SANTOS, Mariana dos Reis [2]
DEMUELENAERE, Rafael Gerard de Almeida [3]
SANTOS, Mariana dos Reis; DEMUELENAERE, Rafael Gerard de Almeida. Reciclagem de Pavimento Asfáltico a Quente In Situ. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 03, Ed. 02, Vol. 01, pp. 5-16, Janeiro de 2018. ISSN: 2448-0959
RESUMO
Com o passar do tempo, o pavimento tende a se deteriorar pelo excesso de cargas ou simplesmente pelo tempo de sua vida útil, necessitando de manutenção e restauração. Uma estratégia para evitar a elevação dos custos, solicitação de novos materiais e promover a sustentabilidade é a reciclagem do pavimento asfáltico. A reutilização do material, acrescido de novos agregados e ligantes proporciona ao pavimento maior tempo de benefício e redução de impactos ambientais. Este artigo é uma revisão bibliográfica, de análise interpretativa, referente ao método da reciclagem a quente in situ, trazendo seu conceito, classificações, vantagens e desvantagens sobre o uso do material fresado misturado a outros materiais a fim de promover um desenvolvimento sustentável e a conservação das rodovias.
Palavra-Chave: Pavimentação, Reciclagem, Sustentabilidade, In situ.
1. INTRODUÇÃO
A sustentabilidade é um ideal sistemático que se faz principalmente pela ação e pela constante busca entre desenvolvimento econômico e, ao mesmo tempo, preservação do ecossistema; tendo isso como objetivo, é possível criar um campo de estudo sobre técnicas de reciclagem de pavimentos como alternativa para o desenvolvimento sustentável em obras rodoviárias.
Com o aumento da população, desenvolvimento econômico e social, as rodovias ficam cada vez mais danificadas devido a altos volumes de tráfego, fazendo como que a vida útil do pavimento seja cada vez menor, gerando a necessidade da conservação para promover o desenvolvimento sustentável.
A superfície do pavimento asfáltico é composta de agregado mineral, subproduto do petróleo, mistura de rocha de qualidade e areia. Visando a escassez de matéria prima e redução de custos, torna-se cada vez mais necessária a utilização de técnicas para recuperação como reciclagem ou recapeamento, porém, as técnicas não podem ser realizadas caso o pavimento esteja totalmente degradado. A reciclagem de pavimentos consiste na reutilização de todo o material existente na via danificada para reestruturação do pavimento, podendo ser adicionados materiais como agentes estabilizantes para reforçar a estrutura final. (GEWEHR, 2014).
Algumas técnicas de reciclagem podem ajudar no desenvolvimento da construção sustentável, nomeadamente, na diminuição das emissões de CO2 para a atmosfera e na redução do consumo energético (CUNHA, 2010). Vale ressaltar que as obras rodoviárias geram elevados custos e produzem elevadas quantidades de resíduos, gerando significativamente impactos ambientais. Faz-se necessária a implantação de soluções para minimizar os danos causados ao meio ambiente, como, por exemplo, o material fresado que pode ser reutilizado no pavimento como agregado, ou seja, diminuindo a quantidade de material de descarte, agressão ao ambiente além de promover rapidez na realização do serviço e redução de custos.
A reciclagem a quente é definida como um processo de correção de defeitos de superfície, através do corte e fragmentação do revestimento asfáltico antigo (geralmente por fresagem) […]” (DNIT, 2005). Esse processo de reciclagem do pavimento consiste na fresagem do material e depois utilização do mesmo como agregado que passa a ser misturado a quente no próprio local sendo essa técnica denominada como in situ ou em usina estacionária, pode-se também adicionar, cimento asfáltico, agregados, dentre outros agentes. O produto final tem que atender às especificações de misturas asfálticas a quente destinadas às camadas de rolamento ou binder.
1.1 HISTÓRICO
A escassez e elevado custo de material virgem para a construção do pavimento é algo que tem se tornado preocupação para toda humanidade, com isso, a necessidade de sanar esse problema é algo indiscutível, buscando a redução de custos e impactos ambientais, é fundamental a utilização de técnicas de reciclagem do pavimento, que consiste em utilizar parte ou todo material deteriorado na construção da nova camada de rolamento.
