Asfalto de Qualidade

Asfalto de Qualidade

segunda-feira, 17 de julho de 2017

Falha comum: segregação asfáltica

Diversos elementos estão envolvidos na construção de pavimentos resistentes e duráveis, tais como profissionais qualificados, materiais de qualidade e equipamentos de primeira linha.  Segundo o Asphalt Institute dos Estados Unidos, há quatro processos da área de mistura e pavimentação que desempenham um papel crucial na vida do pavimento: segregação do material, operação de aplicação pela pavimentadora de asfalto, compactação e juntas.

A segregação da mistura asfáltica é um problema comum há décadas na pavimentação e que ocorre não apenas no Brasil, mas em todo o mundo. Ocorre uma distribuição não uniforme de agregados de diversos tamanhos, com a separação dos agregados de maior tamanho em relação aos menores. Assim a mistura deixa de ter consistência homogênea e perde suas características estruturais definidas em projeto, principalmente em relação à densidade, baixando a qualidade da pavimentação com o surgimento de falhas prematuras após a liberação do tráfego. É fácil identificar pontos segregados já que estas áreas são muito mais rugosas do que o restante do pavimento.


Segregação asfáltica na capa de rolamento após a aplicação do material pela pavimentadora de asfalto.


A segregação ocorre com mais frequência nas seguintes etapas: projeto da mistura, estoque de agregados, carregamento dos silos dosadores da usina de asfalto, silo de descarga de material, carregamento do caminhão de transporte e execução na pista com a vibroacabadora (pavimentadora de asfalto).

Projeto da mistura asfáltica
O aumento da porcentagem de uso de material fino (passante na peneira 200) nos projetos de pavimentação pode ocasionar segregação. O efeito do uso é a diminuição dos vazios e da coesão da mistura, assim com sua trabalhabilidade e durabilidade. O volume de vazios e o teor de asfalto devem ter correlação ótima definida em laboratório para que a mistura não apresente problemas. Experiências relatam que o baixo teor de asfalto apresenta tendência à segregação. O uso excessivo de finos ocasiona maior consumo de ligante asfáltico (CAP), mas nem sempre a dosagem de CAP é corrigida e assim a mistura apresenta um teor de asfalto inferior à porcentagem ótima. Outro fator de grande importância é a correta graduação dos agregados. Usinas obsoletas, que não possui um sistema de dosagem aferido, podem ocasionar problemas na graduação da mistura asfáltica.

Segregação na estocagem de agregados
Para que não haja segregação já na etapa anterior à usinagem, é recomendado que as pilhas de agregados não sejam de formato cônico excessivamente altas, evitando que as pedras de maior tamanho rolem pelos lados. Estas pilhas de agregados para o uso na pavimentação em geral são separadas em pó-de-pedra, brita zero e brita um. Mesmo dentro de uma mesma graduação há diferenciação no tamanho dos agregados, assim o efeito da segregação deve ser evitado também com a estocagem de pilhas mais baixas e com menor ângulo de inclinação.

A pilha de agregados deveria ter uma altura mais reduzida, em formato não-cônico, para evitar que os materiais rolem para baixo, não ocorrendo a separação das pedras de maior tamanho.

Efeito da segregação ainda na fase de estocagem de agregados


Carregamento dos silos da usina de asfalto
O operador da pá-carregadeira que abastece a usina precisa ser orientado e treinado para que os silos sejam mantidos cheios, mas de forma nivelada. A formação de uma pilha cônica e alta pode também ocasionar efeitos de segregação. É importante também que não haja contaminação entre materiais, que afetam totalmente a graduação da mistura. Uma usina de asfalto de dosagem contínua não detecta a variação de material uma vez que haja contaminação de um material de um silo para outro. O sistema de dosagem ocorre individualmente para cada silo, onde deve ser utilizado um único material apenas. 

Contaminação entre agregados de diferentes silos da usina de asfalto.


Carregamento do caminhão
Uma das principais causas de segregação é a forma com que o material é transferido ao caminhão de transporte. Se a mistura asfáltica for descarregada de uma só vez, formará uma enorme pilha em formato cônico. E isto provoca a segregação pelo fato dos grãos maiores terem a tendência de se acumular no entorno deste monte. Quanto mais alta a pilha, maior será o volume de material segregado.
Portanto é preciso carregar o caminhão de maneira parcial. Em vez uma grande pilha, o carregamento é realizado ao menos em três pequenas pilhas, dependendo do tamanho da caçamba. Entre as descargas devem ocorrer um efeito de sobreposição dos lados cônicos. Este procedimento reduz a distância que as partículas maiores poderiam percorrer do topo da pilha até a parte mais baixa da caçamba. Não irá eliminar totalmente a segregação, mas espalha melhor o material e minimiza o seu efeito.

O carregamento em pelo menos três pilhas separadas evita o efeito da segregação no caminhão de transporte.


