REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/th102411172120
Eduardo Henrique Galindo Coutinho¹
Evandro de Souza Queiroz²
Resumo
Os sistemas de transportes são elementos fundamentais para desenvolvimento sustentável de um país, pois influencia na produtividade, qualidade econômica, social e ambiental. Dessa forma, a presente pesquisa se justifica pela importância da manutenção asfáltica, quanto fator crucial à mobilidade urbana, devendo-se, portanto, estudar este seguimento, uma vez que sua ausência acarreta comprometimento negativo da durabilidade das camadas asfálticas, afetando a qualidade de vida de transeuntes, especificamente, os caruaruenses. Nesse sentido, o presente trabalho objetiva avaliar o desempenho da estrutura e o funcionamento do MRAF como estratégia para melhoramento em relação aos custos e praticidade na manutenção de vias da cidade escolhida, que apresenta patologias. Este é um estudo de caso, o qual reúne em seu acervo, dados referentes à pavimentação urbana da cidade de Caruaru PE. Os resultados aqui apontados evidenciam que a utilização do MRAF é eficaz, devido os seus efeitos nos trechos estudados, bem como o baixo custo de aplicação em relação ao micro revestimento à quente. Por fim, concluiu-se que o MRAF pode ser aplicado em diversos municípios onde os asfaltos sofrem com algumas patologias, pois se apresenta como uma solução cabível aos cofres e à segurança pública.
Palavras-chave: Pavimentação; Asfalto a frio; Recuperação.
ABSTRACT
Transport systems are fundamental elements for the sustainable development of a country, as they influence productivity, economic, social and environmental quality. Thus, the present research is justified by the importance of asphalt maintenance, as a crucial factor for urban mobility, and it is therefore necessary to study this segment, since its absence leads to a negative compromise in the durability of the asphalt layers, affecting the quality of life of passersby, specifically, those from Caruaru. In this sense, the present objective work will evaluate the performance of the structure and the functioning of the MRAF as a strategy for improvement in relation to costs and practicality in the maintenance of roads in the chosen city, which presents pathologies. This is a case study, which brings together data relating to urban paving in the city of Caruaru PE. The results shown here show that the use of MRAF is effective, due to its effects on the trained sections, as well as the low application cost in relation to hot micro coating. Finally, it was concluded that MRAF can be applied in several municipalities where asphalt suffers from some pathologies, as it presents itself as a suitable solution for coffers and public safety.
Keywords: Paving; Cold asphalt; Recovery.
1 INTRODUÇÃO
Os sistemas de transportes são elementos fundamentais para desenvolvimento sustentável de um país. Este sistema influencia a produtividade, a qualidade econômica, social e ambiental. Dessa forma, diferentes seguimentos de transportes oferecem deslocamento de pessoas e cargas, gerando assim 70% dos empregos com carteiras assinadas (Confederação Nacional do Transporte, 2019).
O transporte rodoviário oferece 60% de todas as cargas nacionais movimentadas no Brasil, mas, por outro lado, grande parte da extensão da malha viária encontra-se com problemas de manutenção nas pistas, e outros problemas estruturais, os quais são responsáveis por causar prejuízos ao transporte. Nesse sentido, é perceptível que a qualidade vista em rodovias privadas, excede a qualidade de rodovias públicas, as quais precisam da mesma atenção, excluindo-se a necessidade de pagamento de pedágios (INFRA S.A, 2023).
Entendendo-se que a infraestrutura é essencial na eficácia da mobilidade urbana, é perceptível que, infelizmente, as obras de pavimentação de vias brasileiras são carentes de manutenção por causa de falhas governamentais (Coelho et al., 2018). Nesse contexto, a presente pesquisa justifica-se pela importância da manutenção asfáltica, quanto fator crucial à mobilidade urbana, devendo-se, portanto, estudar este seguimento, uma vez que sua ausência acarreta comprometimento negativo da durabilidade das camadas asfálticas, afetando a qualidade de vida de transeuntes, especificamente, os caruaruenses.
A falta de recursos financeiros para realização dos serviços de infraestrutura básica e grande solicitação de manutenção em vias urbanas, ensejam uma alternativa eficaz, para a realização dos serviços de manutenção e reparos na cidade estudada. Com isso, formulou-se o seguinte problema de pesquisa: “A aplicação de MRAF para a correção e manutenção dos pavimentos urbanos caruaruenses estudados é eficaz?”.
Como hipótese à problemática, entende-se que sim, uma vez que os custos com este material são praticamente irrisórios, além disso, a sua aplicação transforma o trecho corrigido mais durável em relação ao uso de automóveis e os efeitos impermeabilizantes do betume utilizado.
Por fim, este trabalho objetiva avaliar o desempenho da aplicação do MRAF em obras de pavimentação em Caruaru. Como objetivos específicos, pretende-se avaliar as vantagens e desvantagens da aplicação do material asfáltico a frio, bem como analisar a durabilidade da aplicação do material ao logo de 75 dias, aplicar o material asfáltico a frio, em vias cujo volume de tráfego se estabelece como baixo, médio e alto e por fim, avaliar custo-benefício na substituição do material asfáltico a frio pelo quente.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Breve histórico sobre a pavimentação urbana
Conceitualmente, segundo Bernucci et al., (2008), a pavimentação é um conjunto de estruturas de múltiplas camadas, acrescidas de revestimento, sendo este último destinado a receber a carga dos veículos juntamente à ação climática. Ainda, segundo os autores, o revestimento deverá ser, o máximo possível, impermeável e resistente aos esforços de contato entre os pneus dos automóveis e do próprio pavimento, durante o movimento, que é variável conforme a carga e a velocidade dos veículos.
