UNIVERSIDADE POSITIVO TIAGO BATISTA ESTUDO COMPARATIVO ENTRE AS CARACTERÍSTICAS DO ASFALTO CONVENCIONAL DE DO ASFALTO BORRACHA

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1 UNIVERSIDADE POSITIVO TIAGO BATISTA ESTUDO COMPARATIVO ENTRE AS CARACTERÍSTICAS DO ASFALTO CONVENCIONAL DE DO ASFALTO BORRACHA Curitiba 2010

2 TIAGO BATISTA ESTUDO COMPARATIVO ENTRE AS CARACTERÍSTICAS DO ASFALTO CONVENCIONAL DE DO ASFALTO BORRACHA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Positivo como parte dos requisitos para graduação. Orientador: Prof. Cláudio Marchand Krüger Curitiba 2010

3 AGRADECIMENTOS Ao término de um trabalho, uma longa caminhada se fez, muitas pessoas foram contatadas e, neste momento, são lembradas com gratidão. Ao professor Claudio M. Krüger ao aceitar a orientação, tornou-se para mim, não só Mestre, mas também amigo com quem puder contar todos os momentos de dificuldades. Obrigado pela paciência e sabedoria. Aos meus pais Jonas e Lilian por suas constantes presenças, a minha irmã Tatiane e meu irmão Jonas Jr.,bem como aos meus tios por fazerem parte deste sonho. As minhas amigos pelas horas compartilhadas nesta importante fase da vida. E aos meus avós luzes da minha caminhada, meus amores incondicionais.

4 Resumo Desde 1960 são realizados pesquisas relacionadas com pneus descartados para serem utilizados em pavimentação asfáltica, com o objetivo de diminuir o impacto ambiental gerado pelo pneu. Este trabalho tem como objetivo comparar o desempenho do ligante Asfáltico Modificado por Borracha (AMB) e ligante asfáltico convencional (CAP 50/70). Foram realizados ensaios de laboratório de viscosidade, ponto de amolecimento, penetração, recuperação elástica e adesividade para comparar as diferenças entrem os dois ligantes, com isso indicando uma grande diferença entre os 2 ligantes. Para analisar o desempenho do Concreto Asfáltico Usinado a Quente (CBUQ) com os dois ligantes, foram moldados corpos de prova simulando o pavimento que foi ensaiado em laboratório no Método Marshall. Com esses dados obtevese as diferenças entre as características dos ligantes e o desempenho deles no pavimento. Os principais resultados das diferenças das características dos ligantes foi a viscosidade (AMB = 1760 cp e a do CAP 50/70 = 66 cp), o ponto de amolecimento (AMB = 54 ºC e CAP 50/70 = 50ºC), a recuperação elástica (AMB = 75,0% e CAP 50/70 = 0,0%). No desempenho de um corpo de prova realizado com ligante Asfáltico Modificado por Borracha (AMB) o resultado da estabilidade foi de 1323,12 kgf e da fluência foi de 2,54 mm enquanto o do ligante Asfáltico de Convencional (CAP 50/70) o resultado da estabilidade foi de 1124,78 kgf e a fluência foi de 3,25 mm. Palavras-chave: Asfalto Modificado por Borracha, Asfalto Convencional, ensaio Marshall.

5 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS AMB ASFALTO MODIFICADO POR BORRACHA AMP - ASFALTO MODIFICADO POR POLÍMERO ANIP ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE INDÚSTRIAS PNEUMÁTICAS CAP CIMENTO ASFÁLTICO DE PETRÓLEO CBUQ CONCRETO BETUMINOSO USINADO A QUENTE CONAMA CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE DA DENSIDADE APARENTE DM DENSIDADE DA MISTURA DR DENSIDADE REAL DER DEPARTAMENTO DE ESTRADAS E RODAGEM DNIT DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA TERRESTRE IBAMA INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE RBV RELAÇÃO BETUME E VAZIO VAM VAZIOS DE AGREGADO MINERAL VV VOLUME DE VAZIOS

6 LISTA DE TABELA TABELA 1: EVOLUÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA FEDERAL E ESTADUAL (KM). 19 TABELA 2: ESPECIFICAÇÃO DO ASFALTO CONVENCIONAL (CAP 50/70) 25 TABELA 3: ESPECIFICAÇÕES DO LIGANTE ASFALTO-BORRACHA 28 TABELA 4: PRODUÇÃO ANUAL DE PNEUMÁTICOS EM UNIDADES POR GRUPO. 30 TABELA 5: PRAZOS E METAS IMPOSTAS AOS PRODUTORES E IMPORTADORES EM RELAÇÃO À DESTINAÇÃO DE PNEUS INSERVÍVEIS. 31 TABELA 6: ESPECIFICAÇÃO DO ENSAIO MARSHALL PARA LIGANTE AMB 48 TABELA 7: ESPECIFICAÇÃO DO ENSAIO MARSHALL PARA LIGANTE CAP 50/70 48 TABELA 8 - TAMANHO NOMINAL DO AGREGADO 49 TABELA 9: CUSTOS DE EXECUÇÃO DOS REVESTIMENTOS DE CBUQ COM CADA TIPO DE ASFALTO. 51 TABELA 10: FAIXA DE LIMITES PARA GRANULOMETRIA 54 TABELA 11: RESULTADO DOS ENSAIOS LIGANTE AMB 57 TABELA 12: RESULTADO DOS ENSAIOS LIGANTE CAP 50/ TABELA 13: COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DA MISTURA 61 TABELA 14: LIMITES DA FAIXA DE TRABALHO 63 TABELA 15: DENSIDADES DAS FRAÇÕES 64 TABELA 16: DENSIDADES DA MISTURA DOS AGREGADOS 66 TABELA 17: DENSIDADE MÁXIMA TEÓRICA DO AMB (D) 66 TABELA 18: DENSIDADE MÁXIMA TEÓRICA DO CAP 50/70 (D) 67

7 TABELA 19: DENSIDADES DOS CORPOS DE PROVA COM AMB 68 TABELA 20: DENSIDADES DOS CORPOS DE PROVA COM CAP 50/70 68 TABELA 21: VOLUME DE VAZIOS DOS CORPOS DE PROVA COM AMB_ 70 TABELA 22: VOLUME DE VAZIOS DOS CORPOS DE PROVA COM CAP 50/70 71 TABELA 23: VAZIOS DE AGREGADO MINERAL COM AMB 72 TABELA 24: VAZIOS DE AGREGADO MINERAL COM CAP 50/70 73 TABELA 25: RELAÇÃO BETUME VAZIOS COM AMB 75 TABELA 26: RELAÇÃO BETUME VAZIOS COM CAP 50/70 76 TABELA 27: ESTABILIDADE COM AMB 77 TABELA 28: ESTABILIDADE COM CAP 50/70 78 TABELA 29: FLUÊNCIA COM AMB 79 TABELA 30: FLUÊNCIA COM CAP 50/70 80 TABELA 31: RESULTADO DO TEOR ÓTIMO DO LIGANTE ASFÁLTICO 81 TABELA 32- RESULTADOS COM LIGANTE AMB 82 TABELA 33 - RESULTADOS COM LIGANTE CAP 50/70 83 TABELA 34 - DIFERENÇA ENTRE LIGANTES 84 TABELA 35 - DIFERENÇA DE DESEMPENHO 85 TABELA 36 - TABELA DE CUSTO 86

