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CENTRO UNIVERSITÁRIO SAGRADO CORAÇÃO

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Academic year: 2023

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CENTRO UNIVERSITÁRIO SAGRADO CORAÇÃO

MILENA DOS SANTOS MONGE

A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS PLÁSTICOS NA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO ASFÁLTICO

BAURU 2021

(2)

MILENA DOS SANTOS MONGE

A UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS PLÁSTICOS NA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO ASFÁLTICO

Monografia de Iniciação Científica - Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Sagrado Coração - UNISAGRADO

Orientador: Prof. Dr. Edvaldo José Scoton

BAURU 2021

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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) de acordo com ISBD

Monge, Milena Dos Santos M743u

A utilização de resíduos plásticos na composição de revestimento asfáltico / Milena Dos Santos Monge. -- 2021.

57f. : il.

Orientador: Prof. Dr. Edvaldo José Scoton

Monografia (Iniciação Científica em Engenharia Civil) - Centro Universitário Sagrado Coração - UNISAGRADO - Bauru - SP

1. Resíduos plásticos. 2. PET. 3. PEAD. 4.

Revestimento asfáltico. 5. Pavimentação. I. Scoton, Edvaldo José. II. Título.

Elaborado por Lidyane Silva Lima - CRB-8/9602

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Dedicatória / Agradecimentos

Agradeço ao meu professor orientador por todo o apoio e auxílio durante o percurso e ao Julio, técnico de laboratório do Unisagrado, que tornou possível a execução dos testes e de toda a parte prática da pesquisa .

Agradeço também aos meus pais e ao meu namorado por terem me dado todo o suporte que precisei para concluir esse trabalho.

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RESUMO

O presente projeto analisou a possibilidade de implementação, no revestimento asfáltico CAP 30/45, dos resíduos plásticos de garrafas de PET e embalagens de PEAD (como sacolinhas). Visando reutilizar os plásticos, retirando-os do meio ambiente, além de diminuir a quantidade de betume usada, tornando, como consequência, as estradas de asfalto mais resistentes e com maior durabilidade, permitindo assim um menor número de manutenções e maior conforto de rolamento aos motoristas, e ainda, fazendo a destinação sustentável dos resíduos sólidos. Para isso foram feitos corpos de prova sem e com a adição desses resíduos em diferentes proporções, submetendo-os à dois testes: teste de volume de vazios e teste de resistência a compressão. A partir dos resultados foram realizadas análises e comparações, é possível concluir que os corpos de prova com adição de PEAD aguentam mais carga antes da ruptura que os corpos de prova com adição de PET e os corpos de prova sem adição de polímeros, tendo um maior destaque para os corpos de prova com adição de 4% de PEAD, que apresenta um índice de vazios superior ao do asfalto convencional, permitindo uma maior entrada de água no pavimento, que se for trabalhado como uma camada porosa de atrito (CPA) tem grande potencial de ajudar também com a atual problemática das enchentes, além do destino sustentável dos resíduos plásticos.

Palavras-chave: Resíduos plásticos; PET; PEAD; Revestimento asfáltico;

Pavimentação.

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ABSTRACT

This project analyzed the possibility of implementing, in the CAP 30/45 asphalt coating, plastic waste from PET bottles and HDPE packaging (such as small bags). Aiming at reusing plastics, removing them from the environment, in addition to reducing the amount of bitumen used, making, as a consequence, asphalt roads more resistant and with greater durability, thus allowing for less maintenance and greater rolling comfort for the drivers, and also making the sustainable disposal of solid waste. For this, specimens were made without and with the addition of these residues in different proportions, submitting them to two tests: void volume test and compressive strength test. From the results, analyzes and comparisons were performed, it is possible to conclude that the specimens with the addition of HDPE bear more load before rupture than the specimens with the addition of PET and the specimens without the addition of polymers, having a higher highlighting the test specimens with the addition of 4% of HDPE, which has a higher void rate than conventional asphalt, allowing greater water ingress into the pavement, which, if worked as a porous friction layer (CPA), has great potential to also help with the current problem of floods, in addition to the sustainable destination of plastic waste.

Keywords: Plastic waste; PET; HDPE; Asphalt coating; Paving.

(7)

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ... 9

1.1. Objetivos ... 10

1.1.1. Objetivo Geral ... 10

1.1.2. Objetivos Específicos ... 10

1.2. Justificativa ... 10

1. REVISÃO DA LITERATURA ... 11

1.1. Pavimentação Asfáltica ... 11

1.1.1. CAP ... 12

1.1.2. CBUQ ... 17

1.2. Malha rodoviária Brasileira e suas irregularidades ... 20

1.2.1. Transporte rodoviário e meio ambiente: ... 22

1.3. Asfalto Modificado com Polímero (AMP) ... 23

1.3.1. Polímeros... 25

1.4. Plásticos e Reciclagem ... 26

Plásticos ... 27

1.4.1. Reciclagem ... 29

1.4.2. PET ... 31

1.4.3. PEAD ... 32

1.5. Fluxograma ... 34

2. MATERIAIS E MÉTODOS ... 35

2.1. Materiais ... 35

2.2. Métodos ... 40

2.2.1. Revisão de Literatura ... 40

2.2.2. Método experimental ... 41

2.2.3. Método comparativo ... 46

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 47

(8)

3.1. Composição real dos corpos de prova ... 47

3.2. Teste de volume de vazios ... 48

3.3. Teste de resistência a compressão ... 50

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 52

REFERÊNCIAS ... 53

(9)

1. INTRODUÇÃO

Essa pesquisa aborda sobre o que é a pavimentação asfáltica e como é feita, de forma mais específica sobre o CBUQ, já que como citado por Bernucci et al (2010, pg. 158) um dos tipos de revestimento asfáltico mais empregado no Brasil é o CA (Concreto Asfáltico) também chamado de mistura asfáltica a quente CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente), que é uma mistura de agregados de vários tamanhos com cimento asfáltico, pode ser usado como revestimento de pavimentos de qualquer volume de tráfego , desde muito baixo até muito elevado.

