Produção das misturas asfálticas

De acordo com NAPA (2014), a Tabela 11 apresenta algumas vantagens e desvantagens no tipo de processamento utilizado para uso do material fresado. Tendo em vista estas considerações, os materiais utilizados na pesquisa não sofreram nenhum tipo de processamento além da fresagens que os originaram. Apenas o fresado AB8 para sua preparação teve que ser peneirado na peneira ¾” para retirar o material retido afim de se enquadrar na faixa granulométrica da mistura asfáltica proposta.

Uma abordagem bastante utilizada para secar e aquecer o RAP é a utilização de superaquecimento dos agregados virgens a uma temperatura superior a necessária para a realização da mistura afim de que a transferência de calor seque e aqueça o material fresado. No entanto, com a utilização de maiores teores de RAP, acaba por ser necessário a utilização de temperaturas muito altas, o que tem potencial para causar eventuais incêndios no misturador ou tambores das usinas (NAPA, 2014). Tendo em vista as complicações que podem ser geradas pelo uso de maiores quantidades de RAP em misturas recicladas a quente, e que a pesquisa em questão prevê sequência com utilização de maiores teores do material reciclado, afim de tirar maior proveito do material utilizado para a realização das misturas o material fresado utilizado é aquecido previamente à mistura, por um período de duas horas a uma temperatura de 100ºC.

Tabela 11: Vantagens e desvantagens das opções de processamento de fresado

Processo Possíveis Vantagens Possíveis Desvantagens

Uso de fresagem sem processamento adicional

Evita britagem adicional das partículas de agregados no RAP, o que permite maiores teores de RAP nas misturas

Requer múltiplas pilhas de material na usina

Redução de custos com processamento do RAP

Fresagens de projetos individuais são diferentes; assim, quando esgota uma pilha, nova dosagem é necessária para o outro RAP Fresagens de grandes projetos são

propensos a ter graduação e teor de asfalto consistentes

Peneirar RAP antes de britar

Limita a britagem do material, reduzindo geração de pó

Poucas unidades de britagem e peneiramento são montadas para pré-peneirar

Britar todo material em um mesmo tamanho

Permite que o RAP seja utilizado em diferentes tipos de misturas

Aumenta a quantia de pó das pilhas de material fresado, que tendem a limitar quantidade de RAP nas misturas

Geralmente fornece boa uniformidade de materiais de RAP obtidos de diferentes fontes

Fracionamento do RAP

Utilizar pilhas de material de diferentes tamanhos fornece maior flexibilidade no desenvolvimento de misturas

Necessita mais espaço para múltiplas pilhas menores Opções de processamento mais caras

Transferência de calor para RAP mais fino pode ser mais eficiente durante a mistura em planta/usina

Devido ao maior teor de ligante, pilhas de RAP mais fino tende a ter mais aglomeração, o que pode não ter um bom fluxo dentro da usina

As dosagens das misturas asfálticas são realizadas conforme Metodologia Marshall (DNER ME 043-95), visando alcançar alguns parâmetros de projeto do material conforme normativas disponíveis nacionalmente, apresentadas na Tabela 12. Como pode ser notado, as normativas referentes a capas de revestimento determinam intervalo de volumes de vazios de 3 a 5% para definição do TLP das misturas, enquanto que as especificações para capas com material de reciclagem de misturas asfálticas a quente apresentam sutil diferença, com a norma DER-SP especificando volume de vazios de 4% enquanto a norma DNIT (2005) especifica o mesmo intervalo de 3 a 5%.

Tabela 12: Especificações normativas para parâmetros de projeto

Propriedade DNIT DAER-RS DER-SP DNIT

Parâmetro CAPA CAPA CAPA - Reciclagem CAPA - Reciclagem

Normativa ES 031/2006 ES-P16/91 ET-DE-P00/032 ES 033/2005

Volume de Vazios (%) 3 a 5 3 a 5 4 3 a 5

Relação Betume Vazios (%) 75 a 82 75 a 82 65 a 85 75 a 82 Vazios do Agregado Mineral (%) > 15 > 15 > 13 >15

Estabilidade (kgf) > 500 > 800 > 800 > 500

Fluência (1/100 in) 8 a 18 8 a 16 8 a 16 -

Resistência a Tração (MPa) > 0,65 - > 0,80 > 0,65 Relação Filler/Betume (%) 0,6 a 1,6 (Superpave)