8 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: CAMINHO DO OURO (1726) MINAS-PARATI 17 FIGURA 2: RESQUÍCIOS DO CAMINHO DO OURO (1726), PARATI (2003) 17 FIGURA 3: ESTRADA REAL 18 FIGURA 4: ESTRADA DO MAR E ESTRADA UNIÃO E INDÚSTRIA DE FIGURA 5: DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS NOS PAVIMENTOS RÍGIDOS E FLEXÍVEIS 20 FIGURA 6: DESENHO ESQUEMÁTICO DAS CAMADAS QUE CONSTITUEM UM PAVIMENTO 21 FIGURA 7: MISTURA ASFÁLTICA COM PARTÍCULAS DE BORRACHA. _ 27 FIGURA 8: MAPA QUE MOSTRA A QUANTIDADE DE PNEUS INSERVÍVEIS DESCARTADOS DE FORMA INCORRETA. 33 FIGURA 9: CICLO DO PNEU. 34 FIGURA 10: ENSAIO DE PONTO DE AMOLECIMENTO 39 FIGURA 11: PENETRÔMETRO 41 FIGURA 12: VISCOSÍMETRO ROTACIONAL. 44 FIGURA 13: DUCTILÔMETRO 46 FIGURA 14 - ENSAIO DO PONTO DE AMOLECIMENTO 59 FIGURA 15 - ENSAIO DE PENETRAÇÃO 59 FIGURA 16 - ENSAIO DE DUCTILIDADE 59 FIGURA 17 - ENSAIO DE GRANULOMETRIA 62 FIGURA 18 - ENSAIO DE EQUIVALENTE DE AREIA 62 FIGURA 19 - ENSAIO DE ESTABILIDADE E FLUÊNCIA 80

9 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO Objetivo Geral Justificativa 14 2 REVISÃO DA LITERATURA Origem do Pavimento Pavimento Etapas Construtivas Asfalto Convencional Asfalto Borracha Patente Nacional Sustentabilidade Ambiental Diferenças entre as Características do Asfalto Borracha e do Asfalto Convencional Ensaios Ponto de Amolecimento (anel e bola) Aparelhos necessários para a execução do ensaio Penetração Adesividade Viscosidade Ductilidade Ensaio Marshall Durabilidade do PavimENTO Custo 50 3 METODOLOGIA Estudo Preliminar 53

10 3.2 Estudo do Material Pétreo Ensaio Marshall Custo de obra 56 4 RESULTADOS E ANÁLISES Resultados dos Ligantes Resultado do Ligante AMB Resultado do Ligante CAP 50/ Análise dos Resultados dos ligantes Adesividade Caracterização dos Agregados Faixas de Trabalho Densidades das Frações Análise dos resultados do material pétreo Método Marshall Densidades da Mistura dos Agregados Densidade Máxima Teórica Densidades dos Corpos de Prova Volume de Vazios dos Corpos de prova (Vv) Vazios de Agregado Mineral (VAM) Relação Betume Vazios (RBV) Estabilidade Fluência Teor Ótimo do Ligante Asfáltico Análise dos resultados do Método Marshall 81 5 CONCLUSÃO 84 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 87

11 11 1. INTRODUÇÃO Dentre os produtos mais antigos empregados na construção se destaca o asfalto, também conhecido como betume. Há referência do uso deste material pelos Fenícios e até por Noé, que utilizou betume na impermeabilização da histórica Arca (IBP, 2008). Na Era Moderna, o betume, que se trata de asfalto natural, deu vez para o Cimento Asfáltico de Petróleo CAP, que nada mais é do que um derivado de petróleo primário como o diesel, gasolina, querosene, dentre outros (IBP, 2008). Vale a pena ressaltar que quando dirigimos nossos veículos ou simplesmente caminhamos nos pavimentos construídos com CAP, que recebem a designação de pavimentos flexíveis, não andamos sobre asfalto, mas sim sobre concreto betuminoso (ANIP, 2010). Atualmente, o CAP é utilizado amplamente pela engenharia civil, seja na forma bruta ou industrializada, como impermeabilizante ou ainda como agente aglutinante na pavimentação rodoviária; através de sua mistura, em equipamentos específicos, com material pétreo. Segundo Morilha (2004), hoje cerca de 90% das vias e rodovias do mundo têm como revestimento o concreto betuminoso que conduz a pavimentos flexíveis, que por sua vez usam como agente ligante-aglutinante o CAP.. Porém, na Europa e Estados Unidos em sua grande maioria, os CAP s utilizados na pavimentação são modificados por polímeros elastoméricos ou por pó de borracha oriunda de pneus inservíveis (BERTOLLO, 2002). O CAP, quando modificado por polímeros elastoméricos ou por pó de borracha, recebe designações distintas, sendo estas: AMP Asfalto Modificado por Polímeros Elastoméricos, e; AMB Asfalto Modificado por Pó de Borracha de Pneus, com pelo menos 15% em peso de pó de borracha.

12 12 Segundo Morilha (2004), o uso de asfaltos modificados em pavimentação vem crescendo em todo o mundo, inclusive no Brasil; por sua vez, os usos de asfalto borracha vêm crescendo mais do que o uso de asfalto polímero. O uso do AMB, além de prolongar a vida útil dos pavimentos, conduz a destinação adequada deste passivo ambiental que são os pneus inservíveis. Assim sendo, este Trabalho de Conclusão de Curso contempla os conteúdos relativos ao estudo comparativo entre o asfalto convencional em relação ao asfalto modificado por borracha e está estruturado em três capítulos, considerando este como introdutório. Ainda no primeiro capitulo é encontrado o objetivo geral do trabalho, bem como a justificativa para a realização do mesmo. No que diz respeito à justificativa para a realização do trabalho, está fundamentalmente embasada nas resoluções do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) que preconizam que haja uma destinação final aos pneus inservíveis no País, e uma grande solução é a aplicação desse material na composição do asfalto. No segundo capítulo é encontrado o embasamento teórico que contempla desde a origem da pavimentação, passando pela definição de um pavimento e suas funções, etapas construtivas de uma rodovia até chegar ao asfalto borracha. Veremos onde se iniciou a sua utilização e como está sendo utilizada essa tecnologia no Brasil. É abordada a questão da patente nacional asfalto borracha. Também é discutida a durabilidade do pavimento, mostrando como são feitos os ensaios de laboratório e que os tipos de ensaios podem ser feitos, e de complemento à justificativa são apresentadas informações sobre a sustentabilidade ambiental, em conformidade com as resoluções 258, 301 e 416 do CONAMA, até chegar ao estudo do custo do material estudado. No terceiro capítulo, são demonstrados, sinteticamente, os passos metodológicos que serão seguidos a fim de que o objetivo do trabalho seja alcançado. Neste sentido, contempla estudos preliminares de características dos ligantes asfálticos obtidos através dos ensaios de laboratório, a fim de realizar análises de desempenho do concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ) e o