No Brasil, a primeira utilização da técnica de reciclagem de revestimentos betuminosos aconteceu na cidade do Rio de Janeiro em 1960, onde, na época, o revestimento era removido por meio de marteletes, transportado para a usina e remisturado. A primeira rodovia a ser reciclada foi a Via Anhanguera, trecho entre São Paulo e Campinas, na década de 1980. (Pinto, 1989)
A partir da crise do petróleo, na década de 1970, com a escassez de materiais asfálticos mais a crise econômica internacional, os técnicos rodoviários internacionais, em conjunto com os organismos de fomento, voltaram-se para a ideia de reprocessar os materiais de pavimentação de pistas deterioradas, por meio da reciclagem (Bonfim, 2001). Existem várias técnicas de reciclagem que essas por sua vez estão se moldando e melhorando com o passar dos anos, sempre em busca do desenvolvimento sustentável.
Com o passar dos anos foram desenvolvidas diversas pesquisas no Instituto de Pesquisa Rodoviária/ Departamento de Infraestrutura Rodoviária (IPR/ DNIT), com o intuito de promover e o aperfeiçoamento das técnicas de reciclagem e com o passar do tempo essas estão sendo mais utilizadas, pois, evita a quantidade de resíduos gerados por novas construções além de evitar a exploração de recursos naturais, diminuição de custos referente à distancias de transportes além de ser uma alternativa econômica.
1.2 JUSTIFICATIVA
As rodovias brasileiras têm certa carência de fiscalização e controle de pesagem, pois, cargas excessivas afetam na qualidade e durabilidade do pavimento flexível. Relatórios do TCU (Tribunal de Contas da União) de 2013 apontam que em alguns casos os problemas começam a surgir apenas sete meses depois da entrega da obra. (Confederação Nacional de Transporte, 2017). A partir do cenário atual torna-se de extrema importância um adequado gerenciamento do pavimento, para que a sua correção seja feita antes que afete a estrutura do mesmo.
Segundo a CNT em 2016 cerca de 57,3% das rodovias públicas avaliadas ainda apresentam condição inadequada ao tráfego, isso significa que, mais que a metade das rodovias estão em condições precárias ou até mesmo ruins, ou seja, apresentam deficiências no pavimento, na sinalização e até mesmo na geometria. Dessa forma é preciso que pelo menos as vias existentes sejam conservadas no intuito de diminuir os custos e reduzir impactos ao meio ambiente.
À crescente e desordenada demanda de transporte de cargas resulta em problemas no pavimento, pois, muitas rodovias não possuem um controle de pesagem, e essas geralmente tem solicitações de carga acima da permitida em projeto, resultando em deformações, trincas e danos não só na superfície de rolamento como também na estrutura do pavimento, por conta do sobrepeso, ou seja, as rodovias são projetadas para um determinada solicitação de carga e consequentemente um período de vida útil, porém, a falta de gerenciamento adequado acaba comprometendo a durabilidade do pavimento.
1.3 OBJETIVO
Geral:
Este artigo tem como objetivo apresentar técnicas construtivas de reciclagem de material a quente, tendo enfoque no método in situ, o qual ocorre no local onde será feita a correção do pavimento.
Específicos:
- Identificar técnicas construtivas de reciclagem de material a quente;
- Conceituar a técnica de reciclagem de material a quente in situ;
- Analisar as vantagens e desvantagens do método in situ, na reciclagem de material a quente;
2. METODOLOGIA
Para que os objetivos fossem alcançados, foi proposta neste trabalho a realização de pesquisas bibliográficas de autores que falam sobre o assunto, especialmente sobre a técnica construtiva de reciclagem de material a quente no local. Esclareceu-se o processo, seguido de interpretações buscando compreender a técnica abordada. Analisou-se o aspecto evolutivo do método, acompanhado da sua descrição, demonstrando a importância da técnica abordada para efeito de sustentabilidade.
3. RECICLAGEM DE PAVIMENTOS ASFÁLTICO
O pavimento tem, de certa forma, um período de vida útil que pode ser diminuído devido a fatores naturais como as intempéries físicas, químicas e biológicas, assim como a degradação proveniente de cargas excessivas, é preciso que as rodovias sejam monitoradas e gerenciadas para evitar sua degradação.
Reciclar e reutilizar tem o mesmo objetivo em comum que é evitar a exploração de recursos naturais, promover o desenvolvimento sustentável, minimizar o número de desperdício, porém, existem diferenças entre seus conceitos. Reciclar significa reutilização do resíduo ou do material existente para a criação de novos produtos através do reprocessamento, ou seja, significa aproveitar o material existente para a criação do novo com funcionalidades iguais ou diferentes de sua matriz, ao contrário do conceito de reutilizar, que apenas consiste na utilização do produto existente sem sua modificação.
