Viabilidade Do Uso de Asfalto Borracha

Estudo comparativo entre a utilização de asfalto-borracha e

tecnologias convencionais para pavimentos.

Roberta Ramos Santos

Orientador: Prof. Ms. Ailton Dias dos Santos

INTRODUÇÃO

�Pavimento é um tipo de revestimento sobre o qualatuará a carga imposta pelo tráfego de veículos.

�Tem como objetivo aferir segurança e conforto aousuário.

� Projetado com base em dados estatísticos e previsão detráfego futuro.

� Estrutura definida a partir das solicitações ecaracterísticas portantes do material.

INTRODUÇÃO

� Concreto asfáltico é a camada de revestimento dentro deuma estrutura de pavimento, sendo a camada mais nobre.

� Obtido a partir da mistura de asfalto e agregados.

� Definição dos materiais constituintes e proporções sãodefinidas a partir de faixas pré-estabelecidas buscando comoresultado final as características desejadas.

� Ensaiados diversos teores buscando a otimização daspropriedades desejadas.

INTRODUÇÃO

Objetivo

�Divulgar e discutir a aplicabilidade técnica, financeira eambiental do asfalto-borracha.

INTRODUÇÃO

Justificativa

� A utilização de borracha de pneu em pavimentaçãoiniciou-se efetivamente na década de 1960.

� A quantidade considerável de pneus inseridas nomercado motiva a busca de alternativas para seu descarteminimizando impactos ao ambiente.

� O asfalto acrescido de borracha moída de pneus geramelhora significativa nas propriedades elásticas do concretoasfáltico, consequentemente incrementando a vida útil domesmo.

• REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

• Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessura finita, sobre semi-espaço teoricamente infinito, designado como sub-leito.

• Pavimento flexível

• Sofre deformações elásticas sob carregamento aplicado, distribuindo-as para as camadas subjacentes.

• REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

• O dimensionamento é feito a partir de dados estatísticos do tráfego, e suas projeções futuras para obter o número de solicitações.

Estrutura básica de pavimentos flexíveis.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Propriedades mecânicas das misturas asfálticas

Estabilidade

Resistência a deformações permanentes;

Flexibilidade

Resistência a flexão sob cargas cíclicas;

Durabilidade

Resistência a desintegração causada pelo tráfego eintemperismo

Resistência à derrapagem

Resistência ao deslizamento dos pneus.


Asfalto

� Ligante betuminoso proveniente da destilação dopetróleo.

� Asfalto é definido que dispersão coloidal de partículas deasfalteno em meio oleoso denominado malteno.

Propriedades físicas que denotam o desempenho empavimentação:

� Durabilidade;

� Termoviscoplasticidade;

� Pureza;

� Segurança


Tipos de ligantes de base asfáltica

Asfalto modificado por polímero

� Polímeros são macromoléculas sintéticas, estruturalmente simples, constituídas de unidades estruturais em sua longa cadeia (BERNUCCI et al, 2008).

�Objetiva o incremento na durabilidade.

�Tráfego de veículos pesados é intenso ou a manutenção é dificultosa.

�Interação das macromoléculas do polímero com asfalto.

�Deverá manter as propriedades durante o período de estocagem e aplicação.


Materiais utilizados para fabricação de concreto asfáltico

� Emulsão asfáltica;

�Asfalto diluído; e

�Asfalto espuma


Agregados:

�Material sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas de concreto (ABNT, 2005).

�Vida geológica.

�Tensões impostas superficiais e internas.

�Classificado a partir da sua natureza (natural, artificial e reciclado), tamanho (graúdo e miúdo) e granulometria (densa ou bem graduada, aberta, uniforme, descontínua).


Dosagem da mistura asfáltica:

�Teor de projeto;

Dosagem Marshall

�Adoção de diferentes teores de ligante com intervalo de 0,5%. Gerando Curvas de:

�Massa específica aparente e máxima teórica;

�Volume de vazios, vazios do agregado mineral e relação betume-vazios; e

�Fluência e estabilidade.

�Teor de projeto em função do volume de vazios, estabilidade Marshall ou massa específica.


Ensaios para caracterização de mistura asfáltica

�Objetiva a melhor compreensão do comportamento dos materiais utilizados em pavimentação.

�Principais propriedades dos materiais: comportamento tensão-deformação e desempenho.

Dentre os ensaios mais comuns:

�Adesividade;

�Penetração;

�Ponto de amolecimento;

� Recuperação elástica;


Ensaios para caracterização de mistura asfáltica

�Ponto de fulgor;

�Densidade relativa;

�Viscosidade

� Estabilidade Marshall;

�Resistência à tração; e

�Módulo de resiliência.


