Uso de material asfáltico reciclado (RAP) em Usinas de Asfalto

 

O ano de 2021 está sendo de muita importância para a pavimentação brasileira. Este ano ocorreu a atualização da norma DNIT 033/2021 – Concreto asfáltico reciclado em usina a quente – Especificação de serviço. Esta norma dita as regras quanto ao correto uso do material asfáltico reciclado, conhecido mundialmente como RAP (Reclaimed Asphalt Pavement), que é simplesmente o material fresado removido através do processo de fresagem de pavimentos asfálticos deteriorados e envelhecidos. Uma realidade já em grande parte do mundo, mas que ainda está em fase muito inicial no Brasil.

A norma foi atualizada com os procedimentos e equipamentos que são utilizados a nível nacional e internacional, configurados de acordo com o tipo de usina de asfalto (produção contínua em usinas móveis ou descontínua em usina fixa gravimétrica) e o percentual de RAP a ser utilizado na mistura asfáltica.  

CUIDADO ESSENCIAL 1: NÃO SECAR COMO UM AGREGADO VIRGEM

O asfalto deteriorado é removido através do processo de fresagem asfáltica. A máquina fresadora possui um tambor giratório dotado de inúmeras ferramentas de corte removíveis que penetram no pavimento, executam o corte e trituram o material. Este material é lançado para uma correia transportadora e descarregado em um caminhão.

Neste processo, o material triturado possui em sua composição o agregado e o ligante asfáltico envelhecido, o que impede o seu uso da forma como são utilizados os agregados virgens. As altas temperaturas internas do tambor de secagem de uma usina de asfalto não são adequadas para um material com presença de ligante asfáltico. Portanto, o RAP deve ser aquecido de uma maneira especial para o seu reaproveitamento ocorrer de forma adequada.

Um pavimento deteriorado é removido através da fresagem, gerando o RAP, um material nobre.

CUIDADO ESSENCIAL 2: UMIDADE DO RAP

Assim como os agregados virgens, o RAP precisa ser estocado de maneira a evitar uma alta umidade no momento do seu uso. Por receber um processo de secagem diferente dos agregados virgens, manter o material o mais protegido possível se torna ainda mais importante. Algumas usinas de asfalto com misturador externo ao tambor recebem o RAP sem aquecimento algum, o que torna ainda mais delicado o seu uso.

PERCENTUAL DE RAP POSSÍVEL NA MISTURA

O valor será definido pelo tipo de usina de asfalto a disposição para executar a obra. A norma orienta a forma correta de acordo com o tipo de usina. De acordo com estudos realizados no exterior, quanto maior o percentual de RAP na produção de novas misturas asfálticas, maior é a economia por tonelada produzida. Portanto, é muito importante que seja feito um estudo minucioso de cada projeto.

O exemplo abaixo representa o cenário em que um percentual maior de RAP na mistura asfáltica poderia ser utilizado. Uma rodovia com inúmeras camadas asfálticas sobrepostas ao longo dos anos, sem ter ocorrido fresagem. O volume presente de material asfáltico pode justificar um projeto diferenciado, cuja redução de custos por tonelada produzida poderia justificar o investimento em uma usina adequada e ainda gerar um bom lucro para o dono da obra e a empresa executora.

Realidade de algumas estradas brasileiras: várias camadas asfálticas sobrepostas, aplicadas ao longo dos anos, com grande volume de CBUQ.

ADITIVOS NECESSÁRIOS

Embora não haja consenso a nível mundial, é recomendado que seja utilizado uma pequena dosagem de um agente rejuvenescedor para melhorar as propriedades do ligante asfáltico presente no RAP. O envelhecimento do asfalto é natural com o passar dos anos, onde ocorre um processo químico complexo que resulta na oxidação. O ligante asfáltico se torna mais rígido e quebradiço, perdendo a propriedade flexível e a resistência mecânica. A superfície do pavimento asfáltico envelhece mais do que as porções mais abaixo, devido à exposição solar direta. Com a fresagem de uma determinada espessura de CBUQ, o RAP gerado ainda contém uma pequena porção deste asfalto envelhecido, o qual precisa ser verificado na etapa de dosagem da mistura em laboratório.

Mesmo com esse pequeno incremento orçamentário, o reaproveitamento de RAP traz economias com qualquer percentual de uso, pois diminui o percentual de ligante asfáltico novo (CAP – Cimento asfáltico de petróleo) e de agregados virgens. Tudo isto definido pela dosagem de cada projeto.

VARIABILIDADE DO RAP E BENEFICIAMENTO

Um gargalo para o uso do RAP em larga escala na pavimentação asfáltica no Brasil é a variabilidade do material. Nossos pavimentos no geral não são homogêneos, com variações de tipos de misturas asfálticas, remendos com diferentes materiais, etc. É preciso que haja mais homogeneidade do RAP para melhor reaproveitamento.

É recomendado que o RAP passe por um processo simples de britagem. Em outros países, com percentuais acima de 20% de RAP, o material é dividido em duas ou mais granulometrias, para que seja encaixado nas faixas granulométricas dos agregados virgens. Após a britagem inicial, a fração mais fina do RAP apresenta um maior percentual de ligante asfáltico envelhecido do que a fração mais grossa. É preciso que tenha um trabalho de laboratório para realizar a dosagem do projeto.