Mostrando a atual situação do revestimento Rodoviário Brasileiro, que apresenta diversos problemas como ressaltado a seguir: “As estradas no Brasil estão de tal modo que não são capazes de atender as necessidades do transporte de carga nacional, além do fato de a maioria dos pavimentos serem de baixo conforto de rolamento”. (BERNUCCI et al. 2010, p.20). E conceituando suas as principais patologias, como justificativa de que são necessárias mudanças em sua composição através de aditivos, em especial a adição de plásticos.

Para melhor entendimento do assunto foi feito um estudo sobre os asfaltos modificados com polímeros, pois como explicado a seguir:” Nem todos os polímeros são passíveis de serem adicionados ao CAP e nem todo CAP quando modificado por polímeros apresenta estabilidade à estocagem”.

(BERNUCCI et al. 2010, p 63.).

Como os materiais incrementados ao ligante betuminoso foram o PET e o PEAD reciclados, foi feito um estudo sobre plásticos e reciclagem, ressaltando a importância da reutilização desses materiais frente aos grandes problemas gerados pelo descarte indevido dos mesmos, principalmente aqui no Brasil como mostrado pela ONG WORLD WIDE FUND FOR NATURE (2019), em pesquisas onde relata que aqui no país cerca de 7,7 milhões de toneladas de material plástico são descartados por ano, ficando parados em aterros sanitários sem nenhum processo de reciclagem para seu reaproveitamento e 2,4 milhões de toneladas vão para lixões à céu aberto.

(10)

1.1. Objetivos

Os objetivos foram divididos em objetivo geral e objetivos específicos.

1.1.1. Objetivo Geral

Este trabalho tem por objetivo verificar a viabilidade da adição de resíduos plásticos do tipo PET ((Poli)tereftalato de etileno) e PEAD (Polietileno de alta densidade) no revestimento asfáltico CAP 35/40 de vias urbanas e rodovias, tornando-o mais resistente e durável.

1.1.2. Objetivos Específicos

● Reutilizar os plásticos de forma eficiente para melhor aproveitando de suas propriedades.

● Retirar os resíduos plásticos do meio ambiente aplicando-os na construção civil.

● Diminuir o uso do betume, presente no asfalto, considerado insalubre de grau máximo (40%), que causa sérios impactos ambientais e à saúde dos trabalhadores.

● Fazer ensaios por meio de corpos de prova, variando a quantidade de plásticos e demais materiais adicionados no revestimento asfáltico, visando a melhor composição.

1.2. Justificativa

As estradas no Brasil e em vários outros lugares no mundo apresentam diversas patologias, ligadas a uma resistência não tão elevada do seu revestimento asfáltico, causando desconforto aos motoristas, problemas nos veículos e até acidentes, “A cada 100 quilômetros de rodovia pavimentada no Brasil, 59 têm problemas no seu estado de conservação” (MAZA, L.; ROSSI, A.;

BUONO, R. 2019, grifo do autor), e este quadro pode ser alterado se for acrescentado, na composição do ligante, termoplásticos capazes de aumentar a resistência e a sua durabilidade.

Esses termoplásticos estão, atualmente, em sua maioria, descartados indevidamente em aterros, lixões e nos oceanos.

(11)

1. REVISÃO DA LITERATURA 1.1. Pavimentação Asfáltica

Os pavimentos são classificados em flexíveis, semi-rígidos e rígidos, segundo o DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes), 2006, no Manual de Pavimentação, p 95, sendo: Flexível que sofre deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado, como a camada asfáltica;

Semi-rígido como uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica; e Rígido que tem elevada rigidez e é capaz de absorver quase todas as tensões, como a laje de concreto de cimento Portland.

O pavimento analisado no estudo é o pavimento asfáltico, que como explicado por BERNUCCI et al. 2010, p 09, é um pavimento rodoviário flexível composto por uma mistura de agregados e ligantes asfálticos e formado por quatro camadas principais: revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito, como ilustrado nas Figura 1 e 2. Sendo o revestimento asfáltico a camada superior, quase sempre impermeável, que resiste de forma direta às ações do tráfego transmitindo-as para as camadas inferiores.

Figura 1: Camadas do Pavimento Asfáltico.

Fonte: Balbo, 2007, apud SILVA, 2015.

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Figura 2: Camadas do Pavimento Asfáltico. CNT.

Fonte: CNT, Pesquisa CNT de Rodovias 2019.

Segundo BERNUCCI et al, 2010, p 40, no mercado brasileiro existem os seguintes tipos de ligantes asfálticos, utilizados na camada de revestimento:

a) cimentos asfálticos de petróleo – CAP;

b) asfaltos diluídos – ADP;

c) emulsões asfálticas – EAP;

d) asfaltos oxidados ou soprados de uso industrial;

e) asfaltos modificados por polímero – AMP ou por borracha de pneus – AMB;

f) agentes rejuvenescedores – AR e ARE.

1.1.1. CAP

No pavimento asfáltico, de acordo com SILVA, 2015, p 06, o revestimento é formado pela combinação do CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo), que age como elemento de ligação, com agregados minerais, resultando na chamada mistura asfáltica.

O CAP é o asfalto utilizado em pavimentações, um ligante betuminoso que provém da destilação do petróleo, como explica BERNUCCI et al. 2010, p 26, é um: “produto semi-sólido a temperaturas baixas, viscoelástico à temperatura ambiente e líquido a altas temperaturas, [...] sendo suscetível à velocidade, ao tempo, à intensidade de carregamento, e à temperatura de serviço.”( BERNUCCI et al. 2010, p 26).

I) Composição química:

De acordo com BACKX, 2014, p.11-12, os asfaltos são constituídos por:

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 Asfaltenos: “constituem a parte sólida do produto. São responsáveis pela rigidez e a coloração típica, e correspondem a 5 a 30% do asfalto”, o autor complementa dizendo que “os asfaltenos são geomacromoléculas contendo heteroátomos de nitrogênio, enxofre e oxigênio; bem como metais, em especial o vanádio e o níquel.”

(TISSOT; WELTE, 1984, apud BACKX, 2014, p.16).”

 Resinas: “envolvem os asfaltenos impedindo sua floculação, agindo como surfactantes naturais, estabilizando as moléculas de asfalteno e contribuindo para a sua dispersão coloidal.”