Histórico da utilização de borracha para fabricação de asfalto-borracha

�Primeiras experiências datam de 1920.

�Primeiro produto “Ramflex” (1940)

�Charles McDonald iniciou estudos para asfalto com borracha.

�A Lei sobre a Eficiência do Transporte Intermodal de Superfície (ISTEA) � quantidade mínima de borracha a ser adicionada para pavimentação asfáltica.

�O Conselho Nacional do Meio Ambiente editou, em 1999, a resolução nº 258, estipulando a indústria de pneumáticos como responsável pelo descarte dos pneus inservíveis.


Produção nacional de pneus

�Produção nacional de pneus em 2008 foi de 61,5 milhões de unidades (ANIP, 2009).

�O desenvolvimento econômico do país proporcionou acesso de maior número de pessoas à veículos automotor.

0

20

40

60

80

100

120

São Paulo(SP)

Rio deJaneiro (RJ)

Curitiba (PR) BeloHorizonte

(MG)

Brasília (DF) Porto Alegre(RS)

Manaus(AM)

Evo

luçã

o da

frot

a de

veí

culo

s (%

)

Evolução da frota nacional de 2001/2009 (adaptado de G1, 2009).


Reciclagem de pneus.

�Reforma (Recauchutagem).

�Recuperação.

�Regeneração.


Asfalto-borracha:

�A adição de borracha moída de pneu�incremento nas propriedades plásticas.

� A borracha moída: modificador do asfalto ou agregado.

ModificadorDeformação

Permanente

Trincas

Térmicas

Trincas de

Fadiga

Dano por

UmidadeEnvelhecimento

Elâstomeros * * * *

Plastômeros *

Borracha de pneu * * * *

Negro-de-fumo * *

Cal * *

Enxofre *

Modificadores Químicos *

Antioxidante *

Melhorados de Adesividade * *

Cal Hidratada * *

Benefícios de diferentes tipos de modificadores de asfalto (BERNUCCI et al, 2008).


Agregado borracha obtido pelo processo seco

�Borracha moída entra como agregado;

�A mistura feita antes da adição do ligante asfáltico;

�O uso em concreto asfáltico usinado à quente;

�É utilizado de 3 a 5% de borracha (massa total dos agregados);

�O agregado mineral deve possuir granulometria aberta ou descontínua para melhor acomodar a borracha.


Processo de obtenção do ligante asfalto-borracha

�São diferenciados pela estocabilidade (terminal

blending) ou não-estocabilidade (continuos blending).

Execução

�Similar às misturas convencionais , diferenciando-se pela temperatura de lançamento e compactação mais elevada.

Usos

�SAM e SAMI;

�CAUQ;


Avaliação econômica do uso do asfalto-borracha

�Para CAUQ convencionais é de 25 a 160% mais caro em função da granulometria;

�Redução da espessura da camada;

�Aumento da vida útil;

�O impacto sobre as economias locais de vias arteriais em manutenção são reduzidos;

�O benefício ambiental.

METODOLOGIA

�Ampla revisão bibliográfica sobre pavimentação, reciclagem de pneus e asfalto-borracha;

�Estudo de caso:

Uso de asfalto-borracha em obras de manutenção nas rodovias componentes do Sistema Anchieta Imigrantes (SAI), em especial a Rodovia dos Imigrantes;

�Levantamento do contexto histórico sobre a política ambiental adotada no SAI;

�Discussão dos resultados;

�Considerações finais sobre o uso do asfalto-borracha.

ESTUDO DE CASO

Histórico da Rodovia dos Imigrantes

�Necessidade de alternativas de deslocamento baixada santista – capital;

�A conclusão da Rodovia Anchieta se deu em 1953;

�Saturação Rodovia Anchieta, década de 1960;

�Idealização da Rodovia dos Imigrantes;

�Conclusão pista ascendente em 1970;

�Concepção da pista ascendente e projeto básico em 1986;

�Concessão da Rodovia dos Imigrantes à Ecovias;

�Em 2002 a pista descendente da Rodovia dos Imigrantes entra em operação.

ESTUDO DE CASO:

Comprometimento ambiental

�Desde sua concepção original elaborada pelo DERSA (Desenvolvimento Rodoviário S.A.)