A história do asfalto começa há milhares de anos antes da fundação dos Estados Unidos. Ocorre naturalmente tanto pelos lagos de asfalto, quanto as rochas asfalto (misturas de areia, calcário e asfalto). Os antigos mesopotâmios se utilizavam dele para impermeabilizar banhos de templo e tanques de água (Mesquita, 2001).
Os fenícios calafetaram as costuras de seus navios mercantes com asfalto, e na época dos faraós, os egípcios costumavam utilizar o material como argamassa para rochas, colocadas ao longo das margens do Nilo para evitar a erosão. Um outro momento histórico do asfalto, é datado nos primeiros anos de vida do menino Moisés, cuja cesta foi impermeabilizada com ele (Mesquita, 2001).
Segundo Mesquita (2001), a utilização do pavimento rígido como alternativa para a pavimentação de estradas, não é uma solução nova. Em diversos países, principalmente na Alemanha e Estados Unidos, o pavimento de concreto passou a ter preferência para autoestradas, antes da Segunda Guerra Mundial. Nessa época, a Alemanha tinha cerca de 92% de suas autoestradas em concreto. No fim de 1950, os Estados Unidos tinham em torno de 89% das grandes vias urbanas e 79% das vias rurais pavimentadas com concreto.
No Brasil, o primeiro pavimento de concreto foi executado no Caminho do Mar –ligação de São Paulo a Cubatão em 1926, passando pelos municípios de São Paulo, São Bernardo, Cubatão e Santos, ao longo de 55,9 km de extensão. De modo geral, na América Latina, a construção de pavimentos de concreto não teve um desenvolvimento harmônico, pois do entusiasmo inicial dos anos 1920-1950, se seguiu um estancamento relativo em 1960-1990, devido à competência agressiva dos pavimentos asfálticos (MESQUITA, 2001).
Durante a segunda metade da década de 70, em paralelo ao uso das técnicas de aplicações à frio, surgiu na Europa a lama asfáltica, o micro revestimento asfáltico à frio, com um uso mais amplo (ABEDA, 2010). Por fim, a pavimentação via Micro revestimento à frio, foi introduzida no Brasil na década de 1990 e desde lá vem ganhando crescente utilização (CERATTI, 2011).
2.2 Conceitos de pavimentação urbana
Segundo dados do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), o pavimento é uma superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentados na parte superior de um semiespaço, considerado teoricamente como infinito (infraestrutura ou terreno de fundação) a qual é designada de subleito (Brasil, 2006).
Ainda, a definição trazida pela NBR 7207 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1982), estabelece que o pavimento é uma estrutura construída após os trabalhos de terraplenagem, destinada economicamente e simultaneamente para garantir resistência e distribuição ao subleito dos esforços verticais, produzidos pelo tráfego. Além disso, promove a
melhoria das condições de rolamento quanto à comodidade e segurança e resistência aos esforços horizontais que nele atuam tornando mais durável a superfície de rolamento.
Nesse sentido, os pavimentos são projetados e executados para um determinado período de vida útil. Diante disso, a Figura 1 expõe em seu conteúdo a estrutura do pavimento:
Figura 1: Estrutura do pavimento
Fonte: Silva et al (2018).
Assim, a estrutura do pavimento é compreendida em seu sentido estrutural, a fim de receber e transmitir os esforços de maneira a aliviar as pressões sobre as camadas inferiores (Marques, 2014).
2.3 Tipos de pavimento
Os pavimentos são classificados de forma geral, em flexíveis, semirrígidos e rígidos. Os pavimentos flexíveis, possuem camadas que sofrem deformações elásticas significativas sob o carregamento aplicado, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre elas, como ocorre em um pavimento constituído por uma base de brita (brita graduada, macadame) ou por uma base de solo pedregulhoso, revestido por uma camada asfáltica (Marques, 2014). Nesse sentido, a Figura 2 apresenta a deformação mencionada:
Figura 2: Deformação elástica pela carga no pavimento flexível
Fonte: Confederação Nacional do Transporte (2017).
O pavimento flexível representa 99% da malha rodoviária no Brasil. Quando bem projetadas e suas manutenções devidamente realizadas, o tempo de vida útil desse tipo de pavimento pode variar entre 10 e 20 anos (Confederação Nacional do Transporte, 2017).
O pavimento semirrígido, caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com propriedades cimentícias como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. O pavimento rígido por sua vez, é aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado (Soncim; Fernandes Júnior, 2015).
Um exemplo de uma seção típica pode ser visto na Figura 3, que por sua vez pode representar um pavimento construído por lajes e concreto de cimento Portland.
Figura 3: Deformação pela cara no pavimento rígido
Fonte: Confederação Nacional do Transporte (2017).
O pavimento rígido é constituído de placa de concreto de cimento, que desempenha a função de revestimento e de base concomitantemente. Nesse sentido, é exposta pela Figura 4 a representação de camadas de um pavimento rígido:
Figura 04: Camadas de pavimento rígido
Fonte: Bernucci et al (2008).
Conforme evidencia a imagem acima, é possível observar que o pavimento é composto pela sub-base, uma camada empregada com o objetivo de melhorar a capacidade de suporte do subleito, a fim de evitar o fenômeno de bombeamento de solos subjacentes à placa de concreto de cimento (Bernucci et al, 2008).