TIPOS DE USINAS DE ASFALTO E O PERCENTUAL DE RAP

O valor percentual de RAP utilizado deverá ocorrer de acordo com o tipo de usina de asfalto que for utilizada. Independente da característica da usina, é preciso que para execução de misturas asfálticas recicladas haja acessórios para inserção e controle do RAP.

Há duas formas para tratamento de RAP:

·         SEM AQUECIMENTO DE RAP – entrada do material em temperatura ambiente com os demais insumos (agregados virgens e cimento asfáltico). Requer superaquecimento dos agregados virgens.

·         COM AQUECIMENTO DE RAP – o material sofre um processo de aquecimento especial. Exige menor superaquecimento dos agregados virgens.

 

Para os tipos de usinas de asfalto mais comuns no Brasil, temos as seguintes situações:

1. USINAS DE ASFALTO CONTÍNUAS COM MISTURADOR EXTERNO: 

É o tipo de usina de asfalto mais comum no Brasil, presente no mercado há mais de duas décadas. Composta de um chassi rodoviário único, com modo de produção contínua, no Brasil popularmente ainda é chamada de usina volumétrica. O compartimento de mistura dos agregados com o cimento asfáltico é externo ao tambor de secagem e aquecimento dos agregados virgens.

Neste tipo de usina, o RAP entra diretamente ao compartimento de mistura, também conhecido como misturador pugmill. É preciso que haja um superaquecimento dos agregados virgens para que ocorra uma equalização da temperatura final de mistura. Isto resulta em maior consumo de combustível e maior desgaste do sistema de filtragem da usina. Em função de exigir o superaquecimento dos agregados virgens, é pouco eficiente para utilizar percentuais acima de 10% de RAP na mistura. Há dificuldades para a secagem de agregados mais porosos e RAP com maior presença de umidade. Outro ponto problemático é que o vapor azulado (blue smoke) gerado a partir do contato do RAP úmido com os agregados aquecidos é emitido para a atmosfera, sem ter uma conexão com o sistema de filtragem.

Configuração básica em chassi único e mistura externa ao tambor de secagem dos agregados.

É preciso que haja um equilíbrio da temperatura da mistura asfáltica dentro do misturador externo da usina, sendo necessário superaquecer os agregados virgens para compensar a menor temperatura do RAP, que entra sem aquecimento.

2. USINAS CONTÍNUAS COM TAMBOR-MISTURADOR (DRUM-MIXER): 

Este tipo de usina de asfalto é padrão ainda nos dias de hoje nos Estados Unidos e Canadá. O tambor que executa a secagem e aquecimento dos agregados também produz a mistura asfáltica, com injeção do cimento asfáltico em um compartimento na parte final do tambor, já em um local com temperaturas adequadas. O chama do queimador é localizada em uma parte mais centralizada do tambor, através de uma extensão.

No Brasil, este tipo de usina perdeu popularidade por diversas razões. Alguns fabricantes brasileiros no passado fizeram cópias mal feitas de modelos norte-americanos, o que gerou muitos problemas de qualidade. O uso do tambor-misturador exige um tambor de maior comprimento, enquanto alguns fabricantes brasileiros lançaram usinas com tambor muito curto, problemático para secar os agregados e executar a mistura com o CAP. Os fabricantes que adotaram a usina com misturador externo fizeram um forte trabalho contra as usinas de mistura interna, cuja falta de informação e conhecimento técnico no mercado brasileiro fizeram com que em muitos locais não seja permitido o uso deste tipo de usina.

A vantagem da usina com tambor-misturador é permitir um aquecimento adequado do RAP e utilizar um percentual maior, chegando a 30%. Com o uso de misturas asfálticas mornas (WMA – Warm Mix Asphalt), o percentual pode ser ainda maior. Sobre misturas mornas, um novo artigo será escrito em breve, pois é uma técnica que traz grandes vantagens técnicas e financeiras.

Em usina com chassi duplo, o maior comprimento do tambor-misturador traz vantagens técnicas (permite maior percentual de RAP) e econômicas (menor consumo de combustível).

O tambor-misturador (drum-mixer) possui a área de mistura com o cimento asfáltico localizada em um compartimento ao final do tambor, com temperaturas inferiores a parte inicial que recebe o fluxo de gases diretamente da chama do queimador.

O RAP ingressa através de um anel de entrada ao tambor, com temperatura adequada para o seu aquecimento e maior tempo de mistura com agregados virgens e cimento asfáltico.

3. USINAS CONTÍNUAS COM TAMBOR-DUPLO: 

Uma grande inovação na engenharia rodoviária, a usina de tambor-duplo permite o uso de altos percentuais de RAP na mistura asfáltica, chegando a 50%. Trata-se de um tambor dentro de outro, com os agregados virgens secos e aquecidos passando do tambor interno para o tambor externo, onde entra o RAP a uma temperatura inferior ao do tambor interno. Foi desenvolvida uma geometria de aletas que permite no tambor externo que os materiais façam um sentido ascendente com a rotação do conjunto dos tambores-duplos.

Este tipo de usina possui maior área de secagem e mistura a seco de agregados virgens e RAP, assim como maior área de mistura dos insumos com o cimento asfáltico. Consegue produzir qualquer tipo de mistura asfáltica com qualidade de uma maneira muito fácil. Há um maior aproveitamento térmico, em função do tambor externo absorver o calor do tambor interno, o que gera economia de custos operacionais em relação à consumo de combustível. Temos usinas de asfalto deste tipo trabalhando na Argentina, Chile, Perú e Colômbia.

