USE OF RECYCLED MATERIALS IN ASPHALT PAVING.
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ra10202412060263
Jefferson Stanley Bandeira¹
Mirella Vitória Nunes Pereira²
Ronaldo Alves de Siqueira³
Gil Alves dos Santos Junior4
RESUMO
O presente artigo tem como base principal apresentar os possíveis materiais considerados resíduos na construção civil, que podem ser reciclados e utilizados em pavimentações asfálticas de estruturas viárias, e por meio desta ação buscar a sustentabilidade e preservação do meio ambiente. A reciclagem permite a conservação dos recursos naturais, além da redução dos resíduos que seriam descartados no meio ambiente. Os materiais reciclados desempenham um papel essencial para uma construção, deixando-a mais econômica e sustentável. Utilizar o asfalto fresado pode ser uma saída para a reciclagem de resíduos asfálticos, aplicando-os em um novo pavimento, garantindo que outros solos não serão afetados para a coleta de um novo material. Muitos procuram uma maneira para fazer a reciclagem de pneus, uma alternativa seria reutilizar como uma parte do pavimento asfáltico, já que ajuda em suas principais características, como redução da fadiga sofrida pelo pavimento flexível. Diante das apresentações descritas ao longo do texto, é possível utilizar o asfalto fresado e a borracha reciclada na pavimentação asfáltica devido às suas características e composições similares e possuírem uma boa funcionalidade na pavimentação.
Palavras-chaves: Asfalto fresado, borracha reciclada, pavimentação asfáltica, sustentabilidade.
Abstract
The main purpose of this article is to present the possible materials considered waste in civil construction, which can be recycled and used in asphalt paving of road structures, and through this action seek sustainability and preservation of the environment. Recycling allows the conservation of natural resources, in addition to reducing the waste that would otherwise be discarded into the environment. Recycled materials play an essential role in construction, making it more economical and sustainable. Using milled asphalt can be a way to recycle asphalt waste, applying it to a new pavement, ensuring that other soils will not be affected by the collection of new material. Many people look for a way to recycle tires; an alternative would be to reuse them as part of the asphalt pavement, since it helps with its main characteristics, such as reducing the fatigue suffered by flexible pavement. Given the presentations described throughout the text, it is possible to use milled asphalt and recycled rubber in asphalt paving due to their similar characteristics and compositions and good functionality in paving.
Keywords: Milled asphalt, recycled rubber, asphalt paving, sustainability.
INTRODUÇÃO
Segundo o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA 307) os resíduos gerados na construção civil são derivados de construções, reformas e até mesmo demolições. No Brasil, a construção civil exerce uma das principais economias do país, além de gerar uma grande riqueza econômica, a construção civil vem passando por diversos problemas ambientais, quando se diz respeito aos resíduos gerados pelas construções.
A pesquisa analisa o uso dos materiais reciclados que podem ser reutilizados como matéria-prima na pavimentação asfáltica. Conforme Silva et al. (2020) a utilização do asfalto fresado em novas camadas asfálticas proporciona benefícios econômicos e ambientais significativos. Por outro lado, a borracha reciclada oriunda de pneus descartados vem sendo cada vez mais estudado. Segundo Santos e Oliveira (2020) a adição da borracha no pavimento asfáltico melhora a durabilidade dos pavimentos, além de contribuir com uma grande parcela para a sustentabilidade do meio ambiente.
Conforme Santos (2020) as reciclagens dos materiais permitem a conservação do meio ambiente, garantindo a sustentabilidade dos recursos naturais, além de possibilitar que os materiais sejam utilizados no asfalto. “Utilizar as técnicas de reciclagem na conservação das vias de transporte, além de obter um gasto menor na compra de produtos e materiais para serem utilizados, também ajuda na preservação do meio ambiente” (SANTOS 2020).