2.4 Revestimento
O revestimento é a camada superior do pavimento que se destina a resistir diretamente às ações do tráfego e transmiti-las às camadas inferiores. É a camada mais nobre do pavimento, por isso, sua execução deve ser precedida de detalhados ensaios de dosagens, acompanhada por rigorosos ensaios de controle (Associação Brasileira da Empresas Distribuidoras de Asfaltos, 2001).
Como mencionado anteriormente, Bernucci et al (2008) afirma que os pavimentos são estruturas de múltiplas camadas, sendo o revestimento a camada que se destina a receber a carga dos veículos e mais diretamente a ação climática. Logo, possuem a função de receber as cargas (estáticas ou dinâmicas) sem sofrer grandes deformações ou desagregação dos seus componentes estruturais ou ainda, perda de sua compactação. De acordo com a norma NBR 7207/82, define-se que:
Pavimento é uma estrutura construída após terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto, a: a) Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; b) Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; c) Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável à superfície de rolamento (ABNT, NBR 7207, 1982, p. 2).
Assim, é necessário que o composto de materiais seja aglutinado, sendo eles os tratamentos superficiais betuminosos e misturas asfálticas em geral (BALBO, 2007). Segundo Senço (2001), os esforços que atuam sobre o revestimento estão destacados no
Quadro 1:
Quadro 1: Esforços que atuam sobre o revestimento
| Tipos de esforços | Definição |
| Pressão de Impacto | É o peso do veículo transmitido através das rodas, com o veículo parado, é a única pressão suportada pelo pavimento. No entanto, o veículo em movimento, acrescenta o fato de que a superfície de 20 rolamento não é perfeitamente lisa. Em consequência, ao esforço estático deve-se acrescentar o esforço dinâmico. |
| Esforços Tangencias (Horizontais) | Tendem a deslocar os materiais da superfície do revestimento, desgastando-o. Trata-se de esforço abrasivo, devendo, portanto, o revestimento ter durabilidade para resistir a ele. Esses esforços podem ser longitudinais e transversais. |
| Esforços Longitudinais | Desenvolvem-se no plano das rodas e são provocados pelas rodas motrizes. |
| Esforços Transversais | Produzem-se perpendicularmente ao plano das rodas e são consequência da força centrífuga nas curvas. |
| Esforços de Sucção | Surgem pelo efeito de sucção, devido à compressão das rodas de borracha sobre o revestimento, podendo, pela expulsão do ar, formar vácuo nos poros |
Fonte: Senço (2001).
Por fim, diante do que foi exposto no Quadro 1, conclui-se que os esforços que atuam sobre o revestimento são a pressão de impacto, esforços tangenciais, esforços longitudinais, transversais e de sucção.
2.4.1 Revestimento asfáltico
Os revestimentos asfálticos podem ser formulados por meio de elementos betuminosos, que por sua vez são classificados de acordo com sua composição, finalidade e características executivas, conforme o esquema apresentado na Figura 5:
Figura 5: Classificação de revestimentos asfálticos
Fonte: Silva; Siqueira; Severino (2016).
Esses revestimentos podem ser pré-misturados à quente, ou à frio, sendo a principal diferença entre esses revestimentos, o ligante utilizado em sua composição. Enquanto os revestimentos pré-misturados à quente se valem da incorporação do cimento asfáltico de petróleo (CAP), as misturas pré-misturadas à frio, são compostas por emulsão asfáltica de petróleo (EAP) (Silva; Siqueira; Severino, 2016).
2.4.2 Revestimentos de misturas asfálticas à quente
Os principais tipos de revestimentos em relação às misturas usinadas são: Mistura densa, formulada de concreto asfáltico, areia, asfalto, pré-misturado à frio, e misturas descontínuas (Stone Mastic Asphalt (SMA), porosa e gap-graid). Segundo Bernucci et al., (2008), quanto à temperatura de misturas:
- Misturas à quente: Pré-misturado denso ou aberto (PMQ), concreto asfáltico (CA) ou concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ), argamassa betuminosa (areia asfalto, AAUQ) e reciclagem.
- Misturas à frio: Em usina pré-misturada à frio denso, quase denso ou aberto (PMF), no local (tratamento superficial, lama asfáltica, micro revestimento e reciclagem).
Nesse contexto, a areia e asfalto à quente, que é uma mistura executada em usinas apropriadas, possui características específicas, pois é composta de areia (agregado miúdo), material de enchimento (filler) e ligante asfáltico espalhado, compactado a quente. Ainda, a Areia–Asfalto à quente, pode ser empregada como revestimento, base, regularização ou reforço do pavimento (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, 2005).
2.4.3 Misturas asfálticas usinadas à frio
O Micro Revestimento Asfáltico à Frio (MRAF) é um revestimento asfáltico delgado, misturado e espalhado à frio, resultante de misturas homogêneas e de constituição fluida, de agregado mineral, material de enchimento (filler), com água, emulsão asfáltica e aditivos, e, se necessários, aplicadas na temperatura ambiente (Cunha et al., 2018).
De acordo com Bernucci et al, (2008) esta é uma técnica que utiliza emulsões asfálticas modificadas por um polímero em sua composição, para aumentar a sua vida útil, e por utilizar o mesmo princípio e concepção, sendo a presente técnica considerada uma evolução das lamas asfálticas.