Silos de descarga e armazenamento dimensionados
O silo de descarga é a última parte da usina por onde a mistura asfáltica recém produzida irá passar antes da descarga ao caminhão de transporte. Ao longo dos anos os projetos das usinas de asfalto foram evoluindo de modo a eliminar a segregação ainda dentro do equipamento, especialmente na produção de misturas de granulometria descontínua, mais sensível à segregação. O uso de chapas defletoras que evitam uma queda direta do material reduziu muito o problema. Usinas antigas e obsoletas tecnicamente ainda sofrem com este efeito durante a descarga do material asfáltico.
Já os silos de armazenamento foram projetados com sistemas direcionadores para evitar cones ou planos inclinados, além de um sistema de aquecimento para manter a temperatura do material.

Execução da pavimentação
A segregação pode ocorrer durante a pavimentação nos procedimentos de trocas de caminhões que transportam o material asfáltico para a pavimentadora. A caçamba deve ser elevada de forma suave assim que a comporta traseira estiver liberada. A pavimentadora empurra através do contato dos roletes de encosto com os pneus do caminhão, proporcionando um carregamento constante e proporcional.
Jamais esvaziar completamente o silo de recebimento da pavimentadora entre um caminhão e outro. É recomendado manter com material asfáltico pelo menos 25% de volume enquanto o equipamento estiver em movimentação. A alimentação da parte central do silo deve ser constante, evitando que material se acumule nas abas basculantes do equipamento e haja o esfriamento do material. Se a correia transportadora central ficar sem material pode ocorrer a segregação quando o material contido nas abas cair diretamente sobre a mesma. O operador deve ser orientado e treinado para que mantenha esta alimentação suave e proporcional.




Uma forma de evitar a segregação em obras rodoviárias é a utilização de alimentadores de asfalto entre o caminhão e a pavimentadora, já publicado aqui no Blog em junho de 2014. Este equipamento possui um sistema aquecido com distribuidores helicoidais, o que provoca um efeito de mistura no material e evita também a segregação térmica. É altamente recomendável quando utilizado uma mistura asfáltica descontínua (exemplo: SMA) que por sua característica física apresenta tendência à segregação.
Antes de procurar as melhores opções técnicas em equipamentos, o sucesso de uma obra de pavimentação depende ainda basicamente do treinamento dos operadores. As equipes de trabalho devem ser capacitadas em relação às técnicas de pavimentação e como usar corretamente cada equipamento disponível. 





sexta-feira, 17 de fevereiro de 2017

Melhoria de vias rurais e estradas não-pavimentadas

Um país de extensão continental e com baixo percentual de rodovias pavimentadas requer soluções técnicas para a melhoria de suas vias rurais e estradas sem pavimentação. Como há escassez de dinheiro para a pavimentação, agravado ainda mais em função da crise econômica que o Brasil atravessa desde 2014, é preciso utilizar novas técnicas para a melhoria das condições de tráfego.
    As vias não pavimentadas representam mais de 80% da extensão da malha rodoviária brasileira somando as rodovias federais, estaduais e ligações municipais. Muitos municípios ainda não possuem acessos pavimentados. A grande maioria de locais de produção agrícola também não têm ligação asfáltica. As estradas não-pavimentadas apresentam normalmente o leito deteriorado em função também de ter uma construção inadequada. A manutenção é feita sem planejamento e de forma precária. Além de não estar dotada de uma camada de rolamento adequada, estas vias sofrem também com a falta de capacidade de suporte para o tráfego de caminhões cada vez mais pesados.
As estradas de terra precisam apresentar boa capacidade de suporte e boas condições de rolamento para garantir condições de tráfego satisfatórias. Mas nem sempre as soluções adotadas são as mais adequadas para solucionar os problemas.

ALTERNATIVA TÉCNICA: ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS COM RECICLADORAS


Uma alternativa de melhoria técnica com custo bastante inferior ao pavimento asfáltico convencional é o processo de estabilização de solos com o uso de uma máquina recicladora de asfalto. Um método relativamente fácil e rápido, amplamente utilizado em muitos países, mas ainda desconhecido pela maioria dos profissionais da área de pavimentação no Brasil. Alguns manuais utilizados para conservação e recuperação de estradas vicinais de terras são ainda dos anos 80, utilizando técnicas já defasadas e de baixa durabilidade tais como patrolamento (passagens múltiplas da motoniveladora), encascalhamento, etc.


ESTUDOS PRELIMINARES

É preciso primeiramente que sejam feitos estudos para diagnosticar as condições e definir a forma com que a estabilização será executada.