Tambor duplo traz várias vantagens técnicas, entre elas a possibilidade de uso de um percentual de até 50% de RAP na mistura, sem customizações caras.

Usina de asfalto com tambor-duplo instalada próximo a Medellin, na Colômbia.

4. USINAS GRAVIMÉTRICAS:

Popularmente no Brasil conhecidas como usinas gravimétricas, possuem um sistema de produção descontínua. Se caracterizam por serem equipamentos fixos, utilizando um sistema de dosagem de agregados com separação granulométrica através de peneiras e pesagem individual de cada insumo. A produção ocorre em lotes (batch), por isto em inglês é conhecida como asphalt batch plant.

No Brasil, acredita-se que hoje as usinas gravimétricas representam menos de 10% das usinas existentes no país. A popularização das usinas móveis contínuas em função do menor custo e grande facilidade de transporte fez com que ao longo dos anos as usinas gravimétricas fossem menos adotadas, mesmo com as vantagens técnicas na dosagem dos materiais. Outro fator determinante foi que as usinas gravimétricas sempre se caracterizaram por serem usinas imensas, altas, pesadas, difíceis de transportar e demoradas para instalar. Porém, as últimas gerações de usinas gravimétricas são modularizadas e de menor dimensão, o que diminui bastante os problemas que ocorriam com os modelos mais antigos.

Embora tenha vantagens para a produção com agregados virgens, a usina gravimétrica necessita de maiores adaptações para o uso de RAP. Por ter uma produção de maneira descontínua, é preciso ter um tambor extra dedicado para uma secagem adequada do RAP, pois a pesagem de cada material é realizada de forma separada e não há como ter um tempo de mistura a seco adequado entre agregados virgens superaquecidos e RAP. Em países de primeiro mundo, há grandes discussões travadas sobre o fato das usinas contínuas com tambor-duplo ser a melhor opção técnica para reaproveitamento de RAP em percentuais acima de 20% em comparação com usinas gravimétricas.

Usinas gravimétricas antigas eram equipamentos não-modulares, com grandes dimensões e peso elevado.

Conceito modular de usina gravimétrica de última geração

Para maiores percentuais de RAP na mistura, o processo contínuo em usina com tambor duplo traz mais facilidade e menor necessidade de customizações caras.

VANTAGENS TÉCNICAS E ECONÔMICAS COM O REAPROVEITAMENTO DE RAP EM USINAS DE ASFALTO:

 

1.       Redução do consumo de recursos naturais: diminuição no uso de agregados virgens e de cimento asfáltico. A redução vai apresentar uma variação conforme o percentual de RAP usado, no entanto sempre ocorrerá.

 

2.       Redução do consumo de energia: por usar um insumo que é proveniente de um processo que já ocorre (fresagem de pavimentos), ocorre diminuição no uso dos materiais virgens cuja produção exige diversos processos que consomem alta energia (perfuração, detonação e britagem).

 

3.       Solução para o problema de disposição de resíduos: o RAP muitas vezes não tem um destino correto. Diminuição de passivos ambientais com o devido reaproveitamento.

 

4.       Aproveitar o processo de envelhecimento das camadas asfálticas: é um fenômeno natural que exige uma remoção futura. O reaproveitamento do RAP gerado pelo processo de remoção através da fresagem pode ser já programado dentro de um fluxo logístico de trabalho de construção e manutenção de pavimentos.

 

5.       Redução dos custos de produção: sempre haverá uma economia com o uso do RAP em usinas de asfalto. Embora haja variações nos custos dos insumos locais de cada país, diversos estudos mostraram que ao usar 20% de RAP, a economia por tonelada produzida supera os 15%. Com o uso de 50% de RAP, várias empresas dos Estados Unidos tiveram uma redução superior a 40% no custo da tonelada asfáltica produzida.

1.       Vantagens competitivas: empresas que estejam preparadas e familiarizadas com o uso de RAP em misturas asfálticas à quente, terão vantagens técnicas e financeiras para o futuro.

Fresagem asfáltica e reaproveitamento do RAP

 

O Brasil ainda não despertou sobre os benefícios técnicos e financeiros a respeito do reaproveitamento do material asfáltico reciclado (RAP, do inglês Reclaimed Asphalt Pavement), que é o asfalto removido através da fresagem da camada asfáltica. Como o próprio termo em inglês indica, o material é considerado um insumo reciclável.

 

DEFASAGEM TÉCNICA NA EXECUÇÃO DA FRESAGEM

A etapa de remoção de pavimentos através da fresagem costuma ter baixa produtividade no Brasil. O tempo de execução das obras poderia ser mais rápido caso a fresagem tivesse uma forma de execução com maior produtividade. Os serviços de recuperação de pavimentos poderiam ter mais quilômetros executados dentro da programação semanal ou mensal caso alguns procedimentos fossem seguidos.

 

SELEÇÃO DO EQUIPAMENTO

O Brasil é um dos últimos países do mundo onde se utilizam fresadoras de pneus para fresagem de pavimentos em rodovias. É um ótimo equipamento para aplicação dentro de cidades e em obras de menor porte, mas em rodovias possui baixa produtividade. Os pneus apresentam área de contato mínima com o pavimento, o que resulta em baixa força de tração. Isto influencia diretamente sobre a força aplicada ao corte no pavimento.