Segundo o Departamento de Estradas e Rodovias (DER) (Brasil, 2006), o micro revestimento asfáltico à frio é uma mistura composta de agregado mineral, material de enchimento, material de enchimento (filler), emulsão asfáltica modificada por polímero, água e aditivos, e se necessários, obtém uma consistência fluida, uniformemente espalhada sobre uma superfície previamente preparada.
O micro revestimento asfáltico à frio pode ser empregado como camada de selagem inibidora de trincas, impermeabilização, rejuvenescimento ou como camada antiderrapante de pavimentos. A massa deve ser capaz de ser espalhada em espessuras variáveis da seção transversal (cunhas, trilhas de roda, camadas desgastadas ou irregulares) a qual, após a cura e inicial consolidação pelo tráfego, resiste a deformações em toda a superfície independente do teor de asfalto ou espessura (Brasil, 2006).
Dessa forma, o micro revestimento asfáltico à frio como a ação de correção do pavimento em toda sua área onde o pavimento apresentava defeitos de grande abrangência, agirá. E sendo aplicado à frio, será classificado em micro revestimento Asfáltico à Frio Tipo 1 e Micro Revestimento Asfáltico à Frio Tipo 2 (Brasil, 2006).
2.4.4 Micro revestimento asfáltico à frio Tipo 1
Trata-se da ação de correção do pavimento em toda a sua área onde ele apresentava defeitos de grande abrangência, na espessura entre 6,0 e 8,0 mm, limitando-se a correção da camada de revestimento. O micro revestimento asfáltico à frio do tipo 1 é executado de forma sobrejacente, ao revestimento existente, quando o revestimento estiver com presença de fissuração inicial, exsudação, falta de rugosidade ou com a presença de reparos localizados com percentual de área entre 20% e 40% de sua área total de avaliação. A adoção será para segmentos onde o tráfego atuante tenha VDM igual ou inferior a 2000. Esse recapeamento será realizado com equipamentos que garantam a superfície plana sem irregularidades (Brasil, 2006).
2.4.5 Micro revestimento asfáltico à frio Tipo 2
Trata-se da ação de correção do pavimento em áreas defeituosas de grande abrangência, na espessura entre 14,0 e 16,0 mm, limitando-se à correção da camada de revestimento. Este tipo de micro revestimento é executado de forma sobrejacente ao revestimento existente, quando o revestimento apresenta a presença de fissuração inicial, exsudação, falta de rugosidade ou com a presença de reparos localizados com percentual de área entre 20% e 40% de sua área total de avaliação. A adoção se dá para segmentos onde o tráfego atuante, que tenha VDM superior a 2000 (Brasil, 2006).
O microconcreto à frio pode ser empregado como camada de selagem, impermeabilização e rejuvenescimento, ou poderá ser aplicado como camada antiderrapante de pavimentos. Assim, só é permitido o espalhamento de microconcreto à frio quando a temperatura estiver acima de 10° C, sendo proibida a execução dos serviços em dias de chuva (Arteis, 2021).
Devido a sua consistência altamente fluida, tem especial aplicação no rejuvenescimento de superfícies asfálticas desgastadas, na impermeabilização de revestimentos porosos e/ou fissurados ou como camada antiderrapante. De forma menos frequente, poderá também ser aplicado sobre bases granulares, em caso de variantes para tráfego provisório, ou no caso de tráfegos extremamente leves, ou em outros segmentos de uso estritamente temporário (GOINFRA, 2019).
Os materiais constituintes do micro revestimento asfáltico à frio são: agregado miúdo, material de enchimento, filler, emulsão asfáltica modificada por polímero do tipo SBS, água e aditivos, se necessários (Brasil, 2006).
O micro revestimento asfáltico à frio é um procedimento aplicado corriqueiramente, com a finalidade de promover ao pavimento uma camada de selagem inibidora de trincas, impermeabilização, rejuvenescimentos, podendo aumentar a adesão dos veículos automotivos em contato com a pista, garantindo-se assim, o desempenho funcional da rodovia (Brasil, 2005).
Dessa forma, pode-se afirmar que o micro revestimento é uma excelente alternativa de restauração superficial de pavimentos deteriorados (Figura 6), sem comprometimento estrutural, com sub-base e base em bom estado (Dória; Vilvert, 2018).
Figura 6: Recuperação do pavimento
Fonte: SICOP (2018).
O MRAF é indicado para as seguintes situações: Selagem de trincas, manutenção de superfícies oxidadas, ausência de aderência entre pneu e pavimento, impermeabilização do pavimento, revitalização de superfícies desgastadas, preenchimento de trilhas de roda etc. Além disso, utiliza-se dele como camada intermediária para retardamento do processo de reflexão de trincas e para o preenchimento de panelas quando a profundidade delas for pequena (Castro e Barroso, 2018).
2.5 Utilização do betume no processo de pavimentação
Como dito anteriormente, diversas localidades brasileiras contam com a insuficiência nos investimentos governamentais, quanto a manutenção e correção de suas estradas pavimentadas, fato que gera problemas sociais como o inacesso e redução de qualidade de vida dos transeuntes respectivos, fatores estes que precisam mudar (Bernucci et al., 2008).
Como alternativa a alguns pavimentos, a fim de impermeabilizá-los e torná-los mais duráveis, muitos se utilizam do betume, material fabricado a partir da destilação de petróleo bruto óleo durante o refino de petróleo. Esse material é produzido para atender a uma variedade de especificações, com base em propriedades físicas úteis às finalidades específicas. Suas principais características como adesivo, além de ser à prova d’água, termoplástico, durável, modificável e reciclável o tornam ideal como uma construção e material de engenharia (ASPHALT E EUROBITURE, 2015).