· LVC (Levantamento Visual Contínuo): para avaliação dos problemas e identificação dos defeitos;
· Estudos de tráfego: contagem volumétrica, volume médio diário (VMD), determinação do número N, etc;
· Estudos geotécnicos: coleta e ensaios dos materiais quanto à granulometria, limites, densidade real, compactação e valor de CBR. Através deste estudo é definido se haverá a necessidade ou não de reforço do solo existente com um pequeno percentual de agentes ligantes tais como cal e cimento;
· Estudos topográficos: inclinação transversal, rampa, definição dos pontos dos eixos do traçado, verificação da necessidade de superelevação, etc;
· Estudos geométricos: largura de plataforma, determinação da velocidade de tráfego, etc.
· Estudos de drenagem: verificação das condições de drenagem (caso existam) e levantamento da necessidade de implantação de dispositivos para escoamento da água.


PROCESSO EXECUTIVO DA ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS

A máquina recicladora possui um compartimento de mistura com um cilindro de corte. Em uma única passada ocorre o corte, a mistura e a homogeneização do material. A mistura deve apresentar ao final um material homogêneo, de coloração uniforme e com teor de água próximo da umidade ótima. Somente a recicladora é capaz de proporcionar tais resultados, ao contrário do uso de motoniveladora, trator de esteira ou pá carregadeira.
Outra grande vantagem da técnica é a possibilidade de adicionar material de reforço ao solo para melhoria de suas características. Entre os materiais utilizados estão as britas para correção granulométrica e aumento da capacidade de suporte de carga, o uso de material coesivo misturado ao material granular para evitar o problema do “areião” (dificuldade de tráfego de veículos quando seco), e a adição de cal ou cimento para melhoria das propriedades do solo.

Em uma única passagem ocorre a mistura e homogeneização do material dentro do compartimento de corte.

Quando não há a necessidade de reforço de agente ligante (cal ou cimento) ocorre a melhoria física do solo. A passagem da recicladora torna o solo mais homogêneo e com melhor granulação, facilitando a compactação. Materiais mais finos como a argila atuam como um aglutinante entre as partículas de maior tamanho e também regulariza a superfície final de rolagem quando está bem misturada com os demais materiais. E somente com a recicladora é possível obter bons resultados de mistura e de homogeneização.
 A qualidade da mistura é influenciada pela velocidade de avanço, de rotação (rpm) do cilindro de corte e em alguns casos é necessário executar mais de uma passada. A recicladora também tem sistema de dosagem eletrônica de água, podendo corrigir a umidade caso o material esteja abaixo da umidade ótima.

Comboio de equipamentos necessários para a estabilização e esquematização da execução


REFORÇO E MELHORIA DO MATERIAL

Quando o estudo do solo apresenta que o mesmo não possui características técnicas adequadas é necessário aplicar um pequeno reforço com a utilização de agentes ligantes. Os materiais mais utilizados são a cal e o cimento:

·     Cal: possibilita a redução do teor de água e a sensibilidade do solo contra a umidade. Aumenta a resistência ao cisalhamento e minimiza os efeitos de deformação. Diminui o índice de plasticidade (IP) e limite de liquidez (LL), assim reduz a suscetibilidade à água. Permite uma melhor compactação devido ao fato de que a curva Proctor se desloca para o lado úmido. Recomendado para solos de característica coesiva de alta plasticidade (argila, silte, etc.);

·         Cimento: por ser um ligante hidráulico ocasiona o endurecimento do material, geralmente em uma proporção entre 2% e 4% em relação à massa do solo. Por esta razão não pode ser adicionado em excesso pois quando aplicado em maior percentual gera trincas que podem rapidamente se espalhar pela camada. Apresenta maior resistência, aumentando consideravelmente a capacidade de carga do material. Para que ocorra o efeito de solidificação do solo é preciso que haja granulometria mais grossa na composição da mistura.

·       Ligante misto (cal e cimento): dependendo da classificação do tipo de solo é utilizado o ligante misto. Geralmente quando o solo é uma mistura de material coesivo com material granular.

Duas amostras do mesmo solo com e sem a presença da cal imersas em água.

Estabilização de solos com adição de cal (esquerda) e cimento (direita).


ESPARGIDOR/DISTRIBUIDOR ELETRÔNICO DE CAL OU CIMENTO:

No caso de adição de agentes ligantes é importante utilizar um distribuidor eletrônico à frente da recicladora. O uso de um equipamento correto de dosagem garante que o ligante seja espalhado uniformemente e a quantidade de material aplicado estará de acordo com o especificado em projeto após análises e estudos de laboratório. Uma dosagem inadequada de agentes ligantes afetará totalmente o desempenho da nova camada.
O grande diferencial técnico do distribuidor eletrônico é a correção instantânea quando ocorre a variação de velocidade de avanço do caminhão. O alimentador rotativo com inúmeros compartimentos de igual volume aumenta ou diminui sua rotação de acordo com a mudança de velocidade. Assim, a quantidade de material dosado será sempre conhecida e constante. Em obras de estabilização o maior percentual dos custos é o próprio cal ou cimento. Desta forma o uso do distribuidor evita além de problemas técnicos também o desperdício financeiro.

Espargidor/distribuidor em operação aplicando cal sobre um solo..