As fresadoras de asfalto com locomoção sobre esteiras costumam apresentar mais de 40% de rendimento, mesmo utilizando um tambor de corte com a mesma largura. Outra dificuldade com as fresadoras de locomoção sobre rodas é a descarga traseira do material. Além da dificuldade para o operador, o caminhão que recolhe o material asfáltico fresado precisa se locomover em marcha a ré. Isto ocasiona colisões frequentes, como no exemplo abaixo.

VELOCIDADE DE AVANÇO DE ACORDO COM A PROFUNDIDADE

A velocidade de avanço varia conforme o modelo de fresadora, a profundidade de trabalho, o estado de conservação da camada asfáltica e o tipo de mistura asfáltica que compõe o pavimento. Fresadoras com alta potência de motor e maior largura costumam ter produção altíssima. No exemplo abaixo, uma fresadora com tambor de corte de 2,20 metros de largura consegue avançar 16 metros por minuto ao cortar uma espessura de 6,3 centímetros.

FATORES DE PRODUÇÃO

Além da correta seleção do modelo de fresadora de asfalto, alguns fatores precisam ser levados em consideração alcançar alta produção na fresagem de pavimentos. A performance da fresagem não pode ser determinada apenas pela velocidade de execução. Outros fatores podem reduzir a produtividade:

 

1.       Tipo de cilindro de fresagem:

·         Cilindros de fresagem fina e microfresagem possuem maior número de ferramentas de corte, destinadas para fresagens mais superficiais. Para fresagens acima de 5 centímetros, acabam criando maior resistência ao corte, diminuindo a velocidade de avanço.

2.       Tipo da ferramenta de corte (bit):

·         Existe no mercado inúmeros modelos de bits, como são conhecidas as ferramentas de corte montadas no tambor das fresadoras. É preciso testar e buscar identificar quais são os bits que se adaptam melhor ao tipo de aplicação (profundidade, dureza do asfalto, etc).

3.       Nível de dureza do asfalto:

·         A fresagem em camadas asfálticas deterioradas apresenta maior velocidade de avanço do que em camadas mais bem preservadas. Misturas asfálticas com maior presença de agregados graúdos (exemplo: SMA) também representa maior resistência ao corte, afetando a velocidade de avanço e por consequência a produção.

 

4.       Temperatura da camada asfáltica:

·         No Brasil não costuma ser um problema, por termos um clima tropical. Porém quando a temperatura está inferior a 15°C, o nível de dureza é maior. No exterior, é considerado que em temperaturas entre 0°C e 15°C, pode ocorrer uma diminuição na performance entre 5% e 10%. Entre 15°C e 30°C é considerado uma faixa de temperatura ideal. Acima de 30°C, o asfalto mais quente apresenta menor resistência, aumentando a produção da fresagem.

 

5.       Logística da obra:

·         Não basta ter apenas a fresadora. É preciso programar a logística de caminhões para remoção do RAP.

 

6.       Experiência do operador:

·         Colocar um operador inexperiente e sem o devido treinamento também é um fator que pode diminuir a performance da fresagem. Operadores capacitados e experientes entregam maior produção.

REUTILIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO (RAP)

O reaproveitamento do material asfáltico fresado ainda é muito baixo no Brasil. Por uma série de razões, somos um país onde o RAP é quase que totalmente descartado, sem ter a devida reutilização.

Por sermos um país protecionista, as construtoras brasileiras estão há décadas dependendo da indústria nacional de equipamentos para equipar a sua frota. Por outro lado, os fabricantes brasileiros acabam produzindo equipamentos que atendam às necessidades técnicas local. É um círculo vicioso, sem a devida inovação e sem acompanhar a evolução que ocorre no restante do mundo. Importar uma usina de asfalto de outros países sempre foi muito caro, devido aos impostos de importação aplicados para proteger os produtos nacionais.

Um dos maiores atrasos da indústria nacional de equipamentos é o baixo reaproveitamento do RAP na produção de novas misturas asfálticas à quente. Embora os fabricantes brasileiros tenham sido comprados por grupos internacionais, as configurações das usinas de asfalto comercializadas continuam abrangendo um baixo percentual de uso do RAP. Este material não pode ser adicionado como um agregado virgem, por ter a presença de ligante asfáltico em sua composição. As altas temperaturas do tambor secador de uma usina afetariam o ligante asfáltico, por isso o RAP precisa ser introduzido e aquecido de uma maneira diferente.

O fabricante norte-americano ASTEC fez a nacionalização de um modelo de usina de asfalto que permite um alto percentual de RAP na mistura, de até 30%. Com a instalação de um módulo a parte com silo, peneira vibratória, ponte de pesagem e correia transportadora, o RAP ingressa no tambor secador em um compartimento localizado após a passagem dos agregados virgens pelo queimador, onde as temperaturas são inferiores. Desta maneira o RAP é aquecido pela passagem por este compartimento e pelo contato com os agregados virgens, antes da mistura ser executada com a adição do cimento asfáltico de petróleo (CAP). O tambor tem comprimento suficiente para que a secagem e aquecimento ocorra de maneira gradual e eficiente, assim como gerando economia de combustível pelo alto comprimento, sem necessidade de aumentar a potência da chama para secar e aquecer os materiais.

