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.