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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: [email protected]
Thiago Alves Carvalho
Graduando em Engenharia Civil, UNIPAC, Brasil, E-mail: [email protected]
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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