A reciclagem do pavimento asfáltico consiste em técnicas que tem como principal objetivo transformar a camada do pavimento que está comprometida em uma nova. Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte, apresenta-se como uma solução para muitos problemas e oferece inúmeras vantagens em relação a utilização convencional de materiais virgens.
A reciclagem dos materiais existentes no pavimento para compor uma nova estrutura resulta em considerável economia de energia, material e dinheiro, além de resolver problemas como o do descarte do material deteriorado (Federal Highway Administration – FHWA, 1997). Ou seja, o reprocessamento do material tem como principal função minimizar os impactos ambientais, como degradação de jazidas, emissão de gases poluentes entre outros problemas. Essa necessidade é proveniente ao crescimento do tráfego de veículos nas rodovias, dessa forma o pavimento começa a apresentar diversas patologias como trincas, fissuras e desagregação de material, tornando-se essencial a sua reestruturação para promover segurança e conforto ao rolamento.
A escolha do método utilizado para a recuperação do pavimento flexível é feita de acordo com os resultados do estudo em função do tipo de pavimento e ensaios laboratoriais.
4. IMPORTÂNCIA E MÉTODOS
As estradas brasileiras estão cada vez mais degradadas, pois, a maioria das cargas é transportada pelo modal rodoviário, fazendo com que a rodovia não suporte o acúmulo de tensões. Conforme pesquisa da CNT de 2017 uma das dez causas que contribuem para a pouca durabilidade do pavimento das rodovias brasileiras é a falta de fiscalização e controle de pesagem nas rodovias, ou seja, pesquisas mostram que existe uma carência de postos de pesagem, e que falta de investimento na conscientização dos usuários sobre os impactos do sobrepeso. Dessa maneira, ao se optar por uma solução reciclável se faz necessário um estudo prévio para melhor escolha do método que deve ser utilizado para manutenção e conservação das faixas de rolamento em função de sua patologia.
A reciclagem consiste em uma técnica de restauração com o intuito para promover a sustentabilidade, além de ser um atrativo econômico. O aproveitamento de até 70% dos CAP’s (Cimento Asfáltico de Petróleo) envelhecidos (ASPHALT INSTITUTE, 1986). O ideal é que as rodovias estejam sempre sendo monitoradas, pois, se for detectada a deterioração do pavimento antes da sua ruptura completa, é possível a sua recuperação sem comprometer o traçado, ou seja, a geometria da pista. É muito importante saber, também, qual o resultado final desejado com a restauração do pavimento (reforço estrutural, maior conforto ao rolamento etc). (DNIT, 2006).
Há diversos métodos para reciclagem de pavimento asfáltico, mais para escolha a que se aplica é preciso averiguar as características, composição, defeitos e suas prováveis causas baseando-se sempre com estudos das amostras retiradas no campo, essas devem ser levadas ao laboratório para análise do histórico de desempenho seja ele estrutural ou funcional do pavimento e por meio de seus resultados deve-se examinar a possibilidade de seu reaproveitamento e a escolha do método que mais se adequa para que esse possa ser aplicado.
Segundo o DNIT (2006), no Brasil as normas pertinentes, recomendam que o gatilho para a deflagração da restruturação do pavimento das rodovias com acentuado volume de tráfego é o valor do Índice de Irregularidade Internacional IRI ≤ 3,5, e quando o pavimento começa a apresentar alguns defeitos como trincamento, desgaste, afundamento na trilha de roda, irregularidade longitudinal entre outros, quando esses defeitos são notados e não são sanados o pavimento passa a se degradar ao longo do tempo, e caso esteja totalmente danificado e o mesmo não seja recuperado a tempo, os fatores ambientais podem contribuir com grandes problemas futuros gerando a degradação completa comprometendo até a estrutura do pavimento das camadas de base e sub-base, impossibilitando sua reciclagem, consequentemente, reproduzindo-se custos adicionais.
A Associação de Reciclagem Asfáltica dos Estados Unidos (The Asphalt Recycling and Reclaiming Association-ARRA) define cinco categorias principais de diferentes métodos de reciclagem (KANDHAL, 1997) – reciclagem a frio, a quente, a quente in-situ, a frio in-situ e reciclagem de camadas do pavimento. Na maioria das vezes, é comum classificar as técnicas de reciclagem de pavimentos asfálticos em apenas duas modalidades, que são a reciclagem a quente e a frio, essas que, por sua vez, podem ser executadas no próprio local, ou seja, in situ – ou em usina apropriada.