COMPACTAÇÃO:

Após a passagem da recicladora é importante que haja compactação imediata com a utilização de um rolo compactador de maior energia de compactação. Em vez de rolos da classe de 11 toneladas (mais utilizados no Brasil) pode ser utilizado um rolo de 20 toneladas. Além de compactar mais rápido e permitir que a recicladora trabalhe mais horas por dia, também não ocorre perda de umidade que dificulta o aumento da densidade do solo. No caso de uso do cimento é necessário compactar antes do tempo de reação, que ocorre em até duas horas após a aplicação.
Uma motoniveladora deve ser utilizada após a passagem do primeiro rolo para remover o excesso de material solto que surge na superfície. Posteriormente, os demais rolos finalizam a compactação. A sugestão técnica é que se utiliza um rolo compactador vibratório de cilindro liso para complementar a compactação. No caso de aplicação de cimento com material granular, é recomendado a utilização de um rolo de pneus lisos para a finalização, selando a pista.

Compactação do solo melhorado após a passada da recicladora e antes da passada da motoniveladora


Tipos de rolos compactadores são selecionados de acordo com o tipo de aplicação.

MOTONIVELADORA:

A motoniveladora pode ser utilizada mais de uma vez dentro do processo de estabilização. Antes da passagem da recicladora é necessário remover rochas de grande tamanho que estejam sobre o leito. Através do escarificador traseiro estas pedras de grande tamanho podem ser retiradas mesmo que estejam enterradas na profundidade onde a recicladora irá cortar. O ideal é que não haja pedras maiores do que 70 mm dentro do compartimento de corte e mistura da recicladora. Em caso de reciclagem mais rasa, o tamanho máximo dos agregados deve ser de 1/3 (um terço) em relação à profundidade de corte.

Remoção de rochas de sobretamanho com o escarificador..

ACABAMENTO SUPERFICIAL:

O acabamento superficial pode ser realizado com a aplicação de um revestimento primário selante ou a utilização de um tratamento superficial, ambos com custo inferior ao asfalto convencional. Para vias de menor volume de tráfego pode ser utilizado também o “salgamento”, que é o espalhamento de agregados finos sobre uma imprimação.

NIVELAMENTO:

A recicladora pode também nivelar transversalmente a via não-pavimentada, deixando um leve caimento para escoar a água da chuva. A movimentação independente das quatro colunas de movimentação da recicadora garantem que o nivelamento no corte seja sempre constante. 



DRENAGEM

A drenagem é de extrema importância para estradas sem pavimentação. É preciso que além da inclinação transversal da pista tenha também uma valeta de drenagem. Desta forma o greide da estrada fica mais elevado em relação às bordas.
Por redução de custos a sarjeta para drenagem pode ser revestida com proteção vegetal para evitar erosão. A limpeza rotineira destas valetas se faz necessário pelo fato da água carregar materiais finos do solo, acumulando resíduos ao longo do tempo.



A utilização de técnicas de manutenção e melhoria para vias não-pavimentadas geram grandes benefícios econômicos. De acordo com o Banco Mundial, há uma economia no transporte superior a três vezes o valor investido na manutenção de estradas. A conservação rotineira evita que maiores danos ocorram a ponto de impedir o tráfego na via, sendo necessário intervenções mais longas de recuperação e de maior custo. A estabilização de solos permite uma economia de até 40% em relação aos métodos tradicionais de transportar novos materiais para o local da obra somente pela drástica redução do transporte necessário.








quarta-feira, 21 de dezembro de 2016

Tipos de plantas de britagem móvel


Os agregados são insumos básicos em obras rodoviárias, sendo fornecidos para utilização desde as camadas de sub-base até o revestimento asfáltico.  A cadeia de produção e fornecimento ocorre após o minério ser extraído de uma mina, quando os blocos são transportados a um britador para que sejam reduzidos até uma certa faixa granulométrica. Neste processo de redução granulométrica (chamado também de cominuição) há diferentes tipos de britadores que influenciam o tamanho e a forma dos fragmentos do produto final.

A primeira diferença entre britadores é o conceito de planta fixa ou de equipamento triturador móvel sobre chassi e esteiras. Os britadores fixos necessitam da construção de obras civis que servem como suporte de base e de maior tempo de instalação da planta. É preciso planejar também o transporte primário das áreas de detonação até o local de trituração e o fornecimento de energia elétrica para o funcionamento.

Já um britador móvel funciona sobre uma estrutura montada em um chassi e com locomoção por esteiras de aço. Os britadores móveis podem ser posicionados dentro da cava, reduzindo consideravelmente o custo de transporte. Funcionam em série, do primário ao secundário e terciário, e podem ser facilmente transportados conforme o consumo da jazida. São máquinas Dual Power, que podem funcionar tanto por energia elétrica ou pelo motor diesel, o que agrega flexibilidade operacional.