13 13 ligante asfáltico modificado por borracha (AMB) e obter as conclusões de qual tipo de pavimento é melhor. Os dados para a comparação entre os pavimentos construídos com cimento asfáltico de petróleo (CAP) e o pavimento construído com asfalto modificado por borracha oriunda de pneus inservíveis serão obtidos na segunda etapa deste trabalho, o qual seguirá os passos metodológicos de acordo com as normas da ABNT.

14 Objetivo Geral Comparar as características do Asfalto Borracha e do Asfalto Convencional, em relação a: custo, propriedades mecânicas e características gerais, do ponto de vista da engenharia e do meio ambiente. 1.2 Justificativa O grande avanço no transporte em relação ao aumento no número de veículos circulando, geraram um forte impacto ambiental no que diz respeito aos pneus velhos descartados que são abandonados em locais impróprios e que causam grandes transtornos para a saúde e a qualidade de vida das pessoas. Segundo a Folha de Londrina, de setembro de 2006: De acordo com as organizações internacionais, a produção de pneus novos está estimada em aproximadamente 2 milhões por dia no mundo todo. Já o descarte de pneu velho chega a atingir anualmente a marca de 800 milhões de pneus. Neste sentido a Política Nacional de Meio Ambiente, em seu artigo 94, subseção X - dos pneumáticos, bem como o Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA, no artigo 2º da resolução 258/99 (CONAMA, 1999), obriga as empresas fabricantes e importadoras a coletar e dar destinação final apropriada aos pneus inservíveis existentes no território nacional. A resolução estabelece uma proporção de coleta relativa às quantidades fabricadas. Atualmente, para cada quatro pneus novos fabricados ou importados, as empresas fabricantes ou importadoras deverão dar destinação final a cinco pneus inservíveis (CONAMA, 1999).

15 15 No Brasil, cerca de 100 milhões de pneus inservíveis estão espalhados em aterros, terrenos baldios, rios e lagos, segundo estimativa da Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP, 2010). E a cada ano são produzidos cerca de 45 milhões de pneus novos no país. Sua principal matéria-prima, a borracha vulcanizada, é de difícil degradação e se queimada a céu aberto contamina o meio ambiente, uma vez que libera grande quantidade de CO 2, enxofre, entre outros gases até de efeito cancerígeno (ANIP, 2010). Esses pneus abandonados não são apenas problemas ambientais, mas também de saúde pública. Além de servirem como ninhos para ratos e cobras, eles acumulam água das chuvas e criam ambientes propícios à formação de focos e disseminação de doenças como a dengue e febre amarela. Em função desses fatos, é necessário estudar formas para minimizar os impactos ambientais gerados pelo acúmulo de pneus lançados sem controle algum ao meio ambiente. Os pneus, depois de reciclados, podem ser utilizados para cobrir áreas de lazer e quadras esportivas, fabricar tapetes para automóveis; passadeiras; saltos e solados de sapatos; colas e adesivos; câmaras de ar; rodos domésticos; tiras para indústrias de estofados; buchas para eixos de caminhões e ônibus, entre outros produtos. Bem como, em obras de pavimentação, onde a borracha de pneu pode ser incorporada aos materiais asfáltico. Embora muitos profissionais relatem em estudo como Morilha e Ceratti falem que misturas modificadas com adição de borracha têm suas propriedades mecânicas melhoradas, muito precisa ser estudado e pesquisado sobre este assunto, o que justifica o presente estudo.

16 16 2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 Origem do Pavimento No Egito, por exemplo, existe uma das mais antigas estradas pavimentadas, com a função de transportar cargas pesadas, que eram levadas através de trenós para a construção das pirâmides entre os anos a.c. Já na Ásia, foi construída a Estrada Real com aproximadamente 2000 km, no ano de 500 a.c. (BERNUCCI, et. al, 2007). Com relação às Américas, têm destaque os impérios Incas com a Estrada do Sol e o Império Maia com destaque para as Estradas Brancas (BERNUCCI, et. al, 2007). A pavimentação no Brasil teve início em 1560 com a construção da Estrada do Mar. Em 1726 o Caminho de Ouro fazia a ligação de Minas Gerais ao Rio de Janeiro, rodovia que ficou conhecida como Estrada Real. Já em 1865 foi construída a estrada de rodagem União e Indústria (144 km) ligando Petrópolis a Juiz de Fora, estrada essa que foi a primeira a usar macadame como base e revestimento, pois todas as estradas executadas no país até então eram feitas com pedras importadas de Portugal. Como podemos ver pelas Figuras de 1 a 4 a seguir, as nossas primeiras rodovias estão longe de ser o que conhecemos hoje como rodovias.

17 17 FIGURA 1: CAMINHO DO OURO (1726) MINAS-PARATI Fonte: (BERNUCCI, 2007) FIGURA 2: RESQUÍCIOS DO CAMINHO DO OURO (1726), PARATI (2003) Fonte: (BERNUCCI, 2007)

18 18 FIGURA 3: ESTRADA REAL Fonte: (BERNUCCI, 2007) FIGURA 4: ESTRADA DO MAR E ESTRADA UNIÃO E INDÚSTRIA DE 1865 Fonte: (BERNUCCI, 2007)

19 19 No Brasil, no ano de 2005 haviam km de rodovias pavimentadas, das quais 58 mil km eram rodovias federais, km rodovias estaduais e km rodovias municipais (BERNUCCI, et. al, 2007). Na Tabela 01 apresenta a evolução da rede rodoviária Federal e Estadual TABELA 1: EVOLUÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA FEDERAL E ESTADUAL (KM). Ano Pavimentada Federal Não pavimentada Total Pavimentada Estadual Não pavimentada Total Fonte: Ministério do transporte (apud Bernucci et. al, 2007). A Tabela 1 acima mostra um resumo da evolução das rodovias brasileiras dentre os anos de 1970 a 2007, e é possível observar que principalmente as rodovias estaduais tiveram um grande avanço Pavimento O pavimento é uma estrutura construída sobre o terreno natural (subleito) a partir da execução dos serviços de terraplenagem, por meio de várias camadas de materiais diferentes, cuja função principal é fornecer ao usuário segurança e conforto, fornecendo, sob o ponto de vista da engenharia, a máxima qualidade e o mínimo custo (SANTANA, 1993).