 Maltenos: “formam a fase contínua constituinte do sistema coloidal, sendo a parte oleosa do CAP, possui cor marrom escura. Esta fase é responsável pelas propriedades plásticas e de viscosidade”

Porém conforme BERNUCCI et al, 2010, p 27, essa composição varia muito de acordo com o local que é fabricado, como é visível no trecho a seguir:

“São constituídos de 90 a 95% de hidrocarbonetos e de 5 a 10%

de heteroátomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais vanádio, níquel, ferro, magnésio e cálcio) unidos por ligações covalentes. Os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio, enquanto os procedentes de petróleos árabes e venezuelanos têm alto teor de enxofre” (Leite, 1999, apud BERNUCCI et al, 2010).

Lembrando que: A composição química do CAP tem influência no desempenho físico e mecânico das misturas asfálticas, mas sua maior influência será nos processos de incorporação de agentes modificadores tais como os polímeros”. (BERNUCCI et al. 2010, p 27).

“O CAP é tradicionalmente considerado uma dispersão coloidal (Girdler, 1965) de asfaltenos em saturados e aromáticos, conhecidos genericamente por maltenos, imersos em resinas, que são como micelas” (BERNUCCI et al. 2010, p 30), suas fórmulas estruturais estão expressas na Figura 3. Sendo que “Uma micela é um aglomerado de moléculas em uma solução coloidal” (Leite, 1999;

Hunter, 2000, apud BERNUCCI et al, 2010, p 30), expressa na Figura 4.

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Figura 3: Representação dos componentes do asfalto

Fonte: BACKX, Bianca Pizzorno, 2014.

Figura 4: CAP representado através do modelo de micelas.

Fonte: Yen, 1991, apud BERNUCCI et al, 2010.

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II) Ensaios

O cimento asfáltico passa por vários ensaios para medir suas propriedades físicas conforme BERNUCCI et al, 2010, sendo eles:

a) Ensaio de penetração b) Ensaios de viscosidade

c) Ensaio de ponto de amolecimento d) Ensaio de ductilidade

e) Ensaio de solubilidade f) Ensaios de durabilidade g) Ensaio de ponto de fulgor h) Ensaio de espuma

i) Ensaio de massa específica e densidade relativa j) Ensaio de ponto de ruptura Fraass

k) Suscetibilidade térmica

III) ESPECIFICAÇÕES BRASILEIRAS

Segundo o Manual de Pavimentação do DNER, 1996, (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) os cimentos asfálticos de petróleo são classificados pelo seu “grau de dureza” retratado no ensaio de penetração, ou pela sua viscosidade:

“A penetração de um CAP e definida como a distância em décimos de milímetro que uma agulha padronizada penetra verticalmente em uma amostra de cimento asfáltico, sob condições específicas de carga, tempo e temperatura, ou seja, 100 g, 5s e 25°C. Por exemplo, se a agulha penetrou 5,7 mm = 57 (1/10 mm), diz-se que o CAP tem uma penetração 57.

Quando menor a penetração, “mais duro” é o cimento asfáltico.

O Instituto Brasileiro de Petróleo e o DNER especificam quatro tipos de CAP, pela sua penetração: CAP 30-45; CAP 50-70; CAP 85-100 e CAP 150-200. A classificação pela viscosidade contempla três tipos: CAP-7; CAP-20 e CAP-40”. (DNER, Manual de Pavimentação, p 118, 1996, adaptado pela autora)

Como demostrado na Tabela 1 a seguir:

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Tabela 1: Especificações dos cimentos asfálticos de petróleo (CAP), classificados por penetração.

Fonte: PETROBRAS, 2019

Segundo NOGUEIRA, 2008, p.21 “O Concreto Asfáltico mais usado no Brasil é aquele usinado com o asfalto convencional do tipo CAP 50-70”. Porém para o presente estudo será utilizado o CAP 30/45, escolhido por apresentar maior estabilidade, resistência a Tração, como podemos ver nas Tabelas 2, 3, 4 e 5:

Tabela 2: Estabilidade e fluência da mistura com CAP 50/70

Fonte: LAPERCHE, L.A.; ANDRADE, G.S.; OLIVEIRA, D.D. 2014

(17)

Tabela 3: Estabilidade e fluência da mistura com CAP 30/45

Fonte: LAPERCHE, L.A.; ANDRADE, G.S.; OLIVEIRA, D.D. 2014

Tabela 4: Resistência à tração - CAP 50/70

Fonte: LAPERCHE, L.A.; ANDRADE, G.S.; OLIVEIRA, D.D. 2014

Tabela 5: Resistência à tração - CAP 30/45

Fonte: LAPERCHE, L.A.; ANDRADE, G.S.; OLIVEIRA, D.D. 2014

1.1.2. CBUQ

Segundo BERNUCCI et al, 2010, p 158, o material de revestimento do pavimento pode ser fabricado em usina específica, fixa ou móvel, onde passa a ser chamado de mistura usinada, ou preparado na própria pista, para tratamentos superficiais. Os revestimentos são também identificados quanto ao tipo de ligante que é utilizado: a quente com o uso de CAP, ou a frio com o uso de EAP.

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“As misturas a quente distinguem-se em vários tipos de acordo com o padrão granulométrico empregado e as exigências de características mecânicas, em função da aplicação a que se destina.”( BERNUCCI et al, 2010, p 158).

A mistura utilizada na pesquisa foi o concreto asfáltico (CA), também denominado de concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ). Segundo a DNIT, Norma 031/2006, os materiais empregados no CBUQ são:

 Cimento asfáltico: Podem ser empregados os seguintes tipos de cimento asfáltico de petróleo: – CAP-30/45 – CAP-50/70 – CAP-85/100

 Agregado graúdo: pode ser pedra britada, escória, seixo rolado preferencialmente britado ou outro material indicado nas Especificações Complementares

 Agregado miúdo: pode ser areia, pó-de-pedra ou mistura de ambos ou outro material indicado nas Especificações Complementares.

 Material de enchimento (filer): cal extinta, pós-calcários, cinza volante, etc;

de acordo com a Norma DNER-EM 367.