Asphalt Institute e Eurobiture estimam que a produção mundial atual de betume é de aproximadamente 87 milhões de toneladas por ano. A Figura 7 mostra uma estimativa uso e aplicação de betume por setor.
Figura 07: Demanda global (milhões de t / A)
Fonte: Adaptado, ASPHALT E EUROBITURE, 2015
Há mais de 250 aplicações conhecidas de betume, com a maioria do betume sendo usado em pavimentação e cobertura formulários, onde:
- 85% de todo o betume é estimado como usado como aglutinante em vários tipos de asfalto pavimentos: pavimentos para estradas, aeroportos, estacionamentos etc.
- Cerca de 10% do betume seja usado para telhados: telhas, aplicação a quente acumulada cobertura, rolo aplicado a frio na cobertura.
- A parte restante (aproximadamente 5% do total), é usado para uma variedade de aplicações, cada pequeno em volume: por exemplo amortecimento de som, água revestimento de tubos, tintas de betume, impermeabilização e materiais de vedação. Este setor é referido como “Outros aplicativos”.
A maior parte desse material é aplicada em temperaturas elevadas dentro dos materiais de construção. As especificações são baseadas em fatores climáticos regionais, descritos em termos de propriedades de engenharia (consistência, rigidez, viscosidade, resistência/coesão do material, adesão e envelhecimento / durabilidade).
As propriedades e qualidade do betume dependem principalmente de o óleo cru usado em sua fabricação. Ele é produzido para especificação de grau diretamente por refino ou por mistura e os polímeros e aditivos são usados para modificar as características termoplásticas do betume, a fim de melhorar o desempenho do produto (Bernucci et al, 2008).
A partir de 2017, as rodovias administradas pelo DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes) passaram a ser dimensionadas, segundo um novo método de pavimentação asfáltica. A metodologia, desenvolvida em parceria do COPPE (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia) e a Rede Temática Asfalto, foi uma atualização da técnica utilizada no Brasil, ainda a partir da década de 1960, e inclui tecnologias já adotadas pelas rodovias concedidas.
O antigo método previa apenas o uso de asfalto puro para pavimentação de rodovias nacionais, e os materiais como borracha e asfalto modificado com polímero, não foram considerados. Além disso, as diferentes condições climáticas do Brasil também não foram observadas. A técnica não previu o surgimento de possíveis fissuras ao longo dos anos. Somente a partir da implantação da nova metodologia do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte, todas essas variáveis foram mensuradas.
Segundo a coordenadora do Instituto de Pesquisas Rodoviárias (CNT, SEST, SENAT, 2018), o grande diferencial do método é o dimensionamento das rodovias de acordo com os avanços tecnológicos e a realidade brasileira. Conforme o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (2016), embora o custo para a implantação da nova tecnologia seja maior, a vida útil do piso e também aumenta a necessidade de manutenção, portanto, diminui.
Um sistema de transporte eficiente e de qualidade, integrando os diferentes modais, fomenta o setor produtivo e promove benefícios para toda a sociedade. No Brasil, o modal rodoviário possui a maior participação na matriz de transporte, concentrando aproximadamente 61% das cargas e 95% dos passageiros. Esses dados ressaltam a importância da infraestrutura viária para o desenvolvimento do país e para a garantia dos direitos fundamentais de seus cidadãos (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte, 2019).
Diante disso, o presente trabalho defende a utilização MRAF como uma alternativa sustentável na correção e ou manutenção das vias pavimentadas nacionalmente, tendo em vista o seu baixo custo e efeitos positivos quanto solução às vias públicas.
Segundo Confederação Nacional do Transporte (2019), cerca de 59% das rodovias federais pavimentadas apresentam algum tipo de problema, e o custo do transporte sobe quase 30% por causa dessas deficiências. Ainda segundo o órgão, são pavimentados apenas 213.453 quilômetros de rodovias, o que corresponde a 12,4% do total da extensão nacional. Diante disso, é apresentado no Gráfico 1: Gráfico 1: Densidade da malha rodoviária federal pavimentada por região do Brasil (valores em Km/1.00 km²)
Fonte: Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (2019).
O índice de qualidade aponta a região Sudeste em primeiro lugar, com 52,5% da malha pavimentada avaliada entre boa e ruim, seguida pelas regiões Sul, Nordeste, Sul e Centro-Oeste. A região Norte aparece em último lugar, com apenas 23,3% de avaliações satisfatórias.
Na análise individual por estado, Alagoas destacou-se com o melhor resultado nacional, com 86,4% de avaliações positivas, ficando atrás de São Paulo, que com 81,8% caiu para a segunda colocação no ranking, apesar de também ter avançado em qualidade. O pior resultado vem do Amazonas, com sua totalidade de rodovias com classificação negativa (Confederação Nacional de Transporte, 2019).
2.6 Vantagens e desvantagens na utilização do betume
As vantagens na utilização do betume para realização de remendos, manutenções e correções à frio em asfaltos iniciam-se pelo seu baixo custo, além da facilidade de aplicação e a determinação simples de modalidades de uso presente nas normas técnicas brasileiras respectivas. Além disso, a impermeabilização proporcionada por esse material, permite a durabilidade, quando aplicado à frio, de aproximadamente cinco anos, blindando o local por este período.