A economia com o reuso do RAP é considerável. Nos Estados Unidos, quando se utiliza 20% de RAP na produção de novas misturas asfálticas, a economia costuma ficar próximo de 15%. 

Webinar - Usinas de Asfalto

 Em parceria com a consultoria New Roads, fizemos em conjunto um Webinar sobre usinas de asfalto. Segue vídeo abaixo com a apresentação de cerca de 1 hora:

Veículo de transferência de material (asfalto)

Um equipamento ainda pouco conhecido no Brasil tem sido utilizado cada vez mais em obras de pavimentação pelo mundo. O veículo de transferência de material tem a função de receber o concreto asfáltico de um caminhão e transportar para uma pavimentadora / vibroacabadora de asfalto. O uso deste equipamento traz grandes melhorias para a qualidade da pavimentação e o aumento da vida útil de um novo pavimento asfáltico. 

O primeiro equipamento foi lançado em 1989, pelo fabricante norteamericano Roadtec com o nome de MTV Shuttle Buggy (MTV = material transfer vehicle, Shuttle Buggy = veículo aberto de transporte). Esta máquina passou por aprimoramentos técnicos e hoje é a melhor opção para obter um pavimento homogêneo e com qualidade ao evitar um dos maiores problemas na etapa construtiva: a segregação da mistura asfáltica. Nos anos 1980 houve muitas pesquisas e investigações nos Estados Unidos que apontaram a segregação como uma das principais razões para problemas prematuros em pavimentos. Isto inspirou a busca por uma solução técnica que evitasse a segregação.

       

Veículo de transferência de material em operação

PROBLEMA 1 - SEGREGAÇÃO GRANULOMÉTRICA

Podemos definir a segregação granulométrica como o efeito causado pela separação dos agregados de maior tamanho dos materiais menores, tornando a mistura sem homogeneidade. Este tema já foi postado aqui no blog em 2017. 

As causas que resultam em segregação são geralmente ocasionadas pela gestão ineficiente no transporte ou quando ocorre uma longa espera nos caminhões. A mistura asfáltica é aplicada sem ter homogeneidade em sua composição, embora tenha sido produzida em uma usina de asfalto de forma homogênea. Os estudos preliminares consideram um pavimento homogêneo para cumprir com suas funções e atingir um determinado período de vida útil. Porém ao ocorrer segregação dos materiais na etapa construtiva, estes quesitos não serão cumpridos. Alguns pontos terão menor capacidade de suporte às ações das cargas do tráfego, com maior volume de vazios. Alguns estudos apontaram que ao ter um aumento de apenas 1% no volume de vazios, a vida útil do asfalto pode ser reduzida em até 10%.

PROBLEMA 2 - FALTA DE HOMOGENEIDADE DE TEMPERATURA

Quando foi realizada a pesquisa para investigar as causas das falhas precoces nos pavimentos, se observou todo o processo construtivo da pavimentação asfáltica. Foi constatado através do uso de câmeras infravermelhas que a mistura asfáltica ao ser transportada em caminhões apresentava diferenças significativas de temperaturas. A parte externa, em contato com o ar, esfriava rapidamente. Esta falta de homogeneidade na temperatura pode provocar problemas durante a pavimentação e compactação. 

Toda mistura asfáltica sofre segregação térmica, não importando se o material acabou de ser produzido, ou se a usina de asfalto está próxima da obra ou o tipo de ligante asfáltico que é utilizado. A vibroacabadora de asfalto não tem como evitar a segregação térmica. A vida útil do pavimento asfáltico é seriamente afetada. Abaixo uma sequência de imagens explicando de forma clara a questão da segregação térmica, gerada em função da falta de homogeneidade de temperatura de um carregamento de concreto asfáltico e sua aplicação.

DETALHES TÉCNICOS DO EQUIPAMENTO

O transferidor do tipo Shuttle Buggy possui um silo de entrada, onde o caminhão descarrega o material. Uma correia primária transporta o CBUQ até o compartimento de mistura. Após a mistura e homogeneização do material, uma segunda correia transporta da parte interna para a externa, onde uma terceira correia com deslocamento lateral faz a transferência até o silo da vibroacabadora.

O grande diferencial técnico é o compartimento onde ocorre uma nova mistura do material asfáltico. Na parte inferior deste compartimento há um eixo distribuidor sem-fim de três seções, com a função de executar a mistura do concreto asfáltico recebido de um caminhão. Esta ação equaliza as temperaturas e mistura uniformemente as partículas do CBUQ. A capacidade de recebimento depende do modelo, com três opções: 15, 25 e 30 toneladas.

A correia transportadora de descarga é articulável em até 55° para a direita ou esquerda, permitindo pavimentar de forma deslocada e poupar tempo e dinheiro em determinados tipos de aplicações. Este recurso permite manter os caminhões fora do trecho onde foi aplicado a pintura de ligação. 

Detalhes do veículo de transferência de material asfáltico

As correias transportadoras de recebimento e descarga são ambas deslocáveis, se ajustando respectivamente ao tipo de caminhão e a posição da vibroacabadora.

Usando o Shuttle Buggy, a pavimentação asfáltica tem total homogeneidade de temperatura

Compartimento de mistura através de um transportador sem-fim de três seções, promovendo em equilíbrio térmico entre os materiais de maior temperatura com os materiais mais frios.