20 20 Dentre as principais funções dos pavimentos, vale ressaltar segundo a NBR 7207 (ABNT, 1992): resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais do tráfego, melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança e resistir aos esforços horizontais, tornando o mais durável possível a superfície de rolamento. No que diz respeito à estrutura do pavimento, podem-se classificar em pavimentos rígidos, pavimentos semi-rígidos e pavimentos flexíveis (CHAVES, 2009). De modo geral, os pavimentos são classificados em pavimentos rígidos e pavimentos flexíveis, sendo que os pavimentos rígidos são aqueles que sofrem pouca deformação e normalmente são constituídos de concreto de cimento, já os pavimentos flexíveis são aqueles em que as deformações não levam o pavimento ao rompimento, como pode ser observado na figura 5 a seguir. (CHAVES, 2009). FIGURA 5: DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS NOS PAVIMENTOS RÍGIDOS E FLEXÍVEIS Fonte: (CHAVES, 2009) Segundo Chaves (2009), o pavimento rodoviário pode ser composto pelas seguintes camadas, como pode ser visto na Figura 6: - subleito; - fundação do subleito;

21 21 - regularização; - reforço do subleito; - sub-base; - base e; - revestimento (camada de rolamento). FIGURA 6: DESENHO ESQUEMÁTICO DAS CAMADAS QUE CONSTITUEM UM PAVIMENTO Fonte: (CHAVES, 2009) Essas variadas camadas da estrutura possuem a função de diluir as tensões verticais aplicadas na superfície para que o sub-leito receba o mínimo possível desta tensão. A tensão horizontal aplicada na superfície exige uma mínima coesão capaz de suportar a parcela de cisalhamento (SANTANA, 1993). A camada responsável por receber e distribuir os esforços oriundos do tráfego é a base, camada essa que fica logo abaixo da camada de revestimento. O material utilizado na camada da base deve ter características tecnológicas superiores ao da sub-base, com CBR mínimo de 80% de acordo com o Método DER (CHAVES, 2009). O revestimento é a camada impermeável que recebe diretamente as ações do tráfego de veículos e as transmite para a base. (CHAVES, 2009).

22 22 O revestimento é responsável por melhorar as condições de segurança e resistir ao desgaste causado pelo tráfego. Normalmente, esta camada é executada com espessura entre 3 cm e 5 cm. A espessura da camada de revestimento é pequena em relação às demais camadas do pavimento, devido ao seu preço unitário, que é bem mais elevado. Desta forma, procura-se projetar um pavimento com a camada de revestimento o menos espessa possível. (SANTANA, 1993) Etapas Construtivas No que diz respeito às etapas construtivas de uma rodovia podemos citar: (CHAVES, 2009). - planejamento deve conter informações sobre a análise econômica do empreendimento, bem como as fontes alternativas de obtenção de recursos e o cronograma físico-financeiro; - estudo preliminar é onde serão constituídos os serviços de abertura de trilha, levantamentos topográficos, estudo das alternativas de traçado da rodovia, execução de sondagens do subsolo e estudo da proximidade de jazidas. - anteprojeto é onde será definido o traçado da rodovia; - projeto executivo onde será feito o detalhamento do traçado escolhido com os levantamentos quantitativos de serviços necessários e o orçamento e; - a construção da rodovia que, sem dúvidas é a etapa mais importante e complexa de todo o sistema, começa desde a limpeza do terreno até a rodovia estar liberada para o tráfego, e passa por confecção de estradas de serviço, drenagens profundas e superficiais, corte e aterro, compactação dos aterros até chegar à estrutura do pavimento, passando pela sub-base, execução da base e execução do revestimento da pista de rolamento. Depois de feito o revestimento, vem à sinalização da rodovia, e o tratamento superficial de acostamento para que a rodovia possa ser operada. Atualmente, devido ao apelo ambiental, essas atividades mencionadas precisam estar de acordo com as exigências impostas através de resoluções do

23 23 CONAMA, e para atingirem esses objetivos com êxito é necessário acrescentar mais algumas atividades construtivas, dentre as quais se destacam: (CONAMA, 1986). - estudo de alternativas de traçado dentro do enfoque de minimizar os impactos ambientais; - estudos ambientais - nessa fase serão necessários os levantamentos ambientais a fim de obter uma licença provisória; - projeto ambiental nessa etapa deverão ser definidos os procedimentos cabíveis referentes aos impactos ambientais levantados, bem como a definição de áreas compensatórias às áreas de impacto. Ao final desta etapa, tem-se a licença de implantação; - implantação das ações ambientais nesta etapa, em simultaneidade, serão executadas as obras de compensação ambiental definidas pelo órgão licenciador quando da emissão da licença de implantação. Ao final das obras, será emitida a licença de operação para haver a entrada da rodovia em vigor. Esses estudos ambientais são exigências legais a partir da resolução 001 do CONAMA de 23 de janeiro de 1986, por caracterizar que construções rodoviárias são obras de engenharia capazes de causar impactos significativos ao meio ambiente (CONAMA, 1986). 2.2 Asfalto Convencional A utilização de asfalto na pavimentação no Brasil teve início no ano de 1928, com a construção da Rodovia Washington Luís e a Estrada do Mar que foi revitalizada e asfaltada (Portal rodovias do Brasil, 2010). A obtenção de asfalto utilizado na pavimentação é realizada através da destilação de tipos específicos de petróleo, na qual as frações leves (gasolina, diesel e querosene) são retiradas no refino (BERNUCCI, et. al, 2007). No Brasil o produto resultante deste processo de destilação passa a ser chamado de CAP - Cimento Asfáltico de Petróleo (BERNUCCI, et. al, 2007).