O preço do betume pode variar entre os municípios brasileiros, podendo custar R$ 145,00 até R$ 300 por quilo. Na cidade de Belo Jardim Pernambuco, existe uma fábrica a qual fornece o betume para a região, cujo preço não excede R$ 130,00 por quilo. Para obras públicas ou privadas, os custos desse material são vantajosos uma vez que se trata de remendos em lugares específicos das estradas, não computando-se ao feito, desperdícios dos elementos aplicados à frio.
Quanto às desvantagens do uso de betume, pode-se apontar a primeira e mais preocupante de todas: A sua relação com a saúde humana. Isso porque, divide-se opiniões entre a doutrina científica acerca de seus efeitos negativos inerentes ao homem, existindo diversos trabalhos científicos que apontam sua relação com o câncer. Nesse sentido, é exposto por Lopes (2022):
Os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAP) representam risco à saúde humana, pois alguns já são comprovadamente cancerígenos. A Organização Mundial da Saúde (OMS), conforme seu Critério Ambiental 202, de 1998, alerta para tal fato. No Brasil, o Ministério da Saúde (MS) desde 2001 já indica referências bibliográficas com estudos sobre as emissões de asfalto e relaciona a atividade de pavimentação com asfalto/betume como de risco para a formação de câncer de pulmão e dos brônquios, os epiteliomas (câncer de pele) e o câncer de bexiga. Estes dados constam do manual Doenças relacionadas ao trabalho (2001) e da Portaria 1.339/99 do Ministério da Saúde, na lista de doenças relacionadas ao trabalho, e são facilmente obtidos pela Internet. Na consulta, o profissional deve procurar por betume, que é sinônimo de asfalto (LOPES, 2008, p. 6).
A pesquisa de Lopes (2008) concluiu que tanto o betume quanto o antraceno são cientificamente apontados pelo item “Hidrocarbonetos e outros compostos de carbono” como elementos que podem causar o câncer em trabalhadores cujo exercício de suas profissões, está ligado ao manuseio dessas substâncias por um longo período.
Por outro lado, outros estudos discordam dessa desvantagem, e o betume continua sendo comercializado nos municípios brasileiros, devido a sua eficiência ao que se propõe nas obras públicas e privadas. Para maior compreensão dos argumentos que validam esta realidade, temse a seguinte citação feita por Lopes (2008):
A exposição às emissões de asfalto em pavimentação de ruas e estradas se dá tanto por gases e vapores, quanto por material particulado. Todos esses tipos de emissões são prejudiciais à saúde humana. Alguns estudos confirmam que os compostos químicos tóxicos conseguem se diluir na região do alvéolo e passam para a circulação sanguínea. Os profissionais da área de segurança do trabalho já dispõem de publicações na Internet que confirmam as doenças às quais estão expostos os pavimentadores, conforme o manual Doenças relacionadas ao trabalho, de 2001 (LOPES, 2008. p.8).
Nesse sentido, o presente trabalho aponta a possibilidade de desenvolvimento de câncer por meio do contato com o betume como a única desvantagem em sua utilização.
3 METODOLOGIA
Este é um estudo de caso o qual reúne em seu acervo um caráter qualitativo, descritivo e experimental. Nesse contexto, foi investigado por meio de um método avaliativo, o desempenho das vias urbanas de Caruaru após a aplicação de micro revestimento asfáltico à frio (MRAF), como uma alternativa sustentável de material para manutenção e correção das vias públicas escolhidas neste estudo.
3.1 Local de estudo
A localidade escolhida para o experimento no pavimento (asfalto) foi a rua Santa Rosa, bem como a Av. Julia Lopes, bairro Rendeiras, e a Rodovia Estadual PE-95 trecho: Riacho das Almas, na cidade de Caruaru PE, representadas na Figura 9.
Figura 9: Representação da cidade de caruaru
Fonte: O autor (2023).
A área de estudo está situada no município de Caruaru, no estado de Pernambuco, a qual devido sua importância regional também é conhecido como “Capital do Forró” e “Capital do Agreste”. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2020) a cidade estudada tem uma população estimada em 365.278 habitantes, apresentando uma área demográfica de 342,07 hab./km², tornando-se o mais populoso do interior do estado, e sendo a terceira maior cidade do interior nordestino.
O município está incluído na área de clima tropical do tipo semiárido quente e pouca pluviosidade ao longo do ano. De acordo o Koppen-Geiger a classificação do clima é BSH. 21,7 °C é a temperatura média. A média de pluviosidade é de 551 mm inserida nos domínios das bacias do Rio Capibaribe e Ipojuca sendo esta última a mais importante que entrecorta o município, sofrendo uma pequena influência da bacia hidrográfica do Rio Una (KOPPENGREIGER, 1900).
Para este estudo de caso, foi escolhida três vias que apresenta baixo, médio e grande fluxo de veículos diário e atende vários pontos importante na cidade de caruaru (Figura 10).
Figura 10: Representação Gráficas dos pontos de aplicação do asfalto à frio
Fonte: Google Earth (2023).
Para que se tenha diferentes parâmetros de análise, se faz necessário que os materiais envolvidos no estudo estejam sob cenários distintos. Sendo isto verdadeiro, será analisado três trechos de vias que sofreu diferentes tráfegos ao longo de 75 dias, mas a causa da patologia das vias foi o mesmo motivo manutenção em redes de distribuição de água.