No Brasil, há dois métodos de reestruturação da camada do revestimento que está danificado, utilizados pelo DNER, o Marini e Wirtgen, a frio e a quente respectivamente. Segundo o DNIT (2006), podem ser corrigidos defeitos com severidade baixa ou média tais como desagregações, corrugações, afundamentos nas trilhas de roda, locais de baixa aderência, exsudações e locais com problemas de declividade transversal.
Quando utiliza-se o método Marini esse por sua vez consiste na fresagem a frio do material de revestimento, depois este passa a ser misturado em máquina apropriada a quente e em seguida é feito o sua propagação, já o método Wirtgen, é quando o a camada de revestimento é fresado a quente, ambas no Brasil utiliza a especificação do DNER ES-187/87.
4.1 MÉTODO MARINI
Método Marini consiste na fresagem do material a frio do revestimento, depois este passa a ser misturado em máquina apropriada a quente ou a frio, com adição de agente rejuvenescedor de asfalto, material betuminoso ou estabilizantes químicos, posteriormente, o equipamento processa a mistura com o material deteriorado à quente e depois é feito seu espalhamento. Segundo o DNER (1996) essa técnica é muito utilizada em países europeus e a porcentagem de reaproveitamento do material fresado pode atingir cerca de 90% (DNER, 1996).
4.2 MÉTODO WIRTGEN
Método Wirtgen segundo o DNIT consiste utilização da máquina Remixer da Wirtgen onde a fresagem do material realizada a quente, ou seja, é feito o aquecimento da superfície para a remoção do revestimento, depois esse material é misturado com novos agregados depois é feito sua propagação.
5. RECICLAGEM DO PAVIMENTO ASLFÁLTICO A QUENTE
A reciclagem a quente consiste no método no qual o pavimento asfáltico existente encontra-se deteriorado estruturalmente, esse é removido por intermédio de uma fresadora ou outro equipamento que seja capaz de arrancar a camada superficial total ou parcial a uma profundidade estabelecida por norma, depois esse material passa a ser transportado para local de estocagem onde poderá ser reciclado em usina estacionária ou no próprio local. O concreto asfáltico reciclado no local pode ser empregado como revestimento, base, regularização ou reforço do pavimento. (DNIT, 2005).
A reciclagem a quente geralmente é realizada seguindo as especificações de serviço do DNIT ES 033/2005 e ES 034/2005. Essa técnica tem como principal objetivo reutilizar os agregados e ligantes do revestimento deteriorado com o objetivo de fazer uso do material conservando parte de suas características funcionais e mecânicas, atendendo os princípios e elementos estruturais da rodovia. Muitas vezes, é necessário o uso de agente rejuvenescedor para reduzir a viscosidade e repor os compostos aromáticos e resinas com o intuito reconstituir as características existentes dos ligantes. Todo o revestimento é removido através de máquina apropriada, esse material é reduzido em pequenos pedaços granulares que posteriormente em local apropriado passa a ser misturado com adição de novos agregados, material de enchimento como o filler, agentes rejuvenescedores a quente (AR) e cimento asfáltico de petróleo (CAP).
Pode-se afirmar que as camadas de superfície porosas e danificadas podem ser recuperadas pela reciclagem a quente, e que esse método proporciona a melhoria das propriedades da camada de revestimento e conservação do perfil da rodovia, além de proporcionar a conservação do meio ambiente com a reutilização dos produtos existentes.
Esse método de reciclagem é um processo recente e utiliza uma quantidade de material superior as misturas comuns, além de necessitar de um elevado número de ensaios que precedem a aplicação da técnica e posteriormente um controle de qualidade inexorável, dessa forma ele se torna mais dispendioso do que os outros procedimentos porque demanda uma série de ensaios, avaliações do material, controle de qualidade e produção regido por normas.
Os principais fatores a serem observados na escolha da reciclagem a quente para recuperação do pavimento é observar as condições que o mesmo se encontra, o estado de desgaste, verificar a disponibilidade dos equipamentos para dar prosseguimento ao método, análise de toda regulamentação em relação ao meio ambiente e estudo de custos para então fazer um comparativo e investigar se o emprego desse método é o mais viável tanto economicamente e ambientalmente. Segundo o DNIT (2006), a reciclagem a quente pode corrigir deficiências de misturas betuminosas e pode ser utilizada para aumentar a capacidade estrutural, podendo ser usadas antes de um recapeamento.
