um conjunto de agregados

graduados juntamente com o cimento asfáltico, onde os mesmos são aquecidos a

temperaturas que variam entre 107º C e 177º C, dependendo do ligante utilizado, para

que assim, cheguem a valores de viscosidade indicados pela norma e posteriormente

espalhados e compactados a quente (DNIT, 2006).

Entretanto, o CBUQ é muito vulnerável a alterações no teor do ligante, sendo

capaz de se deformar constantemente ou através de um pequeno aumento do ligante,

devido ao fato de ter sua macrotextura superficial fechada. Contudo, é possível

diminuir a sensibilidade do CBUQ substituindo o ligante convencional por ligante

modificado por asfalto borracha (BERNUCCI, 2008).

De acordo com Faxina (2002) apud Souza (2019) na elaboração do asfalto

borracha usa-se basicamente dois tipos de materiais: um deles é o cimento asfáltico,

e o outro, a borracha moída de pneus. Para a melhor combinação desses materiais é

necessário o uso de um óleo extensor de borracha, pois, esses materiais, em sua

maioria das vezes, não são compatíveis, e para ajudar na melhoria da

trabalhabilidade, é acrescentado um diluente na mistura asfáltica.

Segundo Araújo et al. (2015) o asfalto recebe adição da borracha moída dos

pneus inservíveis nos seguintes processos:

Por via seca: onde a borracha moída dos pneus é inserida diretamente ao

misturador da usina de asfalto ou na própria obra, realizando simultaneamente a

mistura dos agregados. Neste caso, as propriedades importantes da borracha são na

maioria das vezes afetadas, mas ainda pode-se realizar uma produção bem sucedida

e de qualidade para a mistura asfáltica (ARAÚJO, 2015).

Por Via Úmida: segundo a norma do DNIT112/2009-ES, a borracha é inserida

ao ligante aquecido, sendo mais efetiva e aproveitando ao máximo suas

características elásticas e resistentes.

Segundo Pinto et al. (2015) no Brasil o processo por via úmido é o mais

empregado por meio das tecnologias de continuous e terminal blends. Se a utilização

for continuous blend, o asfalto produzido estará sendo fabricado no local da aplicação,

com seus devidos equipamentos próprios, recebendo em média cerca de 22% de

borracha. Já na tecnologia de terminal blend, o asfalto incorporado da borracha dos

pneus é adicionado a outros agregados na própria empresa e serão transportadas

para o local da execução do pavimento asfáltico, e neste método, há a adição de 5%

a 12% de borracha à mistura.

Segundo Specht (2004) apud Souza (2019) a tecnologia terminal blend é

aplicada quase que da mesma forma do asfalto CBUQ, alterando-se apenas os

equipamentos, pois, possuem maiores capacidades de transporte devido a sua alta

viscosidade.

3.3. Vantagens e desvantagens

Segundo Teixeira et al. (2019) a integração da borracha nos pavimentos

rodoviários resulta em melhorias e benefícios para as propriedades físicas e

mecânicas do ligante asfáltico, envolvendo assim, aspectos econômicos associadas

à diminuição de custos com manutenções e reparos nas vias rodoviárias, tornando o

asfalto borracha uma excelente opção para pavimentações onde se requer maior

resistência aos elevados esforços provenientes do tráfego e outras situações.

Segundo a Greca Asfaltos et al. (2019) foi mostrado que o perfil do asfalto

denominado de ECOFLEX, realizado em pavimento flexível, apresentou-se como um

material de maior viscosidade, maior elasticidade, maior trabalhabilidade, maior

capacidade de impermeabilização, menor sensibilidade a variações de temperaturas,

ótima aderência, redução do ruído de atrito, redução da espessura do pavimento

asfáltico e apresentou menos deformações por trincas e fadigas.

Em resumo quando se modifica o CAP, o que se busca é uma troca de favores entre ele e a borracha. Assim teremos como vantagens a diminuição à sensibilidade térmica, aumenta a longevidade da mistura, aumenta a temperatura de trabalho, aumenta a aderência, reduz o ruído e maior flexibilidade (SILVA, 2005).

No quadro 01, mostra-se o comparativo das vantagens e desvantagens dos

dois pavimentos apresentados.

Quadro 01: Comparação das propriedades entre CBUQ e o AB.

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente

Vantagens Desvantagens

Facilidade de trabalhabilidade Revestimento mais espesso

Facilidade de execução Betume menos elástico e aderente

Temperaturas de aplicação mais baixas

Maiores deformações por trincas

Baixo custo com usinagem Manutenções frequentes

Mão de obra qualificada

Asfalto Borracha

Vantagens Desvantagens

Maior viscosidade e elasticidade Exige altas temperaturas

Maior impermeabilização Custo com usinagem mais elevado

Ótima resistência a intempéries Rigoroso controle de qualidade

Melhor aderência ao pavimento Mão de obra qualificada

Redução do ruído de atrito

Redução da espessura da camada

Menos deformações por trincas

Menos manutenções

Fonte: SILVA, Paulo (2005), Balbo (2007) e GRECA Asfaltos – ECOFLEX (2009).