Entre os britadores móveis há diferentes formas de trituração do material, que resultam em produtos finais de granulometria e formatos distintos:

1. Britador de Mandíbulas:

Utilizado como britador primário, recebendo grandes pedaços de rochas vindas diretamente da área de detonação. Por ter capacidade de processar rochas de maior tamanho fornece materiais com a granulometria adequada para as camadas de base. A redução granulométrica ocorre através de compressão, em um compartimento semelhante a uma mandíbula. A taxa de redução é de até 5:1.






 2. Britador de Cone:

A redução ocorre também através de compressão. O giro do cone contra as paredes laterais comprime os pedaços de rochas, gerando materiais de alta cubicidade, ideais para a utilização em misturas asfálticas. Não tem capacidade de receber grandes pedaços de rochas, portanto deve ser posicionado como um britador secundário ou terciário. A taxa de redução é também de até 5:1.





3. Britador de Impacto:

Redução através de impacto contra o dispositivo giratório em alta velocidade. A rocha colide contra o dispositivo, se fragmentando e sendo lançada contra os escudos de aço localizados dentro da câmara. Tem maior versatilidade por sua alta taxa de redução. Melhor opção técnica para processamento de RAP (material asfáltico fresado), pois este material muitas vezes chega em grumos e precisa ser fragmentado. Por ter maior flexibilidade pode ser utilizado como britagem primária, secundária ou terciária. Dependendo do tipo de rocha, pode ter uma redução granulométrica de até 20:1.



4. Peneiras de classificação:

São equipamentos móveis que fazem a separação granulométrica final de agregados através de peneiras vibratórias. São posicionados em frente aos britadores móveis, de maneira a separar as granulometrias finais conforme o desejado.



Tabela resumida dos tipos de britadores e taxa de redução:



Para o planejamento de uma obra rodoviária é preciso avaliar qual é o tipo de material existente na jazida que irá abastecer a obra. Verificar quais são as granulometrias requeridas e a quantidade em toneladas por hora, para que sejam verificados quais tipos de britadores e o porte (produção) dos mesmos, com suas respectivas posições como primários, secundários ou terciários.




sábado, 3 de setembro de 2016

A importância da estrutura do pavimento


Um pavimento rodoviário pode ser comparado a um Iceberg. É possível enxergar apenas uma pequena amostra, enquanto a sua maior parte não é visível. E isto leva a muitos equívocos.
A forma como vem sendo realizada as manutenções viárias no Brasil acabam focando apenas na parte visível, que é a capa asfáltica de rolamento. Operações de remoção da camada asfáltica deteriorada e a reposição por um novo material é a prática mais comum, a conhecida e popular “fresa e capa”.  Ocorre que na grande maioria dos casos esta solução é totalmente ineficaz, podendo ser considerada como um caso de “tomar aspirina para tratar um câncer”.  Ou de enxugar gelo.
A malha rodoviária brasileira tem mais de 70% de suas rodovias pavimentadas com idade superior a 40 anos desde a sua construção, segundo dados do DNIT. Os projetos brasileiros na grande maioria foram desenhados para uma vida útil de apenas 10 anos. Além de ter ultrapassado em muito a vida útil, houve um aumento exponencial do volume de tráfego. Não bastasse isto, ainda tivemos um aumento brutal do peso dos caminhões, que transportam cargas cada vez mais pesadas, e em muitos casos com pneus mais finos. Isto destrói uma estrutura de um pavimento feito dinamite.
As obras de conservação rodoviária no Brasil geralmente têm se limitado a fresar uma determinada espessura do asfalto deteriorado e aplicar um novo material asfáltico. Como os problemas na grande maioria das vezes vêm das camadas subjacentes, o procedimento de “fresa e capa” acaba se tornando inútil. Em alguns casos basta poucos meses para que os problemas de trincas, fissuras, formações de buracos ou afundamentos voltem a surgir. E há também problemas de qualidade da nova mistura asfáltica e falhas de aplicação com a vibroacabadora e rolos compactadores.
A cultura de apenas tratar o que é visível é comprovada através dos avanços que tivemos nas últimas duas décadas com a pesquisa e desenvolvimento de diferentes tipos de misturas asfálticas, enquanto as camadas estruturais do pavimento continuam sendo as mesmas.


Os pavimentos ao serem submetidos a cargas acabam se deteriorando de baixo para cima. Todo material ao receber uma carga acaba sofrendo compressão na parte superior e tração na parte inferior, desde que este material seja ligado, isto é, tenha algum agente de coesão que mantenha as partículas unidas. Toda a estrutura do pavimento é projetada para resistir a um certo número de solicitações de carga, apresentando um comportamento elástico. Ou seja, o material sofre uma leve deformação e retorna ao estado inicial após a passagem da carga. Depois de um certo número de aplicações de carga o material não retorna ao seu estado original, originando a trinca. A falta de controle de peso dos caminhões pode acarretar um surgimento extremamente precoce destas patologias, pois as camadas não foram devidamente dimensionadas para tal carga. A partir do momento que as camadas inferiores do pavimento já sofreram com o início de propagação de fissuras e trincas é inútil realizar a manutenção apenas na camada asfáltica superior pois em pouco tempo os problemas voltam a ser visíveis.