Comprometimento ambiental na fase de elaboração

Dentro do Parque Estadual da Serra do Mar,alternativas :

�Utilização das estradas de serviço existentes;

�Mudança no traçado do viaduto VD-01 para adaptar-se a novas condições ambientais;

�Alteração de viadutos para túneis , para evitar poluição dos rios Marcolino e Pilões;

�Adoção de tubulões nos viadutos do parque;

�Previsão da dispositivos de segurança e proteção

ESTUDO DE CASO

Comprometimento ambiental na fase de execução

�Controle dos impactos gerados;

�Impacto gerado de quarenta vezes (comparado com a pista ascendente);

�Utilização quase integral de mão de obra local;

�Programa de monitoração ambiental;

�Criação de Departamento ambiental na construtora CR Almeida para;

�Educação ambiental dos funcionários;

�Resgate e remanejamento de animais e plantas;

�Controle das áreas de desmatamento;

�Recuperação e replantio das áreas afetadas e plantio compensatório;

ESTUDO DE CASO

Comprometimento ambiental na fase de execução

�Implantação de estações de tratamento de água;

�Dispositivos de retenção de sedimentos;

�Monitoramento da qualidade da água;

�Estação de tratamento de esgoto gerado na obra;

�Destinação correta dos resíduos sólidos;

�Sistema de controle de poeira nas centrais de britagem;

�Sistema de coleta de líquidos derramados nas pistas.

ESTUDO DE CASO

Comprometimento ambiental na fase de operação

�Ecovias foi a primeira concessionária no mundo com certificação ISO 14.001;

�Minimização dos impactos e efeitos com adoção das seguintes práticas:

�Monitoramento da qualidade do ar, emissão de ruídos, da qualidade da água, do comportamento da fauna e flora;

�Minimização dos efluentes líquidos;

�Redução na geração de resíduos sólidos;

�Ações preventivas contra acidentes com cargas perigosas;

ESTUDO DE CASO

Comprometimento ambiental na fase de operação

�Recuperação da Mata Atlântica;

�Otimização da energia utilizada;

�Projetos sociais educativos ;

�Campanhas de conscientização dos usuários;

�Materiais alternativos de construção civil.

ESTUDO DE CASO

Utilização do asfalto-borracha no SAI

�O uso de asfalto-borracha pela Ecovias começou em 2002, em caráter experimental;

�Primeiro trecho à receber asfalto-borracha foi a curva da onça na Rodovia Anchieta, ilustrada nas figuras abaixo.

SP-150 Rodovia Anchieta - Ecovias Curva da Onça (ARTESP, 2009).

ESTUDO DE CASO

Utilização do asfalto-borracha no SAI

�Bons resultados � usina própria fabricação asfalto-borracha em 2005.

�Investimento de 22 milhões de reais; executado 324 km; reciclado para isso 195 mil pneus.

Rodovia Anchieta Trecho da serra

Rodovia dos Imigrantes

Trecho de planalto, entre os km 10 e 40

Rodovia Anchieta Trecho de planalto, Marginal Norte entre os km 10 e 18

Rodovia Anchieta Trecho da baixada santista, Marginal Sul, entre os km 59 e 65

Rodovia Anchieta Trevo no km 29, acessando o bairro Riacho Grande em São Bernardo do Campo

Trechos que utilizaram asfalto-borracha (JORNAL DA BAIXADA SANTISTA, 2009).

ESTUDO DE CASO

Resultados

�Os principais resultados obtidos em trechos experimentais na Rodovia dos Imigrantes no ano de 2003, são descritos nas tabelas a seguir.

Material %

Brita 1 17,05% Brita ½ -

Pedrisco 35,02% Pó de Pedra 41,20%

Areia -

Filler 1,43% Subtotal 94,70%

Betume 5,3% TOTAL 100,0%

Traço da mistura betuminosa (SOLEIL, 2003)

ESTUDO DE CASO

Resultados

Características Gerais da Mistura Betuminosa (SOLEIL, 2003).

Ensaios

caracteristicos Projeto Tolerân.

Tolerân.

Convenc.

Densid. Aparente g/cm³ 2.410 - 24301 Estabilidade Marshall kg 1.060 ≥ 800 ≥ 750

R.B.V. % 73,0 65-78 60-72

V.V. % 3,2 3-5 4-10 Fluência (0,01") 3,4 2,0-4,5 15 1

Teor Ot. de Betume (%) 5,3 4,71

Absorção Graúdo 0,70%

Miúdo 0,50% Densidade Real (CAP) (g/cm3) 1.035 - 1.0301

1 Valor obtido em dosagem de concreto asfáltico convencional, utilizado como forma de parametrizar a discussão.

ESTUDO DE CASO

Resultados

Características do cimento asfáltico de petróleo (SOLEIL, 2003).