1.0 PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA
A pavimentação asfáltica é o processo que visa uma mistura de agregados e ligantes asfálticos com o objetivo de revestir rodovias, estradas, avenidas e outras vias de circulação, é uma estrutura de múltiplas camadas construídas para resistir aos esforços de tráfego intenso e moderado (Vila Betume, 2021). Segundo o (MANUAL DO ASFALTO, 2021), “o asfalto é o termo utilizado para denominar o conjunto de materiais aplicados na pavimentação, derivado do petróleo, com alta viscosidade e propriedades impermeabilizantes.”
Os pavimentos podem ser classificados em flexíveis, rígidos e semirrígidos. Os pavimentos flexíveis são constituídos por diferentes camadas de materiais, onde todas apresentam deformação elástica (DNIT, 2006). Neste tipo de pavimento, as cargas são distribuídas igualmente, passando de camada para camada até o subleito. Os pavimentos rígidos, que possuem a maior resistência à deformação, compostos principalmente de cimento Portland, duráveis e com maior vida útil, segundo o manual da pavimentação, os pavimentos rígidos absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado (DNIT, 2006). Já os semi rígidos, são uma combinação de pavimento rígido e flexível, usados em rodovias de tráfego intenso onde se deseja reduzir a manutenção do mesmo.
2.0 CAMADAS QUE FORMAM O PAVIMENTO ASFÁLTICO
De acordo com Pastana (2006), o pavimento asfáltico, classificado como pavimento flexível, é constituído por camadas que formam a sua estrutura como revestimento, base, sub-base e subleito, assim como descrito na figura (1). Essas camadas formam o pavimento flexível, que não trabalham à tração e geralmente possuem uma boa vida útil.
Pastana (2006) também utiliza algumas classificações para as camadas do pavimento, subleito é a camada do solo compactada, serve de fundação para o pavimento. Em alguns casos, é necessário o reforço do subleito executado com o objetivo de reduzir a espessura da própria sub-base. Sub-base, camada de suporte, existe para reduzir a espessura da base, possui as mesmas funções da base. Base, camada destinada a resistir aos esforços dos veículos e transmitir as cargas recebidas diretamente até a fundação do pavimento (subleito). Revestimento é a camada que recebe matérias nobres, conhecida como a camada de rolamento, traz segurança e conforto aos usuários (PASTANA, 2006).
Figura 1 -imagem ilustrativa onde aborda as camadas que formam a pavimentação.
Fonte: Freitas (2022)
3.0 MATERIAIS RECICLADOS NA CAMADA ASFÁLTICA
O objetivo principal da reciclagem dos materiais utilizados na pavimentação asfáltica é reduzir a exploração nas jazidas, evitando também o descarte incorreto desses materiais que podem causar danos aos solos. Segundo a última pesquisa do panorama dos resíduos sólidos no Brasil de 2023, o país gerou cerca de 45 mil toneladas de resíduos na construção civil e demolição somente no ano de 2022 (ABREMA, 2024).
Segundo Brugnoli (2018) enfatiza a importância econômica da manutenção de pavimentos rodoviários, quando se refere a reutilização da fresagem do asfalto velho na manutenção de uma nova camada. “A reciclagem de pavimentos é vista pela reutilização dos materiais existentes no revestimento, e são misturados na condição em que se encontram após a desagregação, como aditivados ligantes ou rejuvenescedores. ” (MOMM e DOMINGUES, 1995). Mas é importante ressaltar que a viabilidade destes materiais está relacionada principalmente com a qualidade do resíduo a ser reciclado, ou seja, os materiais, ainda que usados, devem estar nas suas condições de uso, mantendo as suas propriedades mecânicas com a recuperação do mesmo.
3.1 ASFALTO FRESADO (RAP)
De acordo Santos e Leandro (2017) o asfalto fresado é designado do processo de fresagem de pavimentos asfáltico em desuso, o processo é realizado por uma máquina fresadora que raspa toda a camada de revestimento asfáltico. “Os materiais que compõem o RAP são os próprios materiais que compõem o revestimento asfáltico, ou seja, areia, brita e cimento asfáltico de petróleo (CAP) ” (SANTOS; LEANDRO, 2017)
Segundo o departamento nacional de infraestrutura de transportes (DNIT), a fresagem é definida como “Operação em que é realizado o corte ou desbaste de uma ou mais camadas do pavimento asfáltico, por processo mecânico a quente ou a frio, para remover camadas deterioradas do pavimento, visando restaurá-lo.” (DNIT 033/2021). A norma 033/2021 do DNIT define os procedimentos para o reaproveitamento do material fresado, com o objetivo de reduzir os impactos ambientais causados pelo material além de ter o melhor custo benefício.