ECONOMIA E MELHORIA NA LOGÍSTICA

O uso de um veículo de transferência permite utilizar menos caminhões entre a usina de asfalto e o local da pavimentação. A capacidade de armazenar o concreto asfáltico pode eliminar os atrasos que acontecem quando o caminhão vazio se retira e a vibroacabadora de asfalto precisa interromper o trabalho porque o próximo caminhão ainda não chegou na obra. A diminuição no número de caminhões aumenta a eficiência, reduz custos e melhora a lucratividade do projeto. Basta otimizar a quantidade necessária, sem precisar ter caminhões parados na obra esperando a vez de descarregar o material.

PAVIMENTAÇÃO CONTÍNUA

Manter a vibroacabadora em movimento também é outro benefício do veículo transferidor. A pavimentação executada de forma contínua evita que a mesa compactadora “afunde” sobre o material. Isto é uma ocorrência muito comum em obras pelo Brasil, resultando em um desnível longitudinal. Muitas vezes este desnível não é corrigido de maneira adequada, permanecendo a irregularidade na pista. Valores de IRI (índice de irregularidade longitudinal) baixos são garantidos com o uso do veículo de transferência, em vez de descarregar o caminhão diretamente na vibroacabadora.

COLISÕES DO CAMINHÃO NA VIBROACABADORA

Outra ocorrência muito comum em obras rodoviárias brasileiras é a colisão do caminhão ao descarregar o concreto asfáltico na vibroacabadora. Dependendo da força do impacto, ocorre um desnível longitudinal em função da mesa compactadora sofrer um “tranco” durante o processo de pavimentação. Quando a vibroacabadora está se deslocando, a mesa compactadora flutua sobre a camada asfáltica ainda quente. A ação de seu peso junto com dispositivos de pré-compactação define a espessura de lançamento, em combinação com o ajuste de ângulo de ataque da mesa. Ao ocorrer o impacto, o equilíbrio de forças se altera por um instante, provocando o desnivelamento.

USO NO BRASIL

Embora tenha poucos equipamentos no Brasil, o uso já acontece. Abaixo, uma filmagem das obras de recuperação do pavimento da pista do aeroporto Santos Dumont, no Rio de Janeiro.

Pavimentação urbana no Brasil

Primeiramente gostaria de agradecer os contatos que recebo com frequência vindos através do blog, por e-mail ou diretamente por mensagens de WhatsApp. O blog tem mantido uma média superior a quatro mil acessos por mês, mesmo sem eu nunca ter feito divulgação alguma. Apenas pela sequência de postagens desde 2012 o blog acabou ficando bem posicionado nas buscas através de palavras-chave, e assim a “audiência” foi crescendo. Procuro sempre responder a todos, mesmo que algumas vezes demore vários dias.

Em função de razões pessoais e profissionais, não consegui atualizar o blog com a frequência que gostaria em 2019. Mas estou já com alguns novos assuntos “no forno”, prestes a serem postados. 

E a pavimentação urbana do Brasil, como melhorar?

Não é preciso ser especialista em pavimentação para constatar que a qualidade da pavimentação das cidades brasileiras é péssima. Seja em grandes capitais ou em cidades pequenas do interior, é cada vez mais difícil encontrar uma avenida ou rua que esteja em ótimo estado de conservação. Mesmo em obras executadas há pouco tempo é comum o aparecimento de defeitos precoces. Trafegar pelas vias brasileiras tem sido cada vez mais um teste de perícia e paciência para desviar de tantos buracos e defeitos.

Quais são as razões? Inúmeras. Primeiramente a cultura de baixa qualificação técnica dos trabalhadores que executam as obras e a falta de exigências de qualidade pelos órgãos públicos responsáveis pela fiscalização das obras. A maioria das falhas são as mesmas, repetidas do Oiapoque ao Chuí. E quais são as falhas mais comuns? Os 10 principais problemas observados na pavimentação urbana brasileira:

1. AUSÊNCIA DE ESTUDOS, PROJETOS TÉCNICOS E PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS DE PAVIMENTAÇÃO

Raramente os municípios fazem estudo de tráfego, sondagem da base (para verificar o CBR existente) ou dimensionamento adequado das camadas por algum método (Marshall, Superpave, etc). O que fazem é simplesmente pavimentar de qualquer maneira sobre uma base aparentemente compactada. Os problemas ocorrem principalmente em vias onde há tráfego mais pesado, com circulação de ônibus e caminhões.

A falta de investigações, de estudos e a ausência de projetos adequados resultam em falhas precoces e pavimentos destruídos em tempo cada vez mais curto. No entanto os maiores erros se percebem durante a execução. São raras as equipes de pavimentação de prefeituras que tenham recebido treinamentos técnicos, ou que sigam algum manual com procedimentos que os orientem durante a execução das obras.

Em muitas cidades se observam técnicas bizarras, como as fotos abaixo flagradas em uma rua de Porto Alegre. Como justificar um gasto público com uma aplicação tão sem sentido? Irregularidade de paralelepípedo basta remover as pedras, corrigir o solo abaixo, compactar e assentar as pedras novamente.

Em Porto Alegre adotam esta “técnica”: correção do desnivelamento da via em paralelepípedo com aplicação de algum tipo de mistura asfáltica.