 Melhorador de adesividade: Não havendo boa adesividade entre o ligante asfáltico e os agregados graúdos ou miúdos (DNER-ME 078 e DNER-ME 079), pode ser empregado melhorador de adesividade na quantidade fixada no projeto.

Ainda na mesma Norma do DNIT tem-se uma tabela, Tabela 6, com as características que o CA deve ter quando usado para compor a camada de rolamento.

Tabela 6: Características necessárias do CBUQ.

Fonte: DINIT, Norma 031/2006- ES.

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Na execução do concreto asfáltico, tanto o ligante quanto os agregados são aquecidos, da seguinte maneira:

 Temperatura do ligante:

“A temperatura do cimento asfáltico empregado na mistura deve ser determinada para cada tipo de ligante, em função da relação temperatura-viscosidade. A temperatura conveniente é aquela na qual o cimento asfáltico apresenta uma viscosidade situada dentro da faixa de 75 a 150 SSF, “Saybolt-Furol” (DNER-ME 004), indicando-se, preferencialmente, a viscosidade de 75 a 95 SSF. A temperatura do ligante não deve ser inferior a 107°C nem exceder a 177°C.” (DINIT, Norma 031/2006- ES, p7.)

 Aquecimento dos agregados: “Os agregados devem ser aquecidos a temperaturas de 10°C a 15°C acima da temperatura do ligante asfáltico, sem ultrapassar 177°C.” (DINIT, Norma 031/2006- ES, p7.)

Segundo BERNUCCI et al, (2010, p159) Existem três tipos mais usuais de misturas a quente:

● Graduação densa: Na qual o esqueleto mineral apresenta poucos vazios.

Exemplo: concreto asfáltico (CA) -muito resistente em todos os aspectos, sendo composto pelo ligante asfáltico CAP (Concreto asfáltico de petróleo) e agregados aquecidos.

● Graduação aberta: A mistura apresenta elevado volume de vazios, possibilitando a passagem de água. Exemplo: camada porosa de atrito (CPA) - aumenta a aderência pneu-pavimento em dias de chuva, coletando a água para o seu interior de forma rápida até que alcance as sarjetas.

● Graduação descontínua: com maior proporção de agregados graúdos.

Exemplo: matriz pétrea asfáltica (stone matrix asphalt- SMA) – mistura rica em ligante asfáltico, impermeável com poucos vazios, graças a presença de muitos agregados graúdos apresenta uma superfície rugosa, aumentando também a aderência pneu-pavimento em dias de chuva.

Lembrando que todo o processo de fabricação, transporte e aplicação deste concreto asfáltico possui emite muitos poluentes, como evidenciado na Tabela 7:

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Tabela 7: Poluição presente em usinas asfálticas

Fonte: DINIT, Norma 031/2006- ES.

1.2. Malha rodoviária Brasileira e suas irregularidades

“Durante seu ciclo de utilização, o pavimento migra de uma condição ótima até alcançar uma condição ruim caso não ocorra algum tipo de intervenção.” (CNT, 2019, p 43). A CNT, 2019, evidencia ainda que as irregularidades da superfície do pavimento, que é a camada de revestimento, são facilmente perceptíveis pelos usuários da rodovia, e seus principais defeitos são: “fissuras, trincas (transversais, longitudinais e em malha), corrugação, exsudação, desagregação, remendos, afundamentos, ondulações e buracos.”(CNT, 2019, p 44).

Essas patologias são explicadas pela Norma DNIT, 2009:

Fendas: Qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, que conduza a aberturas de menor ou maior porte, possuindo diversas formas:

o Fissura: é uma fenda de largura capilar, posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da via, somente perceptível a vista desarmada de uma distância inferior a 1,50 m.

o Trinca: é uma fenda com abertura superior à da fissura, podendo apresentar-se sob a forma de trinca isolada (transversal,

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longitudinal ou de retração) ou trinca interligada (tipo “couro de jacaré” ou tipo “bloco”).

Afundamento: é uma deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento, podendo apresentar-se sob a forma de afundamento plástico ou de consolidação.

Ondulação: é uma deformação caracterizada por ondulações ou corrugações transversais na superfície do pavimento.

Escorregamento: é um deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente com aparecimento de fendas em forma de meia-lua.

Exsudação: é o excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento, causado pela migração do ligante através do revestimento.

Desgaste: consiste no efeito do arrancamento progressivo do agregado do pavimento,

Panela ou Buraco: é uma cavidade que se forma no revestimento por diversas causas (inclusive por falta de aderência entre camadas superpostas, causando o desplacamento das camadas).

Remendo: Se dá quando uma panela é preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na operação denominada de “tapa-buraco”.

Podendo ser profundo ou superficial.

De acordo com o relatório gerencial da CNT, 2019, as rodovias brasileiras vêm apontando problemas de qualidade na maior parte de sua extensão, por falta de investimentos. Sendo que “75,0% da extensão, há sinais de desgaste, presença de trinca em malha/remendos ou afundamentos/ondulações/buracos.”

(CNT, 2019, p 77). como pode ser visualizado no Gráfico 1.

Gráfico 1: Condição da camada de revestimento do pavimento

Fonte: CNT, Pesquisa CNT de Rodovias 2019.

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A pesquisa da CNT, 2019, traz à tona também a diferenciação entre: as condições das rodovias construídas por gestão concedida e aquelas por gestão pública, como evidenciado no Gráfico 2. No qual é possível concluir que por mais que a gestão concedida possua maior porcentagem de pavimentos desgastados, é na gestão pública que aparecem o maior número de pavimentos com problemas mais sérios como: trincas, afundamentos, buracos, ondulações e trechos destruídos.

Gráfico 2: Condição da camada de revestimento do pavimento por tipo de gestão.

Fonte: CNT, Pesquisa CNT de Rodovias 2019.