Conforme o DNIT, o material fresado deve ser obrigatoriamente levado à esteira para que seja transportado para o local de reaproveitamento ou o bota-fora. “O material deve ser armazenado em condições normais, em áreas que não alterem o seu processo natural para que não haja quaisquer danos ao material a ser reciclado” (DNIT 159/2011). Caso contrário, o local não atenda às condições usuais previamente ditas na norma, o material deve ser colocado no bota fora. Para a análise do tema, verificamos a composição do asfalto fresado quando comparado ao asfalto original.
Diante das pesquisas realizadas por bancos de dados e conceitos amplamente conhecidos na engenharia civil, verificamos os materiais compostos pelo asfalto fresado e o asfalto original ou novo. As comparações foram realizadas para verificar os componentes de cada um na tabela 1 mostra-se detalhadamente a composição de materiais de cada um. Visto que o asfalto fresado e o asfalto novo possuem as mesmas composições, observa-se que o asfalto fresado possui resíduos contaminantes, que podem comprometer a qualidade do mesmo.
Tabela 1- Verificação dos componentes.
Fonte: Elaborado pelos autores.
3.2 Reciclagem In Situ
Segundo o Departamento de Estradas e Rodagem do Estado do Paraná (DER/PR) tem por definição a reciclagem in situ como, “A mistura reciclada no local com o emprego de equipamentos próprios para esta finalidade, utilizando-se material do pavimento existente, agregados adicionais (eventuais), cimento Portland e água. ” (DER/PR ES-P 33/05).
A técnica consiste na restauração do pavimento asfáltico com o reaproveitamento total ou parcial do material recolhido na fresagem misturado com pedra de brita. Segundo a NBR 9895, os materiais devem apresentar características como: “CBR ≥ 80% e expansão ≤ 0,3%, na energia modificada, para N ≤ 5 x 106; CBR ≥ 100% e expansão ≤ 0,3%, na energia modificada, para N ≥ 5 x 106; CBR ≥ 100% e expansão ≤ 0,3%, na energia modificada, para N ≥ 5 x 106” (NBR 9895/2016).
O asfalto fresado apresenta uma série de vantagens e desvantagens, onde permite que tenha contribuição ambiental, pois reduz a quantidade de perdas de solos por meio da extração de novos minerais, apresenta um melhor custo benefício, pois o material pode ser reaplicado diversas vezes sem danificá-lo, seguindo o padrão das normas. Sua principal desvantagem consiste em uma mão de obra mais qualificada, pois a fresagem necessita de equipamentos especializados de obra, além da sua aparência quando comparada ao asfalto normal. A reciclagem in situ é uma solução sustentável e pode ser realizada de forma a frio ou a quente.
3.3 Reciclagem In Situ a Frio
Conforme Santos e Leandro (2017) a reciclagem in situ a frio não tem adição de calor durante o seu processo, essa reciclagem utiliza-se a adição de um ligante, em alguns casos é adicionado betume-espuma ou cimento Portland. O departamento de estradas e rodagem (DER/2006) traz uma lista de materiais que podem ser adicionados na reciclagem in situ a frio, apresentados a seguir: Mistura reciclada, espuma de asfalto, cimento portland, cimento asfáltico, água e agregado adicional.
As adições desses materiais citados internamente, na composição permitem que o material reciclado atinja suas propriedades iniciais, trazendo o melhoramento do mesmo para que haja uma garantia da segurança no pavimento. É importante ressaltar que as especificações técnicas de como utilizar os materiais citados acima na reciclagem in situ a frio estão expostas no departamento de estradas e rodagem (reciclagem in situ a frio com espuma de asfalto, DER/2006).