A primeira via foi a Rua Julia Lopes (Anel Viário José Liberato), n° s/n, situada a 5,6 Km Marco Zero da cidade de Caruaru, no bairro da Rendeiras. Latitude 8° 16’ 56” S e Longitude 35° 56’ 16” W. Previamente, nesta rua, havia um buraco causado pelo serviço de manutenção da COMPESA (Companhia Pernambucana de Saneamento). No dia 19 de agosto de 2020 parcela via danificada foi recuperada como representa a imagem X. O Tráfego para essa via e considerado leve.
A segunda via em questão é a Rua Santa Rosa, n° 402, bairro Santa Rosa, situada a 1,1 Km do Marco Zero de Caruaru. Previamente, nesta rua, havia um buraco causado pelo serviço de manutenção da COMPESA (Companhia Pernambucana de Saneamento). No dia 20 de agosto de 2020 parcela via danificada foi recuperada como representa a Figura 11. O tráfego nesta via é considerado moderado.
Figura 11: Rua Santa Rosa danificada
Fonte: O autor (2023).
A terceira e última via em questão é a PE 95, n° s/n, situada a 4,5 Km do Marco Zero de Caruaru. O ponto se localiza entre os bairros Luiz Gonzaga e Fernando Lyra, cujo fluxo é intensivo. Previamente na PE 95, havia um buraco causado pelo rompimento da adutora do agreste que passa nesta via.
A rodovia PE-95 liga o Agreste Central ao Agreste Setentrional de Pernambuco Caruaru a Limoeiro, e totaliza 80,1 Km de extensão. No dia 21 de agosto de 2020, parcela via danifficad9m²) foi recuperada como representa a Figura 12:
Figura 12: Regularização da base na PE_95
Fonte: O autor (2023).
A pista de rolamento apresentada, possui 7,00 m de largura com duas faixas de 3,5 m ada e os acostamento (calçadas) tem 0,8 m de largura, conforme demonstra a Figura 12.
Figura 12: Características Geométricas
Fonte:DEINFRAC/SC (2012).
Para os três pavimentos, utilizou-se a mesma base. O tráfego sobre as vias também é distinto. A camada recomposta nos 3 trechos foi de 30cm. Sendo 20cm com pó de pedra (Figura 12) e o restante com paralelos.
3.2 Materiais e métodos
No processo à frio, a fresagem é executada sem qualquer preaquecimento. São recomendados os seguintes materiais básicos necessários para execução dos serviços de
recuperação das vias: O material asfáltico ensacado à frio, agregados, pó de pedra, água e material de enchimento, além dos equipamentos devidos.
3.2.1 Material Asfáltico ensacado à frio
Para o presente estudo foi utilizado mistura asfáltica CBUQ – Concreto betuminoso usinado ensacado, demonstrado na Figura 13:
Figura 13: Material asfáltico à frio ensacado
Fonte: O autor (2023).
Ele foi aplicado à frio, respeitando a espessura entre 6,0 e 8,00 mm e a área demarcada previamente de acordo com EGR (2015).
3.2.2 Agregados
Todos os agregados britados foram produzidos de acordo com a IG 01, das Instruções e Recomendações Gerais das Especificações da AGETOP.
3.2.3 Pó de Pedra
Foram utilizadas pedras, britadas apresentando partículas sãs, limpas e duráveis, isentas de pó, livres de torrões de argila e outras substâncias nocivas. Nesse sentido, demonstra a Figura 14:
Figura 14: Pó de pedra
Fonte: O autor (2023)
Para este estudo, utilizou-se pó de pedra e base, na sub-base. A água foi utilizada em seu estado limpo, isenta de matéria orgânica, óleos e outras substâncias prejudiciais à ruptura da emulsão asfáltica. Também foi empregada na quantidade necessária para manutenção dos equipamentos finais, e apoio a equipe em campo.
O material de enchimento foi constituído por minerais finamente divididos, isentos de grumos, preferencialmente cimento Portland, utilizando-se ainda cal hidratada CH-1. Nesse sentido, o Quadro 2:
Quadro 2: Informações sobre a peneira e peso
Fonte: O autor (2023).
Foram obedecidas as seguintes indicações:
a) A quantidade deve ser de, no mínimo, 1%. Caso o projeto estabeleça a adição de fibras à mistura, este teor deve variar entre 0,2% e 0,3% em peso.
b) O filler deverá atender à seguinte granulometria. Nesse sentido, tem-se o Quadro
2:
O equipamento utilizado atendeu as recomendações do AGETOP (2018) “0 equipamentos deverá ser aquele capaz de executar os serviços sob as condições especificadas e produtividade”. Os equipamentos básicos para a execução do micro revestimento asfáltico à frio compreende as seguintes unidades:
- Caminhão F 1000;
- Placa Vibratória VK-85 Vibromak;
- Picareta c/ Cabo;
- Picareta (CHIB) c/ Cabo;
- Enxada Norte Leve;
- Martelo de pedreiro 500g;
- Carro de mão;
- Bobona para transporte de água.
Para limpeza da superfície foi utilizado vassoura, apresentando na Figura 15:
Figura 15: Limpeza da PE-95
Fonte: O autor (2023).
Após a limpeza, iniciou-se a aplicação. Anteriormente ao início da aplicação do micro revestimento asfáltico à frio, foram verificadas as condições climáticas locais. Isso porque a aplicação não é permitida em chuvosos, ou sob o risco de chuva, bem como em trechos submetidos à ação de chuvas em dias anteriores e quando a temperatura ambiente estiver abaixo de 10° C e acima de 40° C.