Um grande avanço técnico para as camadas estruturais de base foi a pesquisa e desenvolvimento das bases estabilizadas com espuma de asfalto (BSM – Bitumen Stabilized Material), que eu postei aqui no Blog em janeiro de 2016. O BSM ainda é uma tecnologia recente, desenvolvida na Alemanha e ainda pouco aplicada na América Latina, todavia está em franco crescimento em muitos outros países. A grande vantagem do BSM é que o asfalto na forma de espuma cria inúmeros pontos de conexão entre os agregados que compõem a camada de base. Assim o material não está solto e ao mesmo tempo não está totalmente ligado, evitando a propagação de fissuras e passagem de água que destroem uma estrutura. Haverá com o tempo, após a passagem das cargas do tráfego, uma consolidação do material, ou seja, uma forma de compactação cujo assentamento do material gera apenas deformações superficiais. Neste caso, é necessário fresar e pavimentar a camada superior apenas. A estrutura abaixo está compactada e intacta.


A importância das camadas estruturais de base deve sempre ser levada em conta. Seja em construção de novas rodovias, em projetos de recuperação de estradas deterioradas ou mesmo em pavimentação urbana. É muito comum nas cidades brasileiras ruas ou avenidas onde passam caminhões e ônibus com o asfalto em péssimas condições. Muitas vezes por falta de um suporte de base adequado, o que explica a precoce deterioração poucos meses após um trabalho de recuperação asfáltica. O dimensionamento é fundamental para obter um pavimento de qualidade e duradouro.
Para recuperação de rodovias deterioradas a melhor solução é a reciclagem de asfalto (post de 2014 no blog) com a possibilidade de utilizar materiais de reforço, tais como cimento, emulsão asfáltica, espuma de asfalto ou agregados para correção granulométrica da mistura. Esta técnica já é utilizada no Brasil desde a metade dos anos 90, mas ainda em número muito abaixo do necessário. Em alguns Estados do Brasil ainda há um grande atraso em relação às soluções técnicas adotadas. Em rodovias onde é visível o comprometimento da estrutura, muitas vezes são utilizadas soluções inadequadas para tal situação, tais como microrevestimento e aplicação de PMF.
Veja o comparativo da técnica da Reciclagem em relação às demais soluções:
1.      Reconstrução: necessidade de transportar o material danificado e trazer novos materiais para construir camada por camada uma nova estrutura do pavimento.
2.      Sobrecamadas: ignorar os problemas de suporte e pavimentar uma nova e fina camada asfáltica. É o famoso “asfalto eleitoral”.
3.      Reciclagem: em uma única passagem da recicladora, os materiais existentes são 100% reaproveitados, com necessidade mínima de adição de materiais de reforço.



Segue algumas fotos de operações de reciclagem in-situ abaixo:


1.      Reciclagem de pavimento asfáltico e base de solo argiloso com a incorporação de cimento


2.      Reciclagem de pavimento asfáltico com incorporação de agregados para correção granulométrica







terça-feira, 31 de maio de 2016

Equipamentos corretos = maior produção com menor custo operacional

A evolução tecnológica dos equipamentos de construção e manutenção de rodovias foi muito além de prover ao operador melhores condições de trabalho e maiores facilidades de operação. As técnicas de engenharia civil aplicadas à pavimentação foram evoluindo conforme as máquinas foram sendo desenvolvidas e aprimoradas, de forma a possibilitar que houvesse um grande aumento de produção e também redução dos custos gerais da obra em relação as técnicas que eram até então utilizadas. 
As técnicas hoje existentes permitem que a estrutura do pavimento tenha uma longa vida útil e que a camada de rolamento seja de alta qualidade. Para realizar um projeto de qualidade é preciso conhecer bem as técnicas e equipamentos existentes, além de realizar a devida vistoria e estudo do local para escolher qual será a forma de construção ou intervenção necessária.
Algumas máquinas de maior porte geram um custo operacional inferior a equipamentos menores, embora o valor inicial de aquisição seja maior. O valor total de uma obra nem sempre é fácil de calcular precisamente, e muitas vezes geram transtornos devido a erros na composição dos custos. Uma máquina de menor porte ou um equipamento antigo podem apresentar altos custos de manutenção e peças, e uma taxa de produção baixa, cuja combinação acaba encarecendo os custos gerais ao longo de uma obra.