24 24 Esse ligante tem propriedades termoviscoplásticas, é impermeável a água e é pouco reativo. O CAP encontra-se semi-solido quando em baixas temperaturas, liquido em altas temperaturas e viscoelástico à temperatura ambiente (BERNUCCI et. al, 2007). Segundo Bernucci et. al (2007), a característica termoviscoelástica desse material manifesta-se em seu comportamento mecânico, sendo suscetível à velocidade, ao tempo e à intensidade de carregamento, e á temperatura de serviço. Ainda neste sentido segundo a Petrobrás (2010) O CAP é um material termossensível utilizado principalmente para aplicação em trabalhos de pavimentação, pois, além de suas propriedades aglutinantes e impermeabilizantes, possuem características de flexibilidade e alta resistência à ação da maioria dos ácidos inorgânicos, sais e álcalis. Em suas aplicações, é necessário que o CAP esteja homogêneo e livre de água, e para uma melhor utilização recomenda-se o conhecimento prévio da curva viscosidade / temperatura (PETROBRÁS, 2010). Segundo a AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO, GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS através da resolução nº19 de 11 de julho de 2005 classificam os cimentos asfáltico de petróleo (CAP s), de acordo com o ensaio de penetração, e pode ser classificado como: CAP 30-45, CAP 50-70, CAP e CAP O CAP 50/70 para a aplicação de obra tem que estar dentro das especificações do ligante, conforme a Tabela 02.

25 25 TABELA 2: ESPECIFICAÇÃO DO ASFALTO CONVENCIONAL (CAP 50/70) ENSAIO MÍNIMO MÁXIMO Viscosidade 135 ºC (cp) Viscosidade 150 ºC (cp) Viscosidade 177 ºC (cp) Ponto de Amolecimento (ºC) 46 - Penetração (dm) Recuperação Elástica (%) NA - Fonte: Certificado de Ensaio Petrobrás Asfalto Borracha Segundo Faxina (2002), a história de adição de borracha de pneu no asfalto começou na década de 40 nos Estados Unidos pela Companhia de Reciclagem de Borracha, U.S. Rubber Reclaiming Company. Mas só em 1963 nos próprios Estados Unidos, por Charles H. McDonald, que iniciou uma pesquisa, incorporando borracha moída, um material com alta elasticidade, para ser aplicado em pavimento asfáltico. Na década de 1990, o CENPES (Centro de Pesquisa da Petrobrás) no Brasil começou a fazer pesquisas com borracha moída no asfalto para testar vários fornecedores e para avaliar a produção. Ceratti et.al (2006) relatou ainda que: No fim do ano 2000, procurando respaldar a técnica e cientificamente a pesquisa do Asfalto Borracha, o Grupo GRECA ASFALTOS participava e consagrava um Convênio de Cooperação

26 26 Técnica com a LAPAV Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Assim surgiu o asfalto Ecológico, que foi especialmente fabricado para consumir pneus inservíveis e melhorar as propriedades do asfalto comum. Devido à importância ambiental em encontrar alternativas para acabar com o passivo de pneus, em 1991 o Intermodal Surface Transportation Efficiency Act EUA (ISTEA) determinou um percentual para utilização de borracha oriunda de pneus na pavimentação. A partir desta data, começaram a serem pesquisadas e avaliadas novas tecnologias (SPECHT, 2004). No Brasil, o primeiro trecho a utilizar o asfalto borracha foi construído no Rio Grande do Sul por uma parceria entre a Metrovias, a Universidade Federal do Rio Grande do Sul e a Greca Asfaltos. O local da aplicação foi na BR-116 entre os quilômetros 318 e 320, entre Camapuã e Guaíba (SPECHT, 2004). O asfalto modificado por borracha de pneus consiste na mistura de asfalto convencional, aditivos e borracha granulada de pneus em equipamento apropriado A modificação física, reológica e química do asfalto convencional; é possível graças a um adequado processo de mistura por meio de ação mecânica e digestão térmica, devidamente controlada, visando produzir um produto final uniforme e estável. (SPECHT, 2004). O asfalto borracha pode ser obtido de duas maneiras, através do processo úmido e através do processo seco (SPECHT, 2004). No que diz respeito ao processo seco a borracha é utilizada como agregado, obtendo-se assim borracha-agregado como pode ser visto na Figura 7 a seguir. As partículas substituem no máximo 5% dos agregados. Este processo utiliza entre 2 a 4 vezes a quantidade de borracha comparado ao processo úmido (SPECHT, 2004).

27 27 FIGURA 7: MISTURA ASFÁLTICA COM PARTÍCULAS DE BORRACHA. Fonte: (SPECHT, 204) A incorporação da borracha através do processo seco melhora as características de resistência à fadiga e o trincamento térmico devido à menor sensibilidade às variações de temperatura, melhorando assim as características funcionais em revestimento tipo borracha-agregado que em concretos asfáltico convencionais (SPECHT, 2004). Já no processo úmido a borracha é misturada primeiramente com o ligante, ocorrendo assim à transferência de características de elasticidade e resistência ao envelhecimento para o ligante asfáltico original (GRECA ASFALTOS, 2003). Este processo dá origem ao ligante denominado asfalto-borracha, sendo definido pela ASTM D como: Mistura de cimento asfáltico, borracha de pneu reciclada e certos aditivos, dos quais o percentual de borracha deve ser pelo menos 15% em massa do total da mistura e sofrer reação com o ligante asfáltico aquecido de forma a causar um inchamento das partículas de borracha. (SPECHT, 2004, p.51). Em 2005, o Departamento de Estradas de Rodagem do Paraná (DER/PR) editou a especificação de serviço DER/PR ES P 28/05 para regulamentar o emprego de asfalto borracha em obras de pavimentação com misturas a quente.

28 28 Nesta especificação constam as características que os cimentos asfáltico de petróleo modificados por borracha moída de pneus devem satisfazer: - O teor mínimo de borracha incorporado no ligante asfáltico (via úmida) deve ser de 15% em peso; - Os ensaios do ligante asfalto-borracha estocável devem cumprir os limites da Tabela 3 a seguir; - O tempo máximo e as condições de armazenamento e estocagem do asfalto borracha, para diferentes situações, devem ser definidos pelo fabricante; - A garantia do produto asfáltico por carga deve ser atestada pelo fabricante por meio de certificado com as características do produto. TABELA 3: ESPECIFICAÇÕES DO LIGANTE ASFALTO-BORRACHA Fonte: Especificação de serviço DER/PR 28/ Patente Nacional Hoje em dia, algumas empresas no Brasil produzem o asfalto borracha, mas a empresa que possui a Patente é a Greca Asfaltos. O INPI Instituto Nacional