3.4 Reciclagem In Situ a Quente
De acordo com Santos e Leandro (2017) na reciclagem in situ a quente a adição do ligante ao asfalto fresado ocorre no mesmo local da fresagem. “Reciclagem a quente o material fresado é aquecido e misturado com agregado virgem e um ligante, formando uma nova mistura asfáltica. Na reciclagem a quente, o ligante utilizado é o asfalto betuminoso” ” (SANTOS; LEANDRO, 2017).
4.0 Borracha Reciclada
É uma técnica que utiliza borracha de pneus velhos que seriam apenas descartados, realizando sua reciclagem por meio do processo de trituração e transformando em parte da composição do revestimento asfalto (LEÃO, 2011). A mistura é feita adicionando o pó do pneu moído junto aos outros materiais e aquecido em reatores específicos, assim dando origem à material borracha asfáltica.
Leão (2011) observa em seus estudos que, com a adição desse material no asfalto, ele sofrerá uma alteração em suas capacidades, onde ele irá receber uma melhor resistência e durabilidade ao longo do tempo, além de que a borracha vai ajudá-lo a resistir e suportar melhor as cargas e deformações aplicadas no pavimento, aumentando assim o tempo de vida útil desse tipo de asfalto em relação a um asfalto normal, que sofre mais com a fadiga na sua vida útil, característica de pavimentos flexíveis. (LEÃO, 2011).
4.1 Composição do Asfalto Borracha
Em sua maioria, a composição do asfalto borracha é parecida com a de um asfalto normal, porém ele terá um composto a mais junto aos seus agregados como mostra a figura 2, que será a borracha moída proveniente da trituração dos pneus, é adicionada uma quantidade de pó de borracha a mistura que logo depois é aquecida, na qual irá adquirir uma viscosidade maior e se tornando mais elástico em relação a um asfalto normal. (TEIXEIRA; ARAUJO, 2018). Os pneus utilizados nesse processo, em condições normais estima-se que levaria mais de 600 anos até desaparecer completamente, o que poderia gerar contaminação dos solos e da água de uma região por várias décadas, e com essa prática podemos utilizá-lo de forma sustentável. (BERTOLLO; FERNANDES, 1998).
Figura 2- Processo de fabricação do asfalto borracha
Fonte: Marques (BERNUCCI, 2008).
4.2 Impactos Positivos do Asfalto Borracha
A borracha reciclável, além de proporcionar a sustentabilidade do meio ambiente, pois garante que uma menor quantidade de pneus seja jogada em locais inapropriados para seu descarte, como lixões e aterros. (CATAPRETA, et al, 2016). Garantirá também uma economia na hora da aplicação do revestimento asfáltico, já que a borracha presente no asfalto irá diminuir a quantidade dos materiais que seriam utilizados em um asfalto normal.
Em grandes cidades, podemos perceber que há uma grande presença de revestimento asfáltico, ao garantir uma melhor locomoção e conforto para os usuários que trafegam sobre essas vias. Segundo Sousa (2022) o asfalto borracha aplicado em ruas e avenidas urbanas proporciona uma maior segurança e conforto para seus utilizadores, ao aumentar a resistência e durabilidade do pavimento. Além disso, a borracha presente proporciona uma redução dos ruídos gerados pelos veículos ao trafegar, assim diminuindo a poluição sonora (SOUSA, 2022).
4.3 Aplicação no Brasil
Em outras localidades do mundo, essa técnica de pavimentação já é bastante utilizada por diversos países. Por exemplo, nos Estados Unidos, um dos maiores países do mundo que se destaca pelo seu desenvolvimento, vem se aplicando esse tipo de asfalto em suas pavimentações rodoviárias e urbanas há bastante tempo. (TEIXEIRA; ARAUJO, 2018). Essa tecnologia de pavimentação já está presente no Brasil há algum tempo, e vem buscando projetos para a aplicação em nossas rodovias, visto que ela proporciona uma série de benefícios econômicos e sustentáveis. Alguns estados brasileiros já possuem a implementação desse tipo de pavimentação em suas cidades e rodovias, principalmente na região sul e sudeste. Alguns deles são Paraná–PR, Santa Catarina–SC, Minas Gerais (MG), São Paulo–SP. (SIRQUEIRA; FIORE, 2022)
METODOLOGIA CIENTÍFICA
A pesquisa tem como finalidade, avaliar o asfalto fresado e a borracha reciclada no uso da pavimentação asfáltica, seu principal objetivo é a reciclagem destes materiais para haver a preservação dos recursos naturais e a sustentabilidade do meio ambiente.