Nos últimos anos foram acompanhados inúmeros equipamentos com novas tecnologias em obras rodoviárias pelo Brasil, e assim obtivemos dados mais precisos sobre produção e custos operacionais. Abaixo, segue seis exemplos:


1.    Rolos Compactadores de Solos de 20.000 kg.

Nas etapas iniciais da obra, em compactação do subleito e das camadas de base, os rolos mais utilizados são os da faixa de 11 toneladas de peso operacional. Modelos mais pesados, de 20 toneladas, agregam algumas vantagens em obras onde é preciso alta taxa de produção, tais como barragens e grandes movimentações de terra, e em obras de reciclagem de asfalto onde a Recicladora apresenta uma alta velocidade de avanço e gera uma dificuldade ao comboio de compactação em executar o mesmo avanço.
Um único rolo de 20 toneladas pode fazer o trabalho de dois rolos de 11 toneladas, e dependendo do tipo de solo, com diminuição do número de passadas totais necessárias para alcançar a máxima densidade do solo. Soma-se a isto uma grande economia no consumo de combustível. Em média, o consumo de um rolo de 11.000 kg é de 12 litros por hora, enquanto no rolo de 20.000 kg com sistema eletrônico de gestão do motor é de 17 litros por hora. Considerando que o rolo mais pesado realiza o trabalho de dois rolos mais leves, a economia é de aproximadamente 30% no custo de combustível consumido.

Os rolos vibratórios possuem o Impacto Dinâmico, que é o somatório da Força Centrífuga gerada pelo movimento de vibração do cilindro e o peso do módulo dianteiro. Um rolo de 11 toneladas chega a 30.000 kgf de impacto, enquanto um rolo de 20 toneladas chega a mais de 45.000 kgf. Portanto, é preciso selecionar com cuidado o equipamento de acordo com as características da obra. Dentro de cidades, próximo a edificações e em pavimentos com estrutura formada por camadas mais finas, o ideal é utilizar o rolo mais leve. Já em obras pesadas a solução com um rolo de 20.000 kg é a melhor em termos de maior produtividade e menor custo de operação.


A diferença de dimensões entre rolos de 11 ton (direita) e de 20 ton (esquerda) é mínima.


2.       Usinas de Asfalto com reaproveitamento de material fresado


Misturas asfálticas sustentáveis têm sido estudadas há alguns anos no sentido de melhorar ou substituir as técnicas tradicionais. A principal é a reciclagem a quente em usina de asfalto através da utilização do resíduo da fresagem do pavimento, conhecido como RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) como um insumo, junto com agregados minerais virgens, na produção de misturas asfálticas.
As usinas de asfalto estão se atualizando e processando taxas cada vez maiores de RAP, tornando esta tecnologia viável nos aspectos ambiental, econômico e técnico. Fora das fronteiras brasileiras, principalmente na América do Norte e Europa, esta técnica é amplamente difundida, com uso do RAP em altas taxas na produção de novas misturas asfálticas.

É muito comum encontrar em obras rodoviárias grandes áreas de armazenamento de RAP, que não tem uma reutilização adequada. O uso de RAP diminui o custo de materiais pétreos por cada tonelada produzida de asfalto, que representa mais de 25% dos custos totais. Se um projeto determinar que o traço da mistura asfáltica deve reutilizar 30% de RAP em sua composição, pode haver uma redução de até 15% no custo total de produção.  De acordo com alguns estudos realizados no Brasil, há uma considerável redução de custos com o reaproveitamento do material asfáltico fresado. 

3.       Fresadoras de maior porte com menor custo horário de operação

Estudos comparativos realizados mostram que uma fresadora de maior porte apresenta um custo horário inferior por metro quadrado fresado em relação a uma máquina menor. Sendo assim uma grande vantagem a sua utilização em obras onde sejam requeridos altíssimos volumes de produção. Os dois modelos estudos são a fresadora Wirtgen W 100, fabricada no Brasil, com locomoção sobre rodas e 1 metro de largura de trabalho, e a fresadora Wirtgen  W 200, importada da Alemanha, com locomoção sobre esteiras e 2 metros de largura de trabalho.
Diversos fatores e variáveis influenciam a produção da fresagem asfáltica, tais como o tipo de cilindro de corte, o tipo de bit utilizado, o nível de dureza do asfalto, a temperatura da superfície, a logística da obra para que não gere interrupções e a experiência do operador. Considerando fatores similares, o comparativo entre os dois modelos apresenta um índice de produção muito maior para a fresadora de grande porte. Considerando uma camada de 5 centímetros de espessura, a velocidade de fresagem do modelo W200 é de aproximadamente 20 metros por minuto, enquanto que na W100 é de 11 metros por minuto. O modelo W200 tem o dobro de largura de trabalho, consequentemente o volume fresado total por minuto ou hora é muito maior. Em valores teóricos, a capacidade máxima da W100 é de 115 m³/h enquanto a da W200 é de 375 m²/h.
A composição de custos de fresagem envolvem os custos da máquina (depreciação, juros, manutenção preventiva, combustível, lubrificantes e água), do consumo de ferramentas de corte (bits e porta-bits) e o salário do operador. Estes valores somados devem ser divididos pela capacidade de produção do equipamento, que é a área fresada em metro quadrado a cada hora. Como a capacidade de produção da W200 é muito maior do que a W100, os gastos iniciais acabam se tornando menores na composição de custos. Conforme maior seja a capacidade de produção da máquina por hora, menores serão os custos operacionais horários. 