1.2.1. Transporte rodoviário e meio ambiente:

“O setor de transporte no Brasil possui uma participação de 22,8% nas emissões de dióxido de carbono (CO2) 17 do país, sendo que 89,9% das emissões desse setor (ou 20,5% das emissões do Brasil) advêm do modal rodoviário” ( CNT, 2019, p 173). Com base nesta pesquisa da CNT é possível chegar a conclusão que o transporte rodoviário Brasileiro é responsável por uma alta taxa de emissão de gases poluentes. Situação que pode ser agravada se as rodovias não estiverem em boas condições, como pode ser percebido no trecho a seguir:

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“as inadequações na pavimentação das rodovias, por exemplo, trechos com buracos, trincas, ondulações e erosões, são alguns dos fatores que levam ao aumento do consumo de combustível nos veículos e, consequentemente, das emissões atmosféricas.

Ao trafegar por pistas de baixa qualidade, o motorista tem mais dificuldade para manter a velocidade constante, precisando frear e acelerar com mais frequência a fim de dirigir com segurança, o que aumenta o consumo.” (CNT,2019, p 173).

1.3. Asfalto Modificado com Polímero (AMP)

É possível realizar a adição de polímeros no ligante asfáltico, mas de acordo com Bernucci et al (2010), p.63, nem todos os polímeros podem ser adicionados ao CAP e nem todo CAP quando modificado por polímeros apresenta estabilidade à estocagem. A quantidade que deve ser adicionada ao ligante é variável e depende das propriedades finais desejadas, sendo necessário verificar a adequada dispersão do polímero no CAP. Considerando que os AMP podem reduzir a frequência das manutenções e aumentar a vida de serviço dos pavimentos. Como pode ser visto também no fragmento abaixo:

“Os asfaltos modificados são produtos à base de CAP, aos quais são adicionados produtos naturais (asfaltita, asfalto do Lago de Trinidad [TLA], entre outros), polímeros ou borrachas, entre outros aditivos. Tais aditivos melhoram as propriedades mecânicas do asfalto, sua resistência à variação de temperatura, sua resistência aos efeitos intensos das temperaturas elevadas – que podem causar deformações permanentes nos revestimentos asfálticos –, sua resistência à repetição de carga do tráfego, aumentando sua vida útil (denominada “vida de fadiga”). Os asfaltos modificados, em geral, melhoram o desempenho dos revestimentos asfálticos, principalmente para tráfego pesado, diminuindo as ocorrências de conservação e serviços de manutenção dos pavimentos.” (FIESP; CIESP, 2017, P.45)

Segundo Júnior (2007) citado por NUNES (2018, p.18) para que a modificação do ligante seja viável, tanto técnica quanto economicamente, é necessário que o polímero resista a degradação às temperaturas de utilização do asfalto, misture-se adequadamente com o asfalto, sem que fique muito viscoso, rígido ou quebradiço a baixas temperaturas.

A utilização de asfaltos modificados com polímeros, dão à mistura alta flexibilidade, coesão e durabilidade, incrementando a resistência dos agregados

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ao arranque, sob a ação dos esforços tangenciais gerados pelas cargas oriundas do tráfego, ao longo da sua vida útil. (ODA, FERNANDES JÚNIOR 2001 apud NUNES, 2018, p19).

De acordo com Figueroa-Infante et al. (2009), citado por SILVA, 2015, p.20, a mistura do ligante asfáltico com um polímero pode seguir as seguintes situações:

 Mistura heterogênea: “Ela ocorre quando o ligante asfáltico e o polímero são incompatíveis. Os componentes da mistura são separados”;

 Mistura completamente homogênea: “Neste caso, o aglutinante é extremamente estável, mas a alteração da propriedade é muito fraca e só aumenta a sua viscosidade. Este não é o resultado desejado”;

 Mistura microeterogênea: “Consiste de duas fases interligadas finamente. Esta é a consistência desejada. Num sistema deste tipo, o polímero incha após a absorção de parte da fração leve oleosa do ligante asfáltico para formar uma fase de polímero diferente que a fase de ligante asfáltico residual.”

SILVA ,2015, p.21, conclui que a mistura deverá ser do tipo heterogênea, com duas fases intertravadas, na qual o polímero se expande absorvendo parte das frações oleosas do CAP, com isso existirá uma fase polimérica e uma fase asfáltica.

Segundo SILVA, 2015, p.17. “Os polímeros macromoleculares termoplásticos (plastômero e/ou elastômero) começaram a ser aplicados na modificação dos asfaltos, com os seguintes objetivos:”

 elevar a coesão do material (CAP);

 reduzir a suscetibilidade térmica do CAP;

 baixar a viscosidade à temperatura de aplicação;

 apresentar elevada resistência à deformação plástica, à fissuração e à fadiga;

 garantir uma boa adesividade;

 melhorar resistência ao envelhecimento

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1.3.1. Polímeros

Segundo JÚNIOR, 2006, p.21, “um polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligadas por ligação covalente.”, o autor completa dizendo que a molécula simples que dá origem ao polímero é o monômero.

SILVA, 2015, p.17, completa a definição dizendo que os polímeros: “São obtidos diretamente da natureza, a partir de madeiras, óleos lubrificantes e cortiça ou elaborados artificialmente pela união de compostos de moléculas pequenas (Monômeros).”

De acordo com Mano (1985, 1991) e Leite (1999) citados por Bernucci et al (2010, p. 62) os polímeros são classificados da seguinte maneira, quanto seu comportamento mecânico diante de variações térmicas:

● Termorrígidos: não se fundem e sofrem degradação á uma temperatura limite, após o seu resfriamento endurecem irreversivelmente. “Não podem ser remodelados” (BRASKEM ,2012, p.10). Por exemplo: resina epóxi, poliéster e poliuretano.

● Termoplásticos: são aqueles que se fundem e tornam-se maleáveis reversivelmente quando aquecidos, sendo incorporados ao asfalto sob alta temperatura. Por exemplo: polietileno, polipropileno e PVC (policloreto de vinila).

● Elastômeros: quando aquecidos se decompõe antes de amolecer, e apresentam propriedades elásticas. Por exemplo: SBR (borracha de estireno butadieno)

● Elastômeros termoplásticos: em baixa temperatura apresentam comportamento elástico, porém com o aumento da temperatura passam a apresentar comportamento termoplástico. Por exemplo: SBS (estireno- butadieno-estireno) e EVA (etileno-acetato de vinila).