O presente trabalho foi realizado mediante pesquisas bibliográficas, de acordo com Boccato (2006) a pesquisa bibliográfica faz uma análise crítica de documentos sobre o tema a ser analisado, com o intuito de desenvolver o conhecimento e aprimorar suas ideias para a análise mais aprofundada do tema a ser desenvolvido. Para tanto, foram utilizadas normas técnicas, artigos científicos, bancos de dados e bases de dados governamentais.
As fontes utilizadas na pesquisa foram escolhidas com base em critérios para garantir a qualidade das informações abordadas durante o texto. Realizou-se consultas em bancos de dados como Google acadêmico, órgãos oficiais como DNIT, ABREMA, DER e CONAMA e instituições públicas além revistas como a Scielo.
Para um melhor resultado utilizou-se artigos científicos do Google acadêmico relacionados ao tema. Utilizou-se as palavras chaves, incluindo “asfalto fresado”, “borracha reciclada”, “pavimentação asfáltica” e “sustentabilidade”.
RESULTADO E DISCUSSÕES
Atualmente o asfalto fresado e a borracha reciclada desempenham um papel importante quando relacionados ao tema de sustentabilidade do meio ambiente. O reaproveitamento destes materiais além de promover um grande salto no desenvolvimento sustentável também melhora as propriedades mecânicas das misturas asfálticas. Pode-se destacar que o asfalto fresado se torna de grande importância quando apresenta uma grande economia para a redução dos impactos ambientais, já a borracha reciclada se destaca pela sua capacidade de flexibilidade e a sua resistência ao envelhecimento das misturas asfálticas.
As análises realizadas e os dados obtidos durante às pesquisas evidenciam o potencial técnico e econômico do reaproveitamento destes materiais. De acordo com o DNIT o asfalto fresado na pavimentação asfáltica necessita de especificações técnicas que indicam a distribuição granulométrica do material, para a peneira de 4,8 mm até 100% do material que passa, para a peneira de 2 mm variando entre 70% a 100% do material que passa e para a peneira de 0,075 mm entre 2% a 10% do material que passa, a granulometria do asfalto fresado é indicada para o uso tanto em camadas estruturais como no reaproveitamento da mistura para pavimentação.
Quanto a sua composição, o asfalto fresado possui a mesma composição que o asfalto novo, mantendo assim suas propriedades físicas e mecânicas, em contrapartida, o asfalto fresado possui resíduos contaminantes que conforme as normas devem ser retiradas para a reutilização, e em casos especiais como, a camada fresada for envelhecida, o asfalto fresado necessitará de adição de novos agregados na sua composição para ser reutilizado de forma segura. Segundo Santos (2016), a brita quando adicionado ao asfalto fresado proporciona uma maior resistência mecânica, além de permitir que o material tenha uma maior vida útil devido à sua durabilidade.
O uso desses materiais em misturas asfálticas é bastante viável, visto que esses materiais agregam em várias características da mistura, promovendo-lhe um ótimo desempenho para a estrutura viária como um todo. Cada um dos materiais contribuem para uma característica em específico no asfalto, como mencionado anteriormente nesse artigo, logo, deve-se avaliar o uso desses materiais junto a maneira como eles afetam e quais característica eles agregam a mistura, assim por meio de ensaios, encontrar a quantidade ideal de cada material a ser adicionado na mistura, buscando equilibrar a fração adicionada do material em relação ao custo para sua implementação, e com isso, buscar o equilíbrio entre sustentabilidade e economia.