Modelos de fresadoras: 1 metro de largura de trabalho (esquerda) e 2 metros.


4.       Lastros e controle de calibragem em Rolos de Pneus

Ao contrário das fresadoras de asfalto, um rolo compactador de pneus um pouco mais leve apresenta um custo operacional inferior ao modelo mais pesado. Há um maior consumo de combustível quanto mais lastros esteja inserido no rolo, ou seja, quanto maior o seu peso operacional. Isto porque o equipamento é único, com a mesma potência de motor e mesmo projeto hidráulico, para as variações desde 10.000 kg até 28.000 kg de peso operacional.
Para compensar uma menor carga aplicada por pneu, é importante que o sistema de controle de pressão e calibragem dos pneus esteja funcionando corretamente. É recomendado que a pressão aplicada seja a intermediária, o que proporciona 100% de contato com a camada asfáltica, garantindo assim precisão e qualidade na compactação e acabamento. Se a pressão dos pneus está demasiadamente alta, há uma diminuição no contato com a camada de asfalto, sem uniformidade na aplicação da força. Se a pressão dos pneus está muito baixa, há contato apenas nas laterais dos pneus, deixando um vazio sem compactação na parte central. Em camadas de até 5 centímetros de espessura, um rolo de até 15.000 kg aplica força suficiente para a compactação e acabamento da superfície asfáltica desde que esteja com a pressão correta.






5.       Distribuidor de cimento junto à Recicladora de Asfalto

Em obras de estabilização de solos e reciclagem de asfalto pode ser utilizado a cal ou o cimento como um agente ligante para agregar propriedades de forma a melhorar as condições do material existente. Todavia é preciso que haja precisão na adição destes materiais. A adição manual ou com equipamentos inadequados não garantem a precisão necessária. A falta ou o excesso de agentes ligantes acarretam danos técnicos e prejuízos financeiros para a obra.
A adição de cimento em excesso faz com que a camada reciclada tenha suas propriedades alteradas que podem comprometer a vida útil do pavimento. A estrutura perde a capacidade flexível e torna-se mais rígida sem ter o dimensionamento correto para este comportamento, de forma a gerar trincas e fissuras. Já a adição em menor quantidade do que o especificado em análises de laboratório não acrescentam as devidas características de resistência projetadas.

No caso da reciclagem de pavimentos asfálticos com o uso de cimento, somente o custo deste insumo pode chegar a aproximadamente 70% do valor total da obra. Isto porque o uso do cimento geralmente requer 1% em relação ao volume total reciclado, que é o próprio material já existente na rodovia deteriorada. Não há necessidade de buscar novos materiais e transportá-los até a obra, o que torna a técnica da reciclagem com cimento extremamente econômica. Porém, faz com que o cimento tenha um alto percentual na composição dos custos. O uso de um distribuidor com controle eletrônico de dosagem garante a precisão necessária para que se tenha uma obra executada com qualidade e sem gastos desnecessários de materiais. 

                                         Distribuidor eletrônico de cimento



6.        Pavimentadora de Concreto para barreiras de proteção

A utilização de uma Pavimentadora equipada com molde específico para construção de barreiras de proteção em concreto é uma excelente opção que combina alta produção e baixos custos operacionais. Embora não seja ainda muito difundida no Brasil, esta técnica já foi utilizada algumas vezes em obras rodoviárias brasileiras e comprovou todas as suas vantagens. Analisando de forma comparativa os custos totais da construção de uma barreira de proteção New-Jersey executada de modo manual e com o uso da máquina, os resultados finais são surpreendentes.
A Pavimentadora Wirtgen SP 15 alcançou uma velocidade de avanço de 1,6 metros por minuto ao executar a concretagem da barreira de 80 cm de altura e base com 55 cm de largura. Com a devida logística de fornecimento de concreto, é possível alcançar mais de 500 metros por dia. No modo manual não se chega a metade deste valor. Há uma considerável diminuição do número de pessoas envolvidas devido a eliminação da etapa de montagem e fixação das formas de madeiras, concretagem e desmontagem das formas. O custo operacional deste equipamento é baixo, com consumo de combustível similar à de um rolo compactador de solos.

Em relação às técnicas tradicionais de montagem manual, o custo final de aplicação pode chegar a um valor 40% inferior. A versatilidade do equipamento permite utilizar diversos formatos de molde, em ambos os lados da máquina, para execução de barreiras de proteção de inúmeros formatos e dimensões, canaletas de escoamento de água e meio-fio de calçadas.