Camada de desgaste

Em relação ao tipo de material escolhido para a camada de desgaste, existem atualmente vários tipos de materiais utilizados no seu dimensionamento, sendo os mais utilizados a mistura betuminosa drenante, o betão poroso e os blocos de betão vazados (Acioli, L., 2005).

A escolha do material a utilizar na camada de desgaste deve incidir na capacidade do mesmo resistir às solicitações produzidas pelo tráfego (deformação vertical e esforço de corte) e, como não poderia deixar de ser, pela sua capacidade de permitir a infiltração das águas pluviais. Azzout et al. (1994), afirmam que a estética, a aderência, a acústica, a resistência à desagregação, o custo, a disponibilidade e a manutenção, são aspetos que devem ser tomados em conta na escolha do material a utilizar na superfície.

Segundo Fergunson B.K. (2005), os pavimentos permeáveis podem classificar-se com base no tipo de camada de desgaste de acordo com as famílias de materiais, entre as quais, agregados, coberto vegetal, geocélulas plásticas, betão poroso, blocos vazados, blocos intertravados com betão, mistura betuminosa drenante, entre outros.

- Agregados

A utilização de agregados nas camadas superficiais constitui uma das formas mais económicas e benéfica para o meio ambiente, dado ser um dos materiais mais abundantes e também natural. Como agregados, podem ser utilizados vários tipos de materiais, tais como granito, xisto, material reciclado de betão (RCD) ou outro tipo de material que não tenha qualquer função no meio em que se insere. A utilização deste tipo de material deverá garantir um grau de porosidade de cerca de 30 a 40 % garantindo assim a principal função permeável de encaminhar as águas ao longo da sua estrutura porosa (Virgiliis, A., 2009).

- Coberto vegetal

Relativamente a superfícies que usam como camada superficial relva ou outro tipo de espécies herbáceas, as mesmas são capazes de suportar tráfego pedonal e até mesmo algum tráfego de veículos. Em relação à porosidade deste tipo de pavimentos esta aumenta quando os mesmos não sofrem qualquer tipo de compactação por excesso de tráfego. A sua utilização remete maioritariamente para zonas de passeios e áreas de estacionamento que não sejam muito movimentadas. Por outro lado, com a utilização de grelhas, geocélulas ou blocos vazados, os mesmos podem suportar maiores cargas devidas ao tráfego. É ainda importante referir que pavimentos com este tipo de material requerem uma manutenção constante, tendo especial atenção ao replantio, ao espalhamento de terra, à irrigação e uso de fertilizantes (Virgiliis, A, 2009).

- Geocélulas plásticas

As geocélulas constituem um tipo de material de camada superficial composto por tiras de polietileno de alta densidade (PEAD), soldadas entre si, que quando abertas formam células contíguas tridimensionais, semelhantes a uma colmeia, que pode ser preenchida por areia, brita, betão ou solo, dependendo da disponibilidade e da finalidade. Poderão ser utilizadas em

várias funções, tais como, suporte de cargas na estabilização de pavimentos rodoviários e ferroviários, em estruturas de contenção de terra e na prevenção e controle da erosão de taludes (Virgiliis, A, 2009).

Figura 2.4 – Geocélulas plásticas (Fonte: www.abms.com.br consultado a 24/02/2016)

- Betão poroso

O betão de estrutura porosa é um material apropriado para suportar carregamentos de baixo volume, como em calçadas, áreas de manobra e estacionamentos, atingindo valores de resistência à compressão de 20 a 30 MPa. Eventualmente, sob determinadas condições de dimensionamento, poderá receber carregamentos de tráfego pesado. Segundo Yang e Jiang (2003), terão sido alcançados valores de resistência na ordem dos 50 MPa à compressão e de 6 MPa à tração. Neste tipo de pavimento a porosidade deverá variar entre os 18 a 22 % (Azzout

et al. 1994; Virgiliis, A., 2009).

Figura 2.5 – Betão poroso (Fonte: http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes- tecnicas/13/imagens/i327370.jpg consultado a 24/02/2016)

- Blocos Vazados

Os blocos vazados baseiam-se em blocos de betão dimensionados com células ou aberturas que permitem o preenchimento com agregados ou outro tipo de material. São colocados lado a lado numa malha regular no entanto, apresentam como desvantagem o custo de aplicação. Por outro lado, apresentam um tempo de vida útil considerável. Esta solução apresenta uma capacidade suficiente para carregamentos exigentes. Relativamente à sua aplicação deverá garantir-se que

os mesmos apresentem pelo menos 20 % de vazios ao longo da sua área superficial (Acioli, L., 2005).