6. RECICLAGEM DO PAVIMENTO ASLFÁLTICO A QUENTE in situ
Reciclagem a quente consiste na mistura asfáltica reciclada no local a quente, utilizando cimento asfáltico da camada existente, com o objetivo de fazer uso do material deteriorado conservando parte de suas características funcionais e mecânicas, atendendo os princípios e elementos estruturais da rodovia.
Segundo norma do DNIT (034/2005-ES), a mistura asfáltica a reciclar é obtida na remoção a quente ou a frio da camada asfáltica. Ou seja, independe como será removida a camada do revestimento para ser acrescida na mistura da reciclagem. Vale abordar que o equipamento utilizado para a remoção da camada danificada, não pode alterar as características granulométricas e também não pode proporcionar degradação e oxidação do resíduo. Após a remoção do material este deve ser transportado e armazenado em equipamento destinado por norma que atenda as especificações de que o ligante deve estar em temperatura adequada, posteriormente a depender da estrutura do pavimento e análises laboratoriais é acrescida a mistura de agregado adicional, ligante, agente de reciclagem, consequentemente todos seus componentes são misturados distribuídos e compactados conforme instrução de serviço e depois são realizados ensaios para averiguar a qualidade do pavimento reciclado.
A reciclagem a quente no local requer alguns cuidados como prevenção do meio ambiente referente à produção e aplicação dos agregados e do asfalto, condição das usinas de armazenamento e sua operacionalidade. Como a aplicação desse método requer a mesma quantidade ou mais de ensaios laboratoriais significa dizer que esse método às vezes se torna mais caro do que os convencionas, porém ele apresenta inúmeras vantagens como, por exemplo, economia de energia e tempo, além de ser notória a sustentabilidade comparada a exploração de jazidas e em relação a execução com a distância de transportes.
Quadro 1: Vantagens e desvantagens do método a quente in situ
| Quadro de vantagens e desvantagens do método in situ | |
| Vantagens | Desvantagens |
| Evita o transporte dos materiais fresados para outro local | As condições locais de execução podem afetar a qualidade do trabalho |
| Reduz a desagregação dos pavimentos das estradas utilizadas pela obra | Este processo está mais dependente das condições meteorológicas |
| Dispensa os depósitos provisórios | A hereditariedade das camadas existentes prejudica os riscos das formas de trabalho |
| O tempo de execução do processo é menor | Alguns equipamentos mais complexos estão sujeitos a avarias |
| Aproveita na íntegra todos os materiais existentes no pavimento | Dificuldades no controle de qualidade |
| O investimento total em equipamentos é inferior ao processo central | Elevados números de ensaios laboratoriais, tornando-se dispendioso |
| Evita prolongada interrupção do tráfego | |
| Promove sustentabilidade | |
Fonte: Própria autora.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Analisada a técnica de reciclagem a quente in situ, que foi descrita e investigada, esse material que poderia ser descartado passa a ser reaproveitado, ao invés de ser entulho, ou seja, ele é reutilizado, deixando de causar danos ao meio ambiente, promovendo uma construção de forma sustentável e qualidade do produto final, permitindo ao pavimento uma vida útil prolongada além de economizar recursos naturais.
A reciclagem a quente in situ é uma técnica que proporciona maior consumo energético porque exige o uso de mais equipamento do que os outros métodos. A máquina recicladora transforma o pavimento deteriorado em um novo. A reutilização dos materiais existentes proporciona muitas vantagens como a diminuição da exploração de jazidas e redução de extração de agregados das pedreiras, redução das distâncias de transportes, ou seja, reduz os impactos ambientais além de conservar as características das rodovias.
A reciclagem de pavimentos a quente está sendo muito utilizada para a recuperação, tornando-se uma solução tradicional comparada a outros métodos pois ela é uma alternativa eficaz e sustentável, comparada a reconstrução total da camada degradada, porém, seus custos ainda são bastante elevados porque requer uma série de maquinários específicos e muitos ensaios, e que esses tem seu valor em mercado elevado, por isso, muitas vezes por ser um método eficiente, porém caro, a reciclagem a quente in situ não é optada. A reutilização dos ligantes asfálticos é uma vantagem que é proporcionada pela reutilização dos materiais.
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[1] Artigo apresentado ao Curso de Pós-graduação Lato Sensu em Engenharia Rodoviária – Do Estudo de Viabilidade ao Projeto Executivo, da Escola de Engenharia de Agrimensura, como requisito para obtenção do título de Especialista.
[2] Acadêmica de Engenharia Civil, IQUALI, EEEBA/Salvador/BA.
[3] Professor de Pós-Graduação, IQUALI, EEEBA/Salvador/BA.