2. DESCONHECIMENTO TÉCNICO DAS OPÇÕES DE EQUIPAMENTOS E MATERIAIS

As prefeituras têm imensas dificuldades técnicas em definir quais são os equipamentos que podem auxiliar na manutenção viária. Muitas vezes por falta de conhecimento de seu corpo técnico são licitadas máquinas inadequadas para a realidade local.

Por exemplo, uma usina de asfalto a quente exige um alto valor financeiro para ser comprada e também para realizar manutenções preventivas. Quando ocorre alguma manutenção corretiva, em função de alguma falha de operação, o custo é ainda maior. Somente cidades com boa saúde financeira conseguem manter em operação uma usina de asfalto para produção de CBUQ. Mas não basta a usina, é preciso também planejar como o asfalto será aplicado e o maquinário necessário. Muitas vezes o asfalto produzido é aplicado de forma inadequada, com o uso de motoniveladoras em vez de vibroacabadoras de asfalto, resultando em um pavimento com imperfeições.

Usina de asfalto da prefeitura de Porto Alegre. Em 2013 foram adquiridos dois modelos de 140 toneladas por hora de produção, porém não produzem nem 20 toneladas por dia. Mais um exemplo de desperdício de dinheiro público.

Uma solução para cidades de médio e pequeno porte é a aquisição de usinas de PMF (pré-misturado a frio). Há modelos de equipamentos com menor capacidade de produção, podendo atender perfeitamente a realidade de muitos municípios. O PMF pode ser utilizado tanto em operações tapa-buraco quanto em pavimentação de ruas de baixo tráfego. Em vias de maior tráfego pode ser utilizado também, desde que tenha um projeto de mistura adequado, assim como o dimensionamento das camadas de base. Hoje no mercado há inúmeros tipos de emulsões asfálticas sendo comercializados, podendo produzir uma mistura a frio com qualidade

3. FALHAS BÁSICAS NOS PROCEDIMENTOS DE EXECUÇÃO

Se a falta de treinamento de mão-de-obra especializada é bastante comum em grandes construtoras, a situação nas prefeituras é muito pior. Praticamente não há treinamento algum para os funcionários responsáveis. O conhecimento é repassado de forma precária dos mais experientes para os mais novos. Só que esses conhecimentos são geralmente ultrapassados, e muitas vezes estão tecnicamente errados.

É preciso que as prefeituras através da secretaria de obras e da maior autoridade do município (o prefeito) busquem capacitações para os profissionais responsáveis pelas obras de pavimentação. Justamente para evitar situações como a da foto abaixo, onde a pintura de ligação foi aplicada de maneira precária e sem cumprir com sua função técnica no processo de pavimentação.

A fiscalização dos serviços das empresas ganhadoras de licitação também precisa ser melhorada. Erros básicos são cometidos em todas as etapas da pavimentação, mas raramente alguma medida é tomada contra a empresa executora. Muito em função da falta de capacitação dos servidores responsáveis pela fiscalização, que simplesmente desconhecem a forma adequada de executar uma obra de pavimentação asfáltica. 

Pintura de ligação aplicada de forma manual e precária. Desta maneira não há como garantir a coesão entre base e a nova capa asfáltica.

4. SOBREPOSIÇÃO DE CAMADAS ASFÁLTICAS

Infelizmente uma prática muito comum pelo Brasil. O asfalto danificado e envelhecido não é removido. Simplesmente colocam uma nova camada asfáltica por cima, esquecendo o que permanece por baixo.

Esta prática gera reflexão de trincas para a nova camada asfáltica. Uma camada asfáltica nova sobre outra camada existe com muitos defeitos, sem realizar a remoção através da fresagem. Quando ocorre uma situação como esta, o pavimento já está condenado a sofrer trincas por reflexão.

Uma camada asfáltica totalmente trincada recebe uma nova camada de pavimentação acima. Fotos: Felipe Cava, blog Além da Inércia: https://alemdainercia.wordpress.com/

5. FALTA DE NIVELAMENTO NA PAVIMENTAÇÃO:

Trafegar nas cidades brasileiras significa sacolejar o tempo todo. Não apenas por causa dos buracos, mas também por causa da falta de nivelamento na pavimentação tanto no sentido longitudinal quanto no transversal. Praticamente não há o uso dos sistemas de nivelamento eletrônico nas pavimentadoras (vibroacabadoras) de asfalto que executam a pavimentação. A mistura asfáltica é aplicada por cima de uma base nivelada apenas pela passagem da lâmina de uma motoniveladora, o que não garante a regularidade geométrica.
Como melhorar? Há sistemas mais simples de nivelamento eletrônico. A instalação de sensores ultrassônicos faz com que a média das irregularidades seja repassada para a mesa compactadora da máquina, amenizando os desníveis longitudinais.

Raramente utilizam os sistemas de nivelamento automático nos equipamentos. O que poderia diminuir as irregularidades longitudinais e transversais dos pavimentos asfálticos.

O uso de simples sensores ultrassônicos, sem contato, pode melhorar a qualidade da pavimentação de ruas e avenidas.

6. USO INDISCRIMINADO DO ASFALTO À FRIO ENSACADO

Eis uma prática que se dissemina feito erva-daninha pelo Brasil. O uso desenfreado do asfalto ensacado, como se fosse uma solução mágica para resolver todos os problemas das vias públicas brasileiras.