3.4. Custo benefício e sua vida útil

Com a busca por melhores resultados e com custos mais acessíveis em relação

à pavimentação asfáltica, passou-se então a utilizar o asfalto borracha, pois, este

apresenta propriedades superiores ao asfalto convencional. Foi realizado um estudo

onde o asfalto borracha apresentou uma durabilidade superior ao CBUQ, resistindo

de 5 a 6 vezes mais ao surgimento de trincas. O asfalto modificado com o emprego

da borracha de pneus apresenta em sua composição um comportamento mais dúctil

que o asfalto convencional, ou seja, ele é menos rígido, fazendo assim, com que as

suas características elásticas do ligante se sobressaiam e o composto seja mais

resistente à aparição de trincas e fissuras (TEIXEIRA, 2019).

Segundo a Greca Asfaltos et al. (2013) foi realizada uma pesquisa comparativa

aplicada há um trecho de 30 km com as mesmas características para os dois tipos de

pavimentos, utilizando revestimento asfáltico convencional com espessura de 5 cm e

revestimento de asfalto borracha com espessura de 3,5 cm. A tabela 02 mostra o

comparativo de custo, onde pode certificar-se que o consumo por tonelada de asfalto

convencional é superior ao do asfalto borracha. Já o custo da usinagem/aplicação do

asfalto borracha é superior ao convencional, com isso o asfalto borracha se torna mais

econômico e viável.

Tabela 02: Comparativo de custo entre asfalto borracha e asfalto CBUQ.

Fonte: Adaptado de Souza (2018).

Segundo Teixeira (2019) apud Greca Asfaltos (2020) quanto à durabilidade dos

dois tipos de revestimentos, foram realizados testes em um simulador de tráfego da

UFRGS, mostrando que o asfalto borracha possui uma maior durabilidade, superior

em até 40% a obtida para o asfalto convencional. O asfalto borracha pode ser mais

caro no início de sua fabricação e aplicação, mas o custo benefício final será bem

maior, pois, não irá precisar de manutenções em curtos períodos, como acontece no

caso do asfalto convencional.

A figura 01 mostra duas pistas desse simulador de tráfego com eixo de 10 tf

(tonelada força), onde a pista da esquerda com asfalto borracha apresenta apenas

uma trinca após 123 mil ciclos, enquanto, a da direita, com asfalto convencional

(CBUQ), apresenta-se totalmente trincada após 90 mil ciclos.

Figura 01: Simulador de Trafico da UFRGS.

Fonte: Teixeira (2019).

3.5. Sustentabilidade

No Brasil, são fabricados cerca de 61 milhões de pneus por ano, com isso,

surgem várias consequências negativas com o seu uso crescente no país, como o

descarte em locais inadequados e o aumento da propagação de mosquitos vetores

de doenças, uma vez que, com o descarte inadequado, muitos destes pneus acabam

acumulando água parada, cenário ideal para a proliferação de mosquitos, sendo o

mais conhecido deles, o Aedes aegypti, que é o transmissor da dengue e da febre

amarela urbana (ODA, 2001).

Um pneu descartado na natureza leva aproximadamente cerca de 600 anos

para se decompor, e com o passar dos anos, ocasiona diversos riscos à saúde e ao

meio ambiente, que é agravada pela presença de substâncias tóxicas, que uma vez

liberadas no meio ambiente, podem contaminar os solos e o lençol freático (SILVA,

2014).

Além de expor uma tecnologia de ligante asfáltico de qualidade, o asfalto

borracha estabelece um grande papel no âmbito sustentável, combatendo um dos

maiores problemas ambientais do planeta, que é o descarte inadequado de pneus

inservíveis no meio ambiente. Na utilização dos pneus em pavimentos asfálticos, por

exemplo, são necessários cerca de 1.000 pneus inservíveis na sua composição para

produzir 1 km de asfalto borracha em uma pista de 7 metros de largura com espessura

de 5 cm. Com mais de 14 anos de história e mercado de pavimentação, a empresa

pioneira na utilização de asfalto borracha no Brasil, a GRECA Asfaltos, já

proporcionou destinação correta de mais de 10 milhões de pneus inservíveis, que

seriam descartados na natureza, transformando-os em um produto de desempenho

excepcional, que caracteriza mais de 10 mil quilômetros de estradas pavimentadas

com a tecnologia do asfalto borracha trazendo uma solução sustentável (GRECA

ASFALTOS, 2020).

Figura 02: Total de pneus Utilizados na fabricação de Asfalto Borracha pela Greca Asfaltos entre 2001 a 2020.

Fonte: Adaptado GRECA ASFALTO Ecoflex 2020.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

O asfalto borracha vem ganhando gradualmente mais espaço em obras de

pavimentação por todo o país por apresentar inúmeras vantagens quando comparado

ao CBUQ, como uma maior rigidez, maior viscosidade e com baixos custos de

manutenções, contudo, pesquisas mostram que o asfalto borracha tende a apresentar

um custo final de execução mais acessível, necessitando de menos manutenções e

garantindo maior conforto e segurança aos usuários.

Na questão ambiental o uso da borracha de pneus inservíveis na pavimentação

asfáltica, estabelece um grande papel sustentável, diminuindo efetivamente os danos

causados à natureza, dando a destinação correta a esses pneus, a fim de diminuir o

descarte inadequado.

Com base no que foi exposto no trabalho, pode-se concluir que a incorporação

da borracha nos pavimentos asfaltos é uma alternativa viável e econômica,

possibilitando inúmeros benefícios para o governo e a população em geral que

trafegam pelas estradas brasileiras.

5. REFERÊNCIAS

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