JÚNIOR, 2006, p.53-54, complementa essa classificação, da seguinte maneira: os polímeros podem ser classificados quanto ao comportamento mecânico em:

 Plásticos: utilizado a temperatura ambiente no estado sólido

(26)

o Termoplástico: “quando sob um aumento substancial da temperatura e marginal da pressão, amolecem e fluem, podendo ser moldados”, “a. Exemplos: PE, PP, PVC, etc.”

o Termorrígidos: são passiveis de modelagem uma única vez,

“Subsequentes aumentos de temperatura e pressão não têm mais influência, tornando-os materiais insolúveis, infusíveis e não-recicláveis”, “Exemplos: resina de fenol- formaldeído (baquelite), epóxi (araldite), etc.”

o Baroplásticos: “com um aumento substancial da pressão e marginal da temperatura, fluem através de rearranjos em sua conformação. Seu estado físico deve ser borrachoso”

 Elastômeros:” polímeros que na temperatura ambiente podem deformar-se no mínimo duas vezes o seu comprimento inicial, retomando ao comprimento original rapidamente depois de retirado o esforço.”, “Como principal exemplo, tem-se a BV (borracha vulcanizada”

 Fibras: “termoplástico orientado (com um sentido longitudinal dito eixo principal da fibra)”, “feita de modo forçado durante a fiação, aumenta a resistência mecânica desta classe de materiais, tornando-os possíveis de serem usados na forma de fios finos.

Como exemplos, têm-se as fibras de poliacrilonitrila, os náilons, o poliéster (PET), etc”

Os polímeros utilizados nesse estudo serão os seguintes Termoplásticos:

o poli (tereftalato de etileno) - PET, e o polietileno de alta densidade (PEAD), também denominado de HDPE (high-density polyethylene).

1.4. Plásticos e Reciclagem

Segundo PIATTI e RODRIGUES, 2005, p.12, plástico é um polímero sólido em sua condição final, porém é passível de ser moldado por ação de calor e/ou pressão, afirmando que: “todos os plásticos são polímeros, mas nem todos

(27)

os polímeros são considerados plásticos”, já que nem todos os polímeros podem ser moldados.

Plásticos

Segundo a BRASKEM, p.11, o plástico tem origem no petróleo, e segue as seguintes etapas de produção, que estão representadas na Figura 5.

Figura 5: Fluxograma da produção do plástico

Fonte: BRASKEM. O Plástico no planeta: o uso consciente torna o mundo mais sustentável.

2012.

Os principais tipos de plásticos, segundo a BRASKEM, p.15-16, são:

(28)

PET - Politereftalato de etileno: “Boa resistência mecânica e ótima transparência. Pode ser transformado em fibras e filmes. Principais aplicações: garrafas de bebidas, frascos de fármacos e cosméticos, fibras, cordas, toldos.”

PEAD - Polietileno de alta densidade: “É o polímero mais simples quimicamente. Material opaco, resistente a substâncias químicas, mas não a fortes agentes oxidantes. Principais aplicações: garrafas de iogurte, rolhas, mangueiras, embalagens de alimentos, tampas, bombonas, tanques de combustível.”

PVC - Policloreto de vinila: “Também conhecido como vinil, é muito versátil, podendo assumir formas rígidas ou flexíveis em função de aditivos. É leve e impermeável; isolante térmico, elétrico e acústico;

quimicamente inerte e resistente a fogo e intempéries. Principais aplicações: filmes, laminados, solados de calçados, brinquedos, embalagens de remédio, mangueiras, tubulação de água e de esgoto, fios e cabos, cateteres e bolsas de soro, glicose e sangue.

PEBD - Polietileno de baixa densidade: “Com baixa condutividade elétrica e térmica, é resistente à ação de substâncias químicas. Quando submetido a temperaturas inferiores a 60 ºC, suas propriedades são mantidas. Principais aplicações: sacos de lixo, tampas, frascos de soro, embalagens do tipo longa vida (Tetrapak), tubos de irrigação, tubulações, mangueiras, telas de sombreamento.”

PP – Polipropileno: “Possui resistências elétrica e mecânica a altas temperaturas. Fácil coloração e moldagem. Baixa absorção de umidade.

Principais aplicações: filmes de embalagens de alimentos, ráfia, sacolas, fraldas, seringas, material hospitalar esterilizável, para-choques, brinquedos, caixas de uso industrial.”

PS – Poliestireno: “É isolante elétrico e térmico, rígido, leve, resistente a impactos, ácidos, bases e sais. Na sua forma expandida (EPS) é conhecido como isopor®. Principais aplicações: embalagens para alimentos e remédios, bandejas de supermercado, copos e pratos descartáveis, portas e gavetas de geladeira.”

(29)

Traz também outros plásticos como: Copolímero de etileno acetato de vinila (EVA); Copolímero de acrilonitrila butadieno estireno (ABS); Policarbonato (PC);

Poliuretano (PU); Resina epóxi e Resina fenólica.

1.4.1. Reciclagem

Segundo PINTO et al, 2012, p.17, o consumo de plástico aumentou nas últimas décadas, mas a quantidade consumida ainda é maior que a reciclada, como o autor afirma em outro trecho: “Existe um acúmulo de material plástico usado no mundo e uma demanda crescente por material virgem”. (PINTO et al, 2012, p.17)

“O Brasil, segundo dados do Banco Mundial, é o 4o maior produtor de lixo plástico no mundo, com 11,3 milhões de toneladas, ficando atrás apenas dos Estados Unidos, China e Índia. Desse total, mais de 10,3 milhões de toneladas foram coletadas (91%), mas apenas 145 mil toneladas (1,28%) são efetivamente recicladas, ou seja, reprocessadas na cadeia de produção como produto secundário. Esse é um dos menores índices da pesquisa e bem abaixo da média global de reciclagem plástica, que é de 9%”. (WWF- world wide fund for nature, 2019, grifo do autor).

Para demostrar o amplo uso dos plásticos a BRAKEM, p.23, cita algumas aplicações:

 Embalagens: prolongando a vida útil dos alimentos

 Construção Civil: Tornam as construções mais leves, baratas, duráveis, seguras e ambientalmente corretas e sustentáveis.