29 29 da Propriedade Industrial concedeu à GRECA ASFALTOS exclusividade na produção do Asfalto Borracha, no território nacional, conforme carta Patente nº PI , de 29 de março de 2005, publicada na página 158 da RPI Revista da Propriedade Industrial nº do mesmo dia (GRECA ASFALTOS, 2005). No dia 11 de outubro de 2001, foi concedida à Greca Asfaltos a patente no que diz respeito à manipulação de piche, asfalto e betume, com o seguinte título: Processo de obtenção e produto final de concreto asfáltico modificado por pó de pneu. A patente concedida à Greca Distribuidora de Asfaltos Ltda. descreve um processo de obtenção final de concreto asfáltico modificado por pó de pneus inservíveis, a fim de obter pavimento com melhores qualidades que o convencional, com intenção de aumentar a vida útil do pavimento e melhorar as condições de tráfego, tendo como base um produto de maior resistência e impermeabilidade (INPI, 2010). Ainda o Instituto Nacional da Propriedade Industrial, 2010 declara que: O presente processo de obtenção e produto final de concreto asfáltico é formado por um conjunto de soluções físicas e químicas incorporadas, compondo um concreto asfáltico completo de ótimo acabamento e características próprias, que é composto através do processo de obtenção de uma massa compreendida de uma composição geral diferenciada baseada na dispersão e moagem, da borracha proveniente de pneus usados, em asfalto diluído por agente rejuvenescedor de xisto (Tipo AR-5). 2.5 Sustentabilidade Ambiental O problema na geração de pneus ocorre em todo o mundo, e no Brasil não é diferente. Segundo o IBGE no ano de 2009 foram produzidos no Brasil cerca de 61 milhões de pneus. Segundo a Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP), as oito empresas que compõem essa associação (Bridgestone, Goodyear, Levorin,

30 30 Maggion, Michelin, Pireli, Rinaldi e Tortuga) produziram aproximadamente 90% desse valor, cerca de 54 milhões de unidades, como pode ser visto na Tabela 04 que mostra a quantidade de pneus produzidos por classes. TABELA 4: PRODUÇÃO ANUAL DE PNEUMÁTICOS EM UNIDADES POR GRUPO. Pneumáticos Total 2007 (milhares) Total 2008 (milhares) Total 2009 (milhares) 1 Carga Automóveis Subtotal Motocicletas Outros Total de pneumáticos Fonte: ANIP, Atualmente, devido ao grande apelo ambiental, há uma grande preocupação em o que fazer com os pneus inservíveis, pois quando descartados de forma errada ou em locais impróprios podem trazer problemas à sociedade. Além de ser um dos mais importantes focos de dengue, os pneus descartados de forma incorreta contribuem para entupimentos das redes de esgoto, geram enchentes, poluição de rios e lagos e ainda ocupam um grande volume nos aterros sanitários, se forem queimados de maneira incorreta geram poluição atmosférica. Como um pneu pode demorar mais de 150 anos para se decompor, é extremamente importante investir em sua reciclagem e não mais descartar de qualquer forma na natureza (ANIP, 2010). A preocupação com o meio ambiente e a ecologia cresceu junto à população e a industrialização mundial. Uma das principais questões é a reciclagem e a reutilização de resíduos sólidos. Nesse sentido, veio de encontro a essas necessidades o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que através de resoluções tem o objetivo de acabar ou minimizar os impactos ambientais. No que diz respeito aos pneumáticos, foram criadas algumas resoluções do CONAMA.

31 31 A resolução 258 (CONAMA, 1999), que posteriormente teve alguns acréscimos de detalhes com a resolução 301 (CONAMA,1999), define responsabilidades para produtores e importadores de pneus pela destinação final ambientalmente adequada dos pneus inservíveis. A Resolução 301 (CONAMA, 1999) determina a quantidade de pneus inservíveis que devem ter a destinação final apropriada, para cada pneu novo produzido ou importado, como pode ser visto na Tabela 05 a seguir, onde a partir de 2005 para cada 4 pneus novos é necessário dar destinação final apropriada a 5 pneus inservíveis com o objetivo de eliminar o passivo ambiental existente no país. TABELA 5: PRAZOS E METAS IMPOSTAS AOS PRODUTORES E IMPORTADORES EM RELAÇÃO À DESTINAÇÃO DE PNEUS INSERVÍVEIS. Prazo a partir de Pneus Novos (nacionais ou importados) Pneus inservíveis jan unidades 1 unidade jan unidades 1 unidade jan unidade 1 unidade jan unidades 5 unidades Prazo a partir de Pneus reformados importados Pneus inservíveis jan unidades 5 unidades jan unidades 4 unidades Fonte: CONAMA (2002) A resolução 301 (CONAMA, 2002) proíbe o descarte de resíduos sólidos nos aterros sanitários, bem como no mar, em terrenos baldios ou alagadiços, margens de vias públicas, cursos d'água e praias, e a queima desses resíduos, exceto para obtenção de energia efetuada por métodos insuscetíveis de causar danos à saúde humana ou meio ambiente. E determina que os procedimentos e técnicas licenciados pelos órgãos ambientais como destinação correta são processos nos quais os pneus são descaracterizados por meios físicos e químicos. A resolução 301 (CONAMA, 2002) ainda estabelece que a destinação correta possa ser efetuada em instalações próprias dos fabricantes e importadores de pneus, bem como através de contratação de serviços de terceiros.

32 32 As empresas podem criar centrais de recepção para armazenamento temporário desses inservíveis para posteriormente darem à destinação final segura e adequada. Em 2007, para estar de acordo com as resoluções do CONAMA, as empresas associadas à ANIP fundaram a Reciclanip, com o objetivo de dar a destinação final adequada aos pneus Inservíveis (ANIP, 2010). Hoje, a Reciclanip trabalha em conformidade com a resolução 416 (CONAMA, 2009) que preconiza que pneus inservíveis são aqueles que apresentam danos irreparáveis em sua estrutura, não podendo assim ser reaproveitados para rodagem. Sendo assim, fica definido que as empresas fabricantes de pneus são responsáveis por ter locais de coleta desses pneus inservíveis com o objetivo de armazenar temporariamente para posteriormente dar à destinação final apropriada e assim evitar danos ou riscos a saúde publica e diminuir os impactos ambientais. Durante a existência do Programa de Coleta e Destinação de Pneus Inservíveis, e mais recentemente com a criação da Reciclanip, os fabricantes de pneus conseguiram, a pedido do poder público, eliminar diversos depósitos de pneus em diferentes locais do Brasil. (ANIP, 2010). Na figura 8 a seguir, é possível observar as principais ações em prol do meio ambiente e a grande quantidade de pneus que eram descartados de forma incorreta nos mais diversos locais do País, com destaque para Sorocaba, São José do Rio Preto e Almirante Tamandaré, que juntos somam mais de 11 milhões de pneus que foram retirados do meio ambiente e que tiveram uma destinação final apropriada (ANIP, 2010).