De maneira geral os corpos de prova a serem ensaiados foram produzidos à luz da normativa DNIT PRO 178/2018 (DNIT, 2018). Sistematicamente o procedimento de preparação das misturas asfálticas recicladas obedece às seguintes etapas listadas a seguir:

1. Os agregados são preparados e pesados em bandejas com o peso de cada uma das frações baseado na granulometria dos materiais, o agregado virgem (AV) é pesado separadamente do material fresado (RAP), buscando a formulação de amostras representativas dos materiais;

2. O AV é aquecido em estufa por pelo menos 4 horas antes da mistura na temperatura de 161°C;

3. O RAP (tanto para RAP6085 e RAPAB8) é aquecido por 2 horas em estufa a 100°C; 4. O ligante asfáltico (CAP 50/70) é aquecido a 151°C;

5. Os agregados AV e RAP são misturados de 2 a 3 minutos para homogeneização da massa;

a. No caso das misturas com AR, o RAP é adicionado ao misturador primeiro, seguido do AR, que é adicionado em temperatura ambiente da maneira mais uniforme possível sobre a massa de RAP, ambos são misturados por 2 minutos para homogeneização e atuação do AR sobre o material asfáltico, por fim é adicionado o AV e misturado por mais 2 a 3 minutos até obter mistura homogênea;

6. O ligante asfáltico é adicionado na massa, e mistura-se por mais 5 minutos para obtenção da massa mais homogenia possível;

7. As misturas asfálticas recicladas são levadas à estufa para o envelhecimento de curto prazo na temperatura de 139°C por um período de 2 horas ± 10 minutos;

Assim como Bernucci et al (2008) explicam, quando se trabalha com misturas de diferentes frações de materiais pétreos, pode-se determinar um valor para a massa específica da mistura desses materiais através de uma média ponderada, considerando as quantidades de cada uma das frações e suas respectivas massas específicas. Esse valor ponderado pode ser obtido através da equação (3) 𝐺_{𝑠𝑏 𝑚𝑖𝑥} = ∑ %𝐺1𝑛 %𝐺1 𝐺𝑠𝑏1+ %𝐺2 𝐺𝑠𝑏2+⋯+ %𝐺𝑛 𝐺𝑠𝑏𝑛 (3) Onde:

Gsb mix= massa específica aparente da mistura de agregados

%Gn= teor do agregado n na mistura

Gsbn= massa específica aparente do agregado n na mistura

Para fins de caracterização e avaliação volumétrica das misturas alguns parâmetros são calculados conforme equações (4), (5) e (6) descritos em seguida, de acordo com Asphalt

Institute (2014). Após a determinação da massa específica máxima medida (Gmm) da mistura

asfáltica e sabendo os valores de massa específica aparente dos materiais pétreos (Gsb), é

possível determinar propriedades como a massa específica efetiva dos agregados pétreos (Gse),

o teor de ligante absorvido (Pba), para chegar ao teor de ligante efetivo (Pbe).

𝐺_𝑠𝑒 = ₁₀₀𝑃𝑠 𝐺𝑚𝑚− 𝑃𝑏 𝐺𝑏 (4) Onde:

Gse= massa específica efetiva dos agregados da mistura asfáltica

Ps= porcentagem de agregados do total da massa da mistura asfáltica

Pb= porcentagem de ligante do total da massa da mistura asfáltica

Gb= massa específica do ligante asfáltico

𝑃_𝑏𝑎 = 100 ×(𝐺𝑠𝑒×𝐺𝑠𝑏)

(𝐺𝑠𝑒−𝐺𝑠𝑏)× 𝐺𝑏 (5)

Onde:

Pba= ligante absorvido pela massa de agregados pétreos

𝑃_𝑏𝑒 = 𝑃_𝑏−𝑃𝑏𝑎

100𝑃𝑠 (6)

Onde:

Pbe= porcentagem de ligante efetivo

Pb= porcentagem de ligante do total da massa da mistura asfáltica

Pba= ligante absorvido pela massa de agregados pétreos

Ps= porcentagem de agregados do total da massa da mistura asfáltica