CONSIDERAÇÕES COMPLEMENTARES

7.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS

FUTUROS ... 323 REFERÊNCIAS ... 325 APÊNDICE A ... 357 APÊNDICE B ... 386 APÊNDICE C ... 401

1 INTRODUÇÃO

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

O setor de transporte é um dos principais agentes indutores de crescimento econômico para o País. Responsável pela movimentação de pessoas e de mercadorias, o setor é parte de uma dinâmica complexa que promove a expansão da atividade econômica, da competitividade dos bens produzidos e da renda disponível internamente. Nesse cenário, o modal rodoviário ganha destaque por ser o principal meio de escoamento da produção e deslocamento de pessoas no Brasil (CNT, 2012).

Nesta perspectiva, o estado de conservação das rodovias impacta diretamente no desempenho econômico de uma região e, desta forma, do País. Vias mal conservadas, ou seja, em más condições de pavimento, geometria e sinalização, contribuem para a ocorrência de acidentes, diminuem a eficiência energética dos veículos e aumentam a emissão de poluentes, gerando custos socioeconômicos e ambientais.

Atualmente, a má conservação das rodovias pavimentadas no Brasil é uma realidade. Em 2013, na 17ª pesquisa CNT de Rodovias, foram avaliados 96.714 km de rodovias federais e estaduais pavimentadas. Assim, toda a malha federal pavimentada e os principais trechos de rodovias estaduais foram contemplados pelo levantamento. Os resultados apontam que em 46,9% da extensão pesquisada o pavimento apresenta alguma deficiência e em 67,3% existe algum problema de sinalização. Em relação à geometria, o percentual da extensão que não se encontra favorável é de 77,9%. A análise evolutiva dos últimos anos revela uma redução do percentual de rodovias em condições consideradas satisfatórias (ótimo e bom).

Os pavimentos rodoviários, após a sua construção, sofrem um processo de degradação sob a ação do tráfego e das condições atmosféricas. Esse processo, que ocorre durante a vida útil do pavimento, poderá ser mais lento se o pavimento for bem construído e se houver uma eficiente conservação.

Contudo, ao nível das solicitações do tráfego, tem-se registrado um aumento do volume e agressividade nas rodovias brasileiras, ao mesmo tempo em que é exigida uma melhor qualidade dos pavimentos. Deste modo, o aperfeiçoamento dos métodos de dimensionamento de pavimentos e a melhoria do comportamento e desempenho das misturas de concreto asfáltico são fundamentais.

O aumento do número de veículos nas rodovias, das cargas por eixo dos veículos comerciais, da carga transportada e as pressões dos pneus, tem levado ao aparecimento precoce de patologias no revestimento, inviabilizando a continuidade de utilização de misturas asfálticas convencionais nos principais troncos das rodovias brasileiras. A modificação dos ligantes asfálticos tornou-se uma maneira de melhorar o desempenho destes e consequentemente das misturas de concreto asfáltico em campo.

Vários tipos de modificadores têm sido empregados em ligantes asfálticos para melhoria das propriedades do concreto asfáltico, quanto à resistência ao envelhecimento, trincas por fadiga e de origem térmica, dano por umidade induzida e deformação permanente. Asfaltos naturais, polímeros elastoméricos e plastoméricos, borracha de pneu moída e outros tipos de aditivos têm sido estudados e usados.

Do ponto de vista da melhoria da propriedade dos materiais, uma revolução vem acontecendo na ciência e na tecnologia dos materiais em escala nanométrica. Com o surgimento desta nova classe de materiais, pesquisas têm investigado a utilização dessas cargas nanométricas em diversas matrizes a fim de produzir nanocompósitos e propiciar a melhoria das propriedades da matriz. Os nanocompósitos são uma nova classe de materiais, nos quais ao menos uma das dimensões das partículas dispersas se encontra na escala nanométrica (RAY et al., 2003).

Na área de materiais, a Nanociência e a Nanotecnologia apresentam um potencial enorme e que ainda foi pouco explorado. Novos materiais poderão ser desenvolvidos com propriedades superiores aos já existentes. As estruturas de tamanho nanométrico exibem novas propriedades químicas e físicas. Além dessas duas propriedades, alguns estudos têm comprovado, em escala nanoscópica, a modificação de propriedades ópticas, elétricas, magnéticas e mecânicas dos materiais.

Na engenharia rodoviária, estudos recentes têm utilizado como reforço em matrizes de ligantes asfálticos, cargas tubulares como é o caso dos nanotubos de carbono (SANTAGA et al., 2012). Entretanto, a maioria das pesquisas atualmente está voltada ao estudo de nanocompósitos asfálticos formados por silicatos nanolamelares, que são nanoargilas compostas por lamelas com espessura da ordem de 1 nm e diâmetros que variam de 100 a 1000 nm (YOU et al., 2011; YU et al., 2009; ZARE- SHAHABADI et al., 2010; LEITE et al., 2012; JAHROMI & KHODAII, 2009).

No estado atual do conhecimento, os estudos supracitados têm demonstrado melhorias em diversas propriedades dos ligantes asfálticos. No entanto, a avaliação do efeito dos nanocompósitos nas propriedades

mecânicas e no comportamento reológico do concreto asfáltico, ainda necessita investigação. Nesta direção, é fundamental conhecer as características de ruptura dos materiais envolvidos na construção dos pavimentos, tendo em vista que o comportamento dos revestimentos asfálticos sob solicitações à flexão e a compressão é caracterizado por leis específicas, a lei de fadiga e a lei de deformação permanente, que devem ser abordadas em um projeto estrutural de pavimento. Portanto, o estudo reológico, a avaliação do comportamento à fadiga e da resistência à deformação permanente dos concretos asfálticos nanomodificados são indispensáveis para verificar o real desempenho que se pode obter a partir destes materiais na estrutura de um pavimento. Este fato constitui um motivo inspirador para o presente trabalho.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral da pesquisa é desenvolver misturas de concreto asfáltico nanomodificadas, com propriedades reológicas e mecânicas superiores à mistura de concreto asfáltico convencional.

1.2.2 Objetivos Específicos

Para atingir o objetivo geral definiram-se alguns objetivos específicos:

• Nanomodificar o ligante asfáltico 50-70 e obter nanocompósitos asfálticos de nanoargila (NA) e nanotubo de carbono (NTC), com a incorporação dos nanomateriais variando em 1%, 2% e 3% em relação ao peso do ligante asfáltico 50-70;

• Avaliar os efeitos do percentual de incorporação dos nanomateriais (NA e NTC) nas propriedades do ligante asfáltico 50-70 e selecionar um nanocompósito de nanoargila (NA) e outro de nanotubo de carbono (NTC) para a modificação das misturas asfálticas;

• Obter a influência dos nanocompósitos nas misturas asfálticas quanto ao ensaio de módulo complexo em diferentes frequências e temperaturas, resistência à fadiga e suscetibilidade à deformação permanente; e,

• Verificar o desempenho do concreto asfáltico nanomodificado em relação ao convencional, na modelização da estrutura do pavimento asfáltico através de um software que considera as propriedades viscoelásticas da mistura asfáltica.