33 33 FIGURA 8: MAPA QUE MOSTRA A QUANTIDADE DE PNEUS INSERVÍVEIS DESCARTADOS DE FORMA INCORRETA. Fonte: (ANIP, 2010) Os últimos dados estatísticos da Reciclanip de março de 2010, mostram que a destinação ambientalmente correta, mais de 240 milhões de pneus, desde sua fundação (ANIP, 2010). Segundo a ANIP (2010), os pneus utilizados devem ir para os pontos de coleta espalhados por todo o País, onde serão separados os pneus que podem ser reformados para voltarem à utilização, bem como os pneus inservíveis, para que esses possam ser recolhidos pela Reciclanip e posteriormente triturados e transportados novamente para as empresas reutilizarem como matéria-prima para novos produtos. A seguir pode ser visto um esquema do ciclo do pneu na Figura 9.

34 34 FIGURA 9: CICLO DO PNEU. Fonte: (RECICLANIP, 2010) Em todo o mundo, os pneus inservíveis são reaproveitados em diversas atividades comerciais e industriais. No Brasil, as formas de destinação são regulamentadas pelo IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), que determina quais processos são ambientalmente corretos (ANIP, 2010). 2010). Os pneus inservíveis podem ser utilizados das seguintes maneiras (ANIP, Co-processamento: Pelo seu alto poder calorífico, os pneus inservíveis são largamente utilizados como combustível alternativo em fornos de cimenteiras, em substituição ao coque de petróleo; Laminação: Nesse processo, os pneus não radiais são cortados em lâminas que servem para a fabricação de persianas (indústrias moveleiras), solas de calçados, dutos de águas pluviais etc; Asfalto-borracha: Adição à massa asfáltica de pó de borracha oriundo da trituração de pneus inservíveis. O asfalto-borracha tem uma vida útil maior, além de gerar um nível de ruído menor e oferecer maior segurança aos usuários das rodovias e;

35 35 Artefatos de borracha: A borracha retirada dos pneus inservíveis dá origem a diversos artefatos, entre os quais tapetes para automóveis, pisos industriais, pisos para quadras poli - esportivas, e artigos para jardinagem. 2.6 Diferenças entre as Características do Asfalto Borracha e do Asfalto Convencional No que diz respeito às características do asfalto convencional e do asfalto borracha, um dos aspectos relevantes é a formação de trincas e fissuras nos pavimentos. Segundo Bernucci, et. al, (2007) os pavimentos com asfalto borracha têm maior resistência ao trincamento e as deformações permanentes (trilhos de rodas). Isso é possível uma vez que a mistura asfáltica adquire uma parte da capacidade elástica da borracha, e dessa forma, é capaz de deformar na passagem dos veículos e voltar a sua posição inicial, diminuindo assim as deformações indesejáveis (TÉCHNE, 2010). Outro fator importante é que o asfalto borracha devido a algumas substâncias da borracha como o negro de fumo (black carbon) protege o asfalto contra o desgaste químico decorrente da exposição do pavimento aos raios infravermelho e ultravioleta que são muito intensos no País, dessa forma, evitando o envelhecimento precoce do asfalto (TÉCHNE, 2010). Outro fator favorável à utilização de asfalto borracha é que permite a construção de pavimentos rugosos, porosos e auto-drenantes, o que diminui o efeito de aquaplanagem causado pelo acumulo de águas na rodovia (RODOVIAS e VIAS, 2010). Segundo estudos feitos na UFRGS, pavimentos com asfalto borracha resistem aproximadamente 6 vezes mais à propagação de trincas se comparados a pavimentos convencionais. Neste estudo, o pavimento convencional fadigou devido a trincas após 90 mil ciclos do Simulador de Tráfego DAER/UFRGS, enquanto que o pavimento de asfalto borracha sofreu trincamento com 500 mil ciclos. Isso ocorre

36 36 devido à capacidade de deformação dos materiais. Enquanto o asfalto convencional não apresenta elasticidade e estabilidade sob condições adversas, o asfalto borracha possui elasticidade e ponto de amolecimento superior, o que permite a construção de pavimentos com melhor desempenho e consequentemente maior vida útil (RODOVIAS e VIAS, 2010). Ainda há outros fatores em que o asfalto borracha é melhor do que o asfalto convencional. O asfalto borracha proporciona uma melhor aderência pneupavimento, reduz o ruído em até 85%, reduz o envelhecimento e suscetibilidade térmica, e aumenta a resistência à fadiga e a formação de trilhos de roda, além de proporcionar uma destinação final apropriada aos pneus inservíveis, ajudando assim o meio ambiente. Embora o ligante com asfalto borracha seja mais caro, esse custo é compensado devido aos baixos custos de manutenção ao longo dos anos (GRECA ASFALTOS, 2003). Outra característica importante é o envelhecimento do ligante asfáltico que é ocasionado na usinagem da massa asfáltica, que provoca uma redução da ductilidade e da recuperação elástica do ligante. O pavimento constituído por asfalto borracha consegue reduzir o envelhecimento e contribui assim para o enrijecimento do revestimento que, em função da deformabilidade da estrutura subjacente, pode ter sua vida útil reduzida (GRECA ASFALTOS, 2003). Segundo Zanzotto & Svec (1996) e Asphalt Rubber Pavement Association (Apud GRECA ASFALTOS, 2003) o ligante modificado por borracha granulada de pneus ou simplesmente asfalto borracha, apresenta as seguintes características: - Redução da suscetibilidade térmica: misturas com ligante asfalto borracha são mais resistentes às variações de temperatura, quer dizer, o seu desempenho tanto a altas como a baixas temperaturas é melhor quando comparado com pavimentos construídos com ligante convencional; - Aumento da flexibilidade, devido á maior concentração de elastômeros na borracha de pneus; - Melhor adesividade aos agregados; - Aumento da vida útil do pavimento;

37 37 - Maior resistência ao envelhecimento: a presença de antioxidantes e negro de fumo na borracha de pneus auxiliam na redução do envelhecimento por oxidação; - Maior resistência à propagação de trincas e á formação de trilhas de roda; - Permite a redução da espessura do pavimento; - Proporciona melhor aderência pneu-pavimento; - Redução do ruído provocado pelo tráfego entre 65 e 85%. Outro aspecto obtido com o acréscimo de borracha ao ligante é a redução da susceptibilidade térmica, uma vez que o asfalto borracha resulta em um ligante mais resistente ás variações de temperatura. Ele é melhor que os pavimentos convencionais tanto nas altas temperaturas como em baixas temperaturas (CAMBUIM, 2004). Os desempenhos do asfalto borracha e do asfalto convencional podem ser avaliados por meio de diversos ensaios de laboratório como por exemplo: Ponto de Amolecimento; Ductilidade; Adesividade; Viscosidade; Penetração, dentre outros. (BERNUCCI, et al., 2007). 2.7 Ensaios Para serem realizados os ensaios de laboratório, tanto do ligante como do concreto asfáltico, são utilizadas normas da ABNT e do DNIT; o Ponto de amolecimento NBR 6560 (ABNT, 2000); o Ductilidade NBR 6293 (ABNT 2001); o Adesividade NBR (ABNT, 1999); o Penetração NBR 6576 (ABNT, 2007); o Viscosidade NBR (ABNT, 2004); o Ensaio Marshall ME 043 (DNER, 1995).