O asfalto a frio ensacado é uma mistura asfáltica que utiliza um aditivo especial, que aumenta sua capacidade lubrificante e permite que o material seja ensacado logo após ser produzido. Posteriormente, ao abrir o saco, inicia-se o processo de reação do aditivo com o oxigênio, diminuindo a trabalhabilidade da massa asfáltica e provocando o endurecimento do material.

O produto não é ruim, desde que seja utilizado de forma adequada. Para prefeituras que não tenham maquinário próprio, ou regiões do Brasil que são carentes de empresas especializadas em pavimentação, o asfalto ensacado pode ser uma ótima opção para ser utilizado em caráter emergencial para operações tapa-buraco.

Acontece que alguns fornecedores do produto vendem “gato por lebre”. Afirmam que o material pode ser aplicado em buraco cheio d´água e que pode ser compactado pelo próprio tráfego. Uma bobagem total. Nenhum buraco com água dentro é devidamente tapado sem estar seco, é uma lei básica da física (dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo). Se a água não é removida, então como o novo material vai preencher o volume e não se soltar dentro de pouco tempo?
Outra inconsistência técnica divulgada por alguns fornecedores é que o asfalto ensacado pode ser compactado pelo próprio tráfego. Isto significa que o serviço é precário, sem estar nivelado com o pavimento existente. Resumindo: dinheiro público sendo rasgado através de um serviço muito mal feito.

Aplicação precária e péssima qualidade final são características comuns no uso de asfalto ensacado para tapar buracos.

7. CULTURA DO REMENDO “AD ETERNUM”

A mistura asfáltica tem uma vida útil. Depois que perde sua capacidade flexível, após sofrer um gradual processo de oxidação, passa a sofrer com o surgimento de trincas e fissuras. É preciso então remover totalmente a camada envelhecida e aplicar um novo material. Mas o que fazem as prefeituras? Vão aplicando remendo ao lado de remendo.
Em algum momento o pavimento asfáltico vai entrar em colapso. Em alguns casos o prazo de validade já está tão vencido que basta uns dias de chuva para o pavimento literalmente “se dissolver”. É o famoso asfalto “Sonrisal”. Infelizmente uma realidade muito comum das cidades brasileiras.

A precariedade do asfalto brasileiro gera piadas e memes na internet.

8. TAPA-BURACO EXECUTADO DE FORMA ERRADA

A operação tapa-buraco é necessária para consertar a via de forma emergencial. Mesmo em países onde jorra petróleo do solo e dinheiro não é problema, não há como substituir totalmente a camada asfáltica quando surge um único buraco. Ou seja, as operações emergenciais para tapar buracos são realizadas mesmo em países onde a pavimentação é impecável. Só que esta operação deve seguir alguns procedimentos técnicos.

Uma das falhas mais comuns no tapa-buraco é jogar o material sobre um buraco sem recortar o mesmo. Ao redor de um buraco existente há inúmeras trincas por onde a água entra e assim inicia o processo de degradação do pavimento. Ou seja, um novo buraco pode surgir ao lado do buraco que recém foi tapado.
Outras ocorrências de má-qualidade na execução do tapa-buraco é a falta de pintura de ligação para garantir a aderência da nova mistura asfáltica, o uso de material asfáltico inadequado, a falta de nivelamento com o pavimento existente, falhas ou até mesmo ausência de compactação do novo material, entre outros erros.

Os buracos devem ser recortados, preferencialmente através de fresagem. O novo material deve ser colocado de forma homogênea, compactado e nivelado.

9. DESNIVELAMENTO DE BUEIROS E TAMPAS DE INSPEÇÃO

Eis aqui um dos maiores problemas da pavimentação urbana brasileira. As prefeituras são totalmente omissas em relação aos desníveis de bueiros e tampas de inspeção nas ruas e avenidas das cidades. Desníveis que podem até mesmo ocasionar acidentes graves.

Em muitas cidades o asfalto deteriorado sequer é removido, colocando uma nova camada sobre a capa existente. Porém o bueiro segue na altura anterior, resultando em um grande e perigoso desnível. Esta diferença na altura da tampa deveria ser ajustada para o nível do novo pavimento.

Tampas de inspeção e bueiros desnivelados é um problema muito comum em praticamente todas as cidades do Brasil.

Vejam como que se faz a adequação da altura de tampa de inspeção na Alemanha:

10. INTERFERÊNCIAS DAS COMPANHIAS DE ÁGUA, ESGOTO, GÁS, ETC.

É muito comum pelo Brasil os órgãos municipais de água e esgoto realizarem a escavação em um pavimento relativamente novo para realizar algum conserto ou instalação de tubulação. O problema é que na grande maioria dos casos o acabamento do local que foi trabalhado fica péssimo, com remendos muito mal feitos.

Em geral são utilizados materiais de baixa qualidade, com misturas asfálticas diferentes do restante da camada asfáltica da via. Os procedimentos técnicos de aplicação e compactação são inadequados, muitas vezes realizados de forma precária, manualmente. Não é incomum permanecer um desnível com o pavimento existente.

Para os departamentos de água, esgoto, gás, etc, é preciso também fornecer o devido treinamento, caso estes órgãos venham a executar consertos que exijam a escavação do pavimento asfáltico e o seu fechamento posterior. 

A falta de planejamento e a intervenção de outros órgãos municipais em uma via pavimentada geram problemas de qualidade no pavimento