 Setor Automotivo: Tornam os carros mais leves, porem resistentes, e automóveis mais leves são mais eficientes energeticamente

 Têxtil: As fibras sintéticas, são menos suscetíveis à manchas, demandando menos esforço e energia para lavar e passar.

 Saúde: reduzem o risco de contaminação por serem materiais descartáveis como as seringas, luvas, etc. sendo usado ainda para a criação de próteses.

É perceptível que os materiais plásticos são amplamente usados em diversas esferas da vida humana, como visto acima, e que infelizmente um material com grande grau de aproveitamento e passível de ser reciclado acaba

(30)

descartado, em sua maioria, de forma indevida em lixões e aterros, inclusive nos oceanos, como comprovado no trecho abaixo. Essa situação pode e deve mudar se for estimulado o processo de reciclagem desse polímero.

“80% da poluição dos oceanos saem da superfície terrestre. Todos os anos, são 8 milhões de toneladas de plástico. Se nada for feito, até 2050 os oceanos terão mais plástico do que peixes.” (ONU – Organização das Nações Unidas, 2018).

De acordo com Mano, Pacheco e Bonelli (2010, 2016) a reciclagem de plásticos pode ser dividida em quatro tipos de acordo com a origem da matéria prima:

● Reciclagem Primária: emprega os resíduos colhidos na própria fábrica, como rebarbas, peças mal moldadas, produtos de início de operação, moldes, entre outros. Os resíduos limpos são moídos e encaminhados para equipamentos de transformação de plástico.

● Reciclagem Secundária: emprega os artefatos após o seu consumo, sendo eles os resíduos plásticos urbanos, que necessitam de diversas operações adicionais para recuperação primária, devido a presença de contaminantes.

● Reciclagem Terciária: transforma resíduos plásticos em produtos químicos úteis. Através de reações químicas para a quebra das moléculas, visando obter os compostos que deram origem aos plásticos.

● Reciclagem Quaternária: consiste na incineração dos resíduos plásticos descartados. A queima recupera a energia dos polímeros pós- consumidos e o resíduo mineral gerado após a queima pode ser misturado ao solo sem dano ambiental.

E em três tipos de acordo com o processo de reciclagem:

● Reciclagem Mecânica: é a forma mais difundida de reciclagem, associada a reutilização de resíduos para a obtenção de outro artefato plástico.

● Reciclagem Química: envolve reações como solvólise, pirólise e degradação termoxidativa. Aplicada para tipos complexos de resíduos plásticos, que ainda não dispõe de tecnologia para reciclagem adequada, como carpetes, resíduos hospitalares e materiais têxteis.

(31)

● Reciclagem Energética: é a incineração de resíduos plásticos, com recuperação de energia, sob forma de calor para geração de energia elétrica.

Os plásticos são identificados para reciclagem de acordo com a Tabela 8.

Tabela 8: identificação dos polímeros.

Fonte: NBR 13.230: Simbologia indicativa de reciclabilidade e identificação de materiais plásticos. 1994.

1.4.2. PET

De acordo com JUNIOR, 2013, p.50 e 54, O PET é um termoplástico de engenharia, que possui alta resistência mecânica (rigidez), boa tenacidade e excelente estabilidade dimensional, está enquadrado na classe dos poliésteres, podendo ter diversas aplicações, como na indústria têxtil e confecção de vasilhames descartáveis. Possui como fórmula (C10HOO4)n , como expresso na Figura 6 a seguir:

(32)

Figura 6: Fórmula molecular do PET.

Fonte: https://enembulando.com.br/o-polimero-pet-tereftalato-de-polietileno-enem- 2012-2a-aplicacao.

Sendo que “O grande crescimento na utilização de PET em garrafas descartáveis, e a poluição que isto tem gerado ao meio ambiente, torna-o atualmente um dos polímeros mais reciclados.” (JUNIOR, 2013, p.50).

Ideia também defendida no seguinte trecho: “O PET é um poliéster, um dos plásticos mais comercializados em todo o mundo devido a sua extensa gama de aplicações. A Reciclagem deste colabora para a preservação ambiental.”

(SILVA, 2015, p. 23, adaptado pela autora).

Como exemplo do uso do PET para a finalidade do estudo temos o exemplo de Ahmadinia (2012), citado por SILVA, 2015, p.23, que adicionou o PET em forma de filetes na mistura asfáltica , seguindo teores entre 4% e 6%.

Chegando a conclusão de que, em geral, as propriedades mecânicas das misturas asfálticas foram melhoradas indicando tendências aceitáveis nesses limites de teores.

Quando o PET é aquecido a uma temperatura de 72 °C sua forma é lentamente cristalizada, começando a tornar-se opaco, mais rígido e menos flexível. Nessa fase, como PET cristalino, é capaz de resistir a maiores temperaturas e pode ser adicionado ao CAP somando melhores desempenhos na performance mecânica de deformações dos pavimentos. (SILVA, 2015, p.25).

1.4.3. PEAD

Segundo JUNIOR, 2013, p.44, o PEAD é um termoplástico convencional, com “rigidez e resistência mecânica moderadas” (JUNIOR, 2006, p. 158). E por conta de possuir uma cadeia linear, apresenta maior resistência a tração e maior

(33)

elongação na ruptura que o PEBD, que conta com uma cadeia ramificada aleatória, como pode ser visto na Tabela 9 abaixo:

Tabela 9: Diferenças entre o PEAD e o PEBD

Fonte: JUNIOR, 2013, p. 44.

Propriedades visíveis do Gráfico 3 a seguir:

Gráfico 3: Tensão X Deformação

Fonte: JUNIOR, 2006, p. 2010.