Na Figura 2.6 apresenta-se uma solução de blocos vazados com uma permeabilidade de 100 %.

Figura 2.6 – Blocos vazados de betão

- Blocos Intertravados de Betão

No que diz respeito a pavimentos revestidos com blocos intertravados de betão, a mesma solução poderá ser aplicada para vários tipos de tráfego. São geralmente aplicados sobre uma camada de areia que confere ao pavimento a porosidade e permeabilidade exigida. Este tipo de solução apresenta uma vida útil bastante alargada, assim como uma durabilidade e resistência bastante mais longa. Quando assentes devem ser confinados a bordas rígidas que impeçam que os blocos fiquem livres de tensão e corram o risco de se soltar. Habitualmente são limitados nas extremidades a sarjetas ou vigotas de betão.

Figura 2.7 – Blocos Intertravados de betão

- Mistura betuminosa drenante

No que diz respeito à mistura betuminosa drenante como material de revestimento salienta-se que a mesma foi desenvolvida com o intuito de reduzir os picos de cheia nas zonas urbanas. Este tipo de pavimento apresenta um aspeto similar aos pavimentos betuminosos convencionais, no entanto a sua estrutura é bastante porosa permitindo o fluxo da água através dos seus vazios. Relativamente à porosidade deste tipo de pavimentos, a mesma é conseguida

através da ausência de finos e da introdução de agregados de granulometria uniforme, garantindo assim os vazios entre eles.

Embora os betumes convencionais apresentem um desempenho satisfatório para as condições de tráfego existentes, o aumento da capacidade de carga, ou o número de veículos em circulação, e as extremas condições climáticas encontradas em alguns países têm levado a inúmeros estudos na procura de ligantes que atendam, de forma mais satisfatória, às necessidades dos pavimentos (Júnior, T., 2008).

Os modificadores introduzidos no betume, ou seja, os materiais que são adicionados, devem apresentar resistência à temperatura de trabalho, estabilidade e facilidade de mistura com o ligante base, tendo em conta que as características físicas e químicas da mistura com betume modificado dependem desse mesmo material, do tipo de betume, da percentagem de modificador e do processo de fabrico utilizado (Júnior, T., 2008). De entre os modificadores mais utilizados, os polímeros são aqueles que mais se destacam, uma vez que permitem reduzir a consistência e a suscetibilidade térmica da mistura, levando deste modo a um aumento da resistência à deformação permanente a altas temperaturas. Torna-se comum na Europa o uso de ligantes modificados com polímeros no que diz respeito a misturas betuminosas drenantes, proporcionando uma ligação entre os agregados muito superior à oferecida pelos ligantes convencionais (Gonçalves et al, 2000). Por outro lado, a introdução deste tipo de modificadores confere uma maior elasticidade à mistura, levando assim a um aumento da resistência à fadiga, e uma melhoria do comportamento ao desgaste e ao envelhecimento (Zanzotto and Kennepohl, 1996 citados por Júnior, T., 2008; PAVIDREN).

Outra forma de promover uma melhoria significativa às deformações permanentes, fadiga e fissuração das misturas betuminosas é a adição de fibras celulósicas. Usualmente, são utilizadas fibras celulósicas nas misturas betuminosas possibilitando assim um aumento significativo na quantidade de betume sem que ocorra o escorrimento do ligante. Estas permitem, por um lado, a retenção do ligante betuminoso utilizado e, por outro lado, favorecer o revestimento dos agregados, ou seja, a formação de uma camada de betume com espessura constante. Pelo facto das misturas possuírem uma percentagem em betume relativamente elevada (sem escorrimento, devido à presença de fibras), proporciona camadas betuminosas com altas prestações mecânicas, com segurança, conforto de uso e, simultaneamente, com maior durabilidade (Martinho, F. et al., 2013).

Quer os sistemas de mistura betuminosa drenante, quer de betão poroso estão periodicamente sujeitos a problemas de colmatação, para um período aproximado de três anos após a instalação, resultando uma perda de porosidade devido ao preenchimento dos vazios. As principais causas da colmatação devem-se a sedimentos provocados pelo tráfego e tensões causadas por inúmeras ações que provocam o colapso dos poros (Scholz, M. and Grabowiecki, P., 2007).

Figura 2.8 – Mistura betuminosa drenante