Material unidade

Penetração (CAP 20) 100g - 5 seg. mm 41,0

Ponto de amolecimento º C 55

Recuperação elástica % 55 Ponto de fulgor º C 260

Densidade relativa 25ºC/25ºC 1035

DISCUSSÃO

Resultados

�A aplicabilidade é função de fatores técnicos, ambientais e financeiros ;

�A execução do asfalto-borracha mais similar possível as tecnologias convencionais;

�O controle da temperatura e agitação � crucial no sucesso;

�A temperatura de aplicação é mais alta que em tecnologias convencionais, e o aumento da viscosidade é mais rápido;

�Aumento da vida útil;

DISCUSSÃO

Resultados

�Fatores que indicam incremento na vida útil: relação betume-vazios, volume de vazios e elasticidade;

�Sete anos de uso satisfatório no SAI;

�Custos iniciais maiores, fator impeditivo;

�Diluição dos custos na economia em manutenção;

�O uso de asfalto-borracha proporciona maior segurança e conforto ao usuário;

�Os benefícios ambientais devem ser ponderados juntamente com outras alternativas;

�Deve-se dar preferência a redução e reutilização;

�A reciclagem de pneus com outros usos deve ser estudada.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

�Do ponto de vista técnico a utilização é viável;

�Gera melhora efetiva nas propriedades elásticas;

�Custo inicial mais elevado;

�Maior durabilidade diminui custos de manutenção;

�Reciclagem de pneus em pavimentação último recurso;

�A adoção do asfalto-borracha fica a critério do interessado a partir de um julgamento subjetivo ambiental-financeiro;

�A Ecovias considerou os benefícios do uso do asfalto-borracha maiores que a economia gerada pela tecnologia convencional

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ANDRIETTA, A. Pneus e meio ambiente: um grande problema requer

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ASFALTO BORRACHA, A NOVA TENDÊNCIA NA RECUPERAÇÃO DE RODOVIAS. In: Jornal Baixada Santista. Disponível em <http:santos.jornalbaixadasantista.com.br/conteúdo/asfalto_borracha_nova_tendencia_2007.aspx>. Acessado em 05 dez.2009.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregados –

Terminologia. São Paulo: ABNT, 2005.

Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos. Dados da produção

nacional de pneus. Disponível em <http:anip.com.br>. Acessado em: 24 out.2009.

PRINCIPAIS REFERÊNCIASBERNUCCI, L. et tal. Pavimentação asfáltica: formação básica para

engenheiros. Rio de Janeiro: ABEDA, 2006.

BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Manual

de pavimentação. Rio de Janeiro, 2006.

ECOVIAS DOS IMIGRANTES. Sistema de gestão ambiental e

responsabilidade social. São Paulo: Ecovias dos Imigrantes, 2008.

ECOVIAS DOS IMIGRANTES. Sustentabilidade. Disponível em <http:www.ecovias.com.br/siteEcovias/institucional/sustentabilidade/default.aspx>. Acessado em: 05 dez.2009.

FAXINA, L. Estudo em laboratório do desempenho de concreto asfáltico

usinado a quente empregando ligante tipo asfalto-borracha. São Carlos: USP, 2002.

SOLEIL ENGENHARIA E TECNOLOGIA LTDA. Projeto de CBUQ – Faixa IV com borracha. São Paulo: Soleil engenharia e tecnologia ltda.: 2003.

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FIGUEIREDO FERRAZ CONSULTORIA E ENGENHARIA DE PROJETOS. Prêmio

Panamericano de desenvolvimento sustentável – Eng. Luiz Wannoni

Lander (Cidade do México, 22 set.2004).

FIGUEIREDO FERRAZ CONSULTORIA E ENGENHARIA DE PROJETOS. Rodovia dos Imigrantes. Engenharia e Meio Ambiente, caminhando

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FROTA DE VEÍCULOS CRESCE ATÉ 240% EM OITO ANOS NAS MAIORES CIDADES DO PAÍS. In: Organizações Globo, portal de notícia G1. Disponível em <http://g1.globo.com/Noticias/Carros/0,,MUL1352939-9658,00-FROTA+DE+VEICULOS+CRESCE+ATE+EM+OITO+ANOS+NAS+MAIORES+CIDADES+DO+PAIS.html>. Acessado em: 20 out.2009.

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