As análises realizadas e os dados obtidos durante às pesquisas evidenciam o potencial técnico e econômico do reaproveitamento destes materiais.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após a análise de pesquisa e diante das normas utilizadas como referência, observa-se que o asfalto fresado pode ser utilizado na pavimentação asfáltica. Para isso, verificou-se a sua composição quando comparado ao asfalto original na tabela 1 apresentada no artigo. Ao analisar a composição de cada material, nota-se que possuem as mesmas condições e propriedades mecânicas, mesmo que o asfalto fresado, em alguns casos, possua resíduos contaminantes e segundo as normas do DNIT e o DER seja necessário um tratamento adequado conforme descrito nas pesquisas abordadas para o mesmo.
Em relação ao asfalto borracha analisado neste artigo, percebe-se que a aplicação dessa técnica para a pavimentação das vias asfálticas gera muitos benefícios econômicos e sustentáveis, assim trazendo uma grande melhoria na qualidade de locomoção sobre o mesmo, tanto em vias urbanas quanto em rodovias. Por meio dessa pratica o pavimento adquire melhoria em suas principais características, além de receber uma série de outras capacidades únicas, que se obtém ao se acrescentar uma parcela de borracha moída em sua composição.
Assim, conclui-se que a utilização de asfalto fresado e borracha reciclada na pavimentação apresenta-se como uma alternativa sustentável e eficiente para o reaproveitamento de resíduos, contribuindo para a redução de impactos ambientais e para a economia de recursos naturais.
REFERÊNCIAS
ABREMA, associação brasileira de resíduos e meio ambiente, BRASIL 61 – 18/06/2024.
Allan Sousa dos Santos, Eduardo de Almeida Leandro, estudo da aplicação de asfalto fresado e resíduo de rocha ornamental como base e sub-base de pavimentos, 2017.
BERTOLLO, Sandra Aparecida Margarido; FERNANDES JÚNIOR, José Leomar. Reutilização de borracha de pneus em pavimentação asfáltica. Comunicações de dissertações e teses, 1998.
BRUGNOLI, A. M. et al. Análise de custo x benefícios na reciclagem de asfalto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GESTÃO AMBIENTAL. 2018. p. 1-11.
CARLOS EDUARDO TROCCOLI PASTANA, Pavimentações De Estradas Ii, Unimar – Universidade De Marília Feat – Faculdade De Engenharia, Arquitetura E Tecnologia.
CATAPRETA, Cícero Antônio Antunes; ZAMBIASI, Clarissa Ana; LOYOLA, Letícia Aparecida de Jesus. Uso da borracha de pneus na pavimentação como uma alternativa ecologicamente viável. In: VII Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental Campina Grande/PB–21 a. 2016.
DA SILVA SIRQUEIRA, Alex; FIORE, Carlos Anderson Gomes. Resíduo de pneus inservíveis na composição da massa asfáltica: Residue from unservible tires in the composition of asphalt mass. Brazilian Journal of Development, v. 8, n. 10, p. 68538-68548, 2022.
DER-Departamento de Estradas e Rodagem, reciclagem in situ a frio com espuma de asfalto, DER/2006.
DE SOUSA, Luana Santos. Um Estudo Sobre a Viabilidade Econômica e Ambiental do Asfalto Borracha em Comparação com o Asfalto Convencional em Vias Urbanas. 2022.
DOS SANTOS, Monica Silva Batista. Pavimentação Asfáltica Através De Misturas Asfáltica Recicláveis.
LEÃO, Luiz Felipe Carneiro. Asfalto borracha. 2011.
Manual de asfaltos (2021), informações técnicas da Petrobras.
NBR 9895 2016 – Índice de suporte à Califórnia (ISC) – Método de ensaio.
Pavimentos asfálticos–Fresagem a frio–Especificação de serviço-NORMA DNIT 159/2011
SANTOS, R. G. Reciclagem de pavimentos asfálticos. 2016.
TEIXEIRA, Luan Honório Brasil; ARAUJO, Otavio Correia Campos. Estudo das vantagens do asfalto-borracha em relação ao asfalto convencional. 2018.
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