38 38 Na seqüência, cada ensaio será abordado Ponto de Amolecimento (anel e bola) O objetivo do método é medir a consistência do CAP com a variação de temperatura, indicando a que nível de dureza o asfalto tem determinada consistência amolecimento de um material betuminoso não se dá a uma temperatura definida, havendo mudança gradual da consistência com a elevação da temperatura (BERNUCCI, et al., 2007). A Figura 10 mostra o aparelho em que é feito o ensaio. A amostra é fundida e colocada em 2 anéis, onde são mantidos suspensos em banho com água destilada (30ºC a 80ºC) ou glicerina grau USP (80ºC a 157ºC) a temperatura controlada; sobre cada anel coloca-se uma bola de aço Aparelhos necessários para a execução do ensaio Anéis de Latão: O anel deve ser feito de latão com o diâmetro 19,00 mm. Guia das Bolas: Dispositivos de latão que servem para manter a bola centrada sobre o anel, com as dimensões de diâmetro interno de 23,00 mm com folga para encaixar sobre o anel, diâmetro de 19,00 mm com folga para permitir o encaixe do anel, conforme NBR 6560 (ABNT, 2000). Bolas: Devem ser de aço com a massa entre 3,45 g e 3,55 g e com diâmetro de 9,5 mm, conforme NBR 6560 (ABNT, 2000).

39 39 Recipiente: Béquer de 800 ml resistente ao fogo e dimensões aproximadas de diâmetro maior ou igual a 85 mm e altura maior ou igual a 120 mm, conforme NBR 6560 (ABNT, 2000). Termômetro: ASTM 113 C com o ponto de amolecimento de -1 a 175ºC (ABNT 6560,2000). Fonte de aquecimento: pode ser um aquecedor elétrico com transformador variável que permita manter a velocidade de aquecimento especifica ou um queimador de gás, conforme a NBR 6560 (ABNT, 2000). FIGURA 10: ENSAIO DE PONTO DE AMOLECIMENTO Penetração Este ensaio consiste em caracterizar a resistência (ou dureza) de uma amostra de asfalto, contido em um recipiente, em estado semi-sólido, submersa em um banho de água, à temperatura de 25 C submetida à penetração de uma agulha

40 40 padronizada, com peso determinado, ao tempo de 5 segundos, sendo anotada a distância percorrida pela agulha, no interior da massa de asfalto, em décimos de milímetros (dmm), medida esta registrada pela escala graduada, do aparelho penetrômetro conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007). A determinação da penetração (dmm) é relevante para avaliação do comportamento desse material, componente aglutinante dos revestimentos asfáltico, expostos aos fatores climáticos (frio e calor). (BERNUCCI, et al., 2007). A figura 11 demonstra um esquema de como ocorre o ensaio de penetração, e o aparelho utilizado nesse tipo de ensaio Aparelhos Recipiente: O recipiente onde a amostra deve ser colocada no seu estado líquido deve ser de metal, cilíndrico e de fundo plano, conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007). Agulha: Deve ser feita de aço inoxidável tipo AISI 440-C ou equivalente, temperado, com dureza HRC 54 a HRC 60, altamente polida no seu acabamento final. Existem dois tipos de agulha padrão, a curta e a longa; a curta deve ter aproximadamente 50 mm e a longa 60 mm, ambas com diâmetro de 1,00 mm a 1,02 mm, conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007). Banho de água: o banho utilizado para conter o recipiente com a amostra deve ter no mínimo uma capacidade de 10 l, tendo uma prateleira perfurada situada pelo menos a 500 mm do fundo, devendo a lâmina de água sobre a amostra não ter menos de 100 mm e ser capaz de manter a temperatura de ensaio com exatidão de ± 0,1ºC. É sempre recomendada a utilização de água destilada, pois a água normal pode ter agentes sulfactantes ou químicos que podem afetar os valores obtidos, conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007).

41 41 Cuba de Transferência: deve ser de vidro, cilíndrica, possuindo no interior um dispositivo que evite o deslocamento do recipiente com a amostra durante a realização do ensaio, com o diâmetro interno de 90 mm e uma altura acima da amostra de 20 mm no mínimo, conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007). Dispositivo para medida de tempo: Pode ser usado um cronômetro graduado em 0,1 s ou contador audível de segundos com resolução de ± 0,1 s, para intervalos de 60 s, conforme a NBR 6576 (ABNT, 2007). FIGURA 11: PENETRÔMETRO Adesividade Propriedade do agregado de ser aderido por material betuminoso, verificada pelo não deslocamento de película asfáltica que o recobre, quando a mistura de agregado e asfalto é imersos em água em ebulição por 3 minutos, conforme a NBR (ABNT, 1999).

42 Aparelhos Cesto cilíndrico: Feito de telas metálicas de malhas quadradas com abertura de 4 mm a 5 mm e diâmetro dos fios da ordem de 0,9 mm a 1,1 mm, com cerca de 75 mm de diâmetro e 150 mm de altura, conforme a NBR (ABNT,1999). Fogão ou outra fonte de calor Estufa capaz de manter temperaturas até 177ºC, conforme a NBR (ABNT, 1999). Balança com capacidade de 1 kg, papel siliconado de cor clara, com aproximadamente 200 mm x 300 mm, conforme a NBR (ABNT, 1999). Béquer de vidro, termorresistente, com capacidade para 600 ml, com graduação de 50 ml e com cerca de 120 mm de altura e 85 mm de diâmetro, conforme a NBR (ABNT, 1999) Viscosidade A viscosidade é a razão entre a tensão de cisalhamento aplicada e a taxa de cisalhamento do fluido, esta razão também pode ser chamada de coeficiente de viscosidade dinâmica, onde este coeficiente é a medida da resistência do escoamento do fluido. Através do viscosímetro rotacional, mede-se a viscosidade do asfalto a altas temperaturas. Com a imersão de uma haste no fluido e através do torque e da velocidade é medida a viscosidade do material, conforme a NBR (ABNT, 2004).

43 Aparelhos Viscosímetro Rotacional - Equipamento que é capaz de determinar o torque necessário para que a haste gire numa velocidade constante, imerso no fluído em uma determinada temperatura expressando a viscosidade, conforme a NBR (ABNT, 2004). Haste Pode apresentar formas e tamanhos variados para a determinação da viscosidade em uma amostra de asfalto, conforme a NBR (ABNT, 2004). Recipiente térmico Serve para manter a temperatura do asfalto constante, conforme a NBR (ABNT, 2004).