A determinação da temperatura ambiente indicada é à sombra e longe de aquecimento artificial. Condições as quais não se aplicaram durante a elaboração da metodologia deste trabalho.
Aterros para reparos são segmentos cuja implantação requer depósito de materiais provenientes do corte da pista ou se for o caso de material importado, no interior dos limites das seções. Para este trabalho todos os reaterros realizados com aplicação do pó de pedra formando uma camada na de base (Figura 16).
Figura 16: Regularização da base na PE_95
Fonte: O autor (2023).
A execução dos aterros foi feita pela utilização racional do equipamento apropriado, sendo ele Placa Vibratória VK-85 Vibromak, atendidas às condições locais e a produtividade exigida, como destaca a Figura 17 abaixo.
Figura 17: Utilização da placa vibratória VK-85 para compactação na PE-95
Fonte: O autor (2023).
A superfície que recebeu a camada apresentava-se limpa, isenta de pó ou outras
substâncias prejudiciais. Eventuais defeitos existentes foram adequadamente reparados com paralelos (Figura 18), previamente à aplicação sobre o colchão de pó de pedra. Trincas, fissuras ou outros pequenos defeitos do pavimento deverão ser corrigidos com a selagem deles, aplicada manualmente.
Figura 18: Aplicação do paralelo na base da Rua Santa Rosa
Fonte: O autor (2023).
Concluída a regularização do aterro da pista e a correção dos defeitos encontrados, a superfície a ser revestida poderá, em todos os casos neste trabalho, ser aplicada o paralelepípedo, após o espalhamento dos agregados, é iniciada a compressão do mesmo sobre o ligante para promover o tombamento e alinhamento dos agregados e sua aderência completa ao substrato, com a placa vibratória V-85.
O micro revestimento asfáltico à frio aplicado neste estudo foi adquirido ensacado (forma a qual é fornecida em mercado) após espalhado como apresenta a Figura 20.
Figura 20: Espalhamento do material asfáltico à frio
Fonte: O autor (2023).
Assim, é aplicado com a placa vibratória VK-85 Vibromak.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste trabalho, foi proposto o micro revestimento à frio, que pode ser realizado com um custo-benefício cabível a diversos municípios que precisam de reparos em seus pavimentos urbanos. O principal objetivo da recuperação funcional das vias analisadas é fornecer ao usuário segurança e conforto, por meio das medidas de recuperação que foram tomadas para sanar os problemas de pavimento.
Avaliando-se o desempenho da aplicação MRAF, o primeiro trecho alvo da aplicação neste estudo, apresentou um baixo tráfego e fez ligações em pontos importantes após 75 dias, quando pode-se verificar que a técnica do Micro Revestimento Asfáltico à Frio (MRAF) utilizada para recuperação funcional do pavimento da rua Julia Lopes, atendeu as expectativas em projeto, pois percorrendo e analisando visualmente, percebe-se a qualidade e melhoria no pavimento, bem como a sustentabilidade ensejada neste processo.
Sobre as vantagens observadas por meio desta aplicação, foram: Baixo custo dos materiais aplicados, impermeabilização eficaz, facilidade na forma de aplicação não exigindo- se métodos complexos e de difícil aplicação, bem como a segurança dos trechos recapeados e restaurados por meio do MRAF e maior durabilidade do trecho corrigido. As desvantagens encontradas dizem respeito à composição tóxica e cancerígena encontrada no Betume utilizado.
De acordo com o resultado mostrado nestes estudos, outras soluções também são admissíveis na recuperação do pavimento. Considerando a técnica de restauração de pavimento implantada, bem como analisando a questão econômica do empreendimento, o Micro Revestimento Asfáltico à frio nos três pontos distintos apresentou resultado mais eficazes, proporcionando assim, um baixo custo e eficiência na segurança e conforto dos usuários até o período do estudo.
Nesta seção são apresentadas as conclusões deste estudo, que teve como objetivo avaliar o comportamento do concreto betuminoso usinado à frio com a utilização de diferentes tipos de vias e fluxos, ao logo de 75 dias em Caruaru.
Ao longo dos estudos sobre as propriedades dos materiais que compõem o concreto betuminoso usinado à frio, verificou-se que eles atendem a todos os parâmetros recomendados pelas normas brasileiras. Os resultados obtidos para as propriedades dos ligantes atendem às especificações para a aplicação nos revestimentos asfálticos.
Na análise do pó de pedra basáltica, este apresentou uma granulometria característica, tornando-se satisfatória para aplicação da sub-base e de regularização e reforço de subleito.
Como vantagens em sua utilização foram observadas: O baixo custo, facilidade de aplicação e rapidez durante o processo nas obras civis. Como desvantagem, foi apontada a possibilidade do betume causar câncer àqueles que o manuseiam por muito tempo, sendo essas pessoas profissionais ligados à engenharia civil ou não.
Diante dos resultados acerca da aplicação do MRAF, concluiu-se ser passível de aplicabilidade em diversos municípios, observando-se sucesso nas vias em que foram contempladas com este material durante o período de cinco anos, que é a vida útil estimada às correções/manutenções e remendos. Isso porque, além dos custos serem menores, o material possibilitou durabilidade, segurança e impermeabilização aos trechos alvos de correção.
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¹ Graduando do curso de engenharia civil, Unifavip Wyden.
² Professor Orientador, Professor Esp.