O PEAD é utilizado em diferentes setores: confecção de baldes e bacias, bandejas para pintura, banheiras infantis, brinquedos, bandejas, tampas para garrafas e potes, caixas d’água, sacos para lixo, sacolas de supermercados, entre outros. Contando com resistência à queda, ao empilhamento a produtos químicos e resistência ao fissuramento sob tensão. (MARIA et al, 2003, p.6)

(34)

Possui como fórmula a Figura 7 a seguir:

Figura 7: Fórmula do PEAD

Fonte: https://www.tudosobreplasticos.com/materiais/polietileno.asp

1.5. Fluxograma

Para o presente estudo, conforme a revisão de literatura efetuada, será feito o teste da incorporação dos polímeros PET e PEAD, no CAP 35/40, visando testar se esse asfalto modificado por polímero será de fato mais resistente que o convencional CA- Concreto asfáltico. Visando incentivar a prática da reciclagem desses polímeros, reduzindo os danos causados no meio ambiente, por conta do seu descarte incorreto. Uma síntese dos materiais base utilizados estão no Figura 8 a seguir:

Figura 8: Fluxograma do resumo de materiais utilizados

Fonte: elaborado pela autora.

Pavimentação Asfáltica Camada analisada

neste estudo: Revestimento

Cuja mistura utilizada foi o CBUQ- Concreto Betuminoso Usinado a

Quente como ligante asfáltico foi

empregado o CAP 35/40 Cimento Asfáltico de

Petróleo Para formar o AMP-

Asfálto Modificado por Polímero, foram usados os

seguintes termoplásticos:

PETe PEAD

Pavimentação Asfáltica Camada analisada

neste estudo: Revestimento

Cuja mistura utilizada foi o CBUQ- Concreto Betuminoso Usinado a

Quente como ligante asfáltico foi

empregado o CAP 35/40 Cimento Asfáltico de

Petróleo Para formar o AMP-

Asfálto Modificado por Polímero, foram usados os

seguintes termoplásticos:

PETe PEAD

Pavimentação Asfáltica Camada analisada

neste estudo: Revestimento

Cuja mistura utilizada foi o CBUQ- Concreto Betuminoso Usinado a

Quente como ligante asfáltico foi

empregado o CAP 35/40 Cimento Asfáltico de

Petróleo Para formar o AMP-

Asfálto Modificado por Polímero, foram usados os

seguintes termoplásticos: PETe PEAD

Pavimentação Asfáltica Camada analisada

neste estudo: Revestimento

Cuja mistura utilizada foi o CBUQ- Concreto Betuminoso Usinado a

Quente como ligante asfáltico foi

empregado o CAP 35/40 Cimento Asfáltico de

Petróleo Para formar o AMP-

Asfálto Modificado por Polímero, foram usados os

seguintes termoplásticos: PETe PEAD

Pavimentação Asfáltica Camada analisada

neste estudo: Revestimento

Cuja mistura utilizada foi o CBUQ- Concreto Betuminoso Usinado a

Quente como ligante asfáltico foi

empregado o CAP 35/40 Cimento Asfáltico de

Petróleo Para formar o AMP-

Asfálto Modificado por Polímero, foram usados os

seguintes termoplásticos: PETe PEAD

(35)

2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Materiais

Os materiais empregados no estudo foram:

 CAP 30/45

 Brita 1

 Brita 0

 Pó de Pedra

 PET em borra

 PEAD triturado

 Desmoldante

Conforme ilustrado nas Figuras de 9 a 15:

Figura 09: CAP 30/45 Figura 10: Brita 1

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 11: Brita 0 Figura 12: Pó de Pedra

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

(36)

Figura 13: PET em borra Figura 14: PEAD triturado

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 15: Desmoldante

Fonte: Elaborada pela autora.

Já os equipamentos utilizados foram:

 Balança;

 Estufa;

 Prensa hidráulica;

 Prensa eletrohidráulica (utilizada no lugar da máquina universal de teste, que estava quebrada no laboratório).

Conforme ilustrado nas Figuras de 16 a 21:

(37)

Figura 16: Balança Figura 17: Estufa

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 18: Prensa hidráulica Figura 19: Prensa hidráulica

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

(38)

Figura 20: Prensa eletrohidráulica Figura 21: Prensa eletrohidráulica digital digital

Fonte: Elaborada pela autora. Fonte: Elaborada pela autora.

O teor de CAP utilizado foi de 4,5% para os corpos de prova sem adição de polímeros e de 4% para corpos de prova com adição, visando diminuir o consumo de cimento asfáltico e estimular o uso de materiais plásticos reciclados.

Foram estudas as seguintes variações, sendo que para cada variação foram feitos 3 corpos de prova:

C1 – Sem adição de polímeros C2 – Com adição de 4% de PET C3 – Com adição de 5% de PET C4 – Com adição de 6% de PET C5 – Com adição de 4% de PEAD C6 – Com adição de 5% de PEAD C7 – Com adição de 6% de PEAD

Conforme BERNUCCI et al, 2010, p.289, os corpos de prova serão:

“corpo-de-prova cilíndrico regular, denominado corpo-de-prova Marshall, de 100mm de diâmetro e 63,5mm de altura.” E seguindo outras pesquisas já realizadas o corpo de prova terá peso de 1200 g.

A porcentagem empregada dos materiais está expressa nas Tabelas 10 A 12 a seguir. E foi feita com base na pesquisa de SILVA, R.L.M.; GOMES, K.S.,

(39)

2018, que confirma por meio de ensaios as proporções do Pó de Brita, da Brita 0 e da Brita 1 no traço do CBUQ, sendo de: 48% de Pó de Brita, 42% de Brita 0 e 10% de Brita 1.

Tabela 10: Porcentagem de material utilizado - sem adição de polímero

Fonte: elaborada pela autora.

Tabela 11: Porcentagem de material utilizado - com adição de PET.

Fonte: elaborada pela autora.

Tabela 12: Porcentagem de material utilizado - com adição de PEAD

Fonte: elaborada pela autora.

E a quantidade em gramas de cada material usado para cada tipo de corpo de prova está expressas nas Tabelas 13 a 15 a seguir:

Tabela 13: Quantidade em gramas – mistura sem adição de polímero

Fonte: elaborada pela autora.

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA TOTAL C1 4,5% 9,55% 40,11% 45,84% 100%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C3 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C4 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C3 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C4 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C3 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C4 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL C5 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C6 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C7 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL C5 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C6 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C7 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 4,00% 9,55% 40,11% 42,34% 4,00% 100,00%

C6 4,00% 9,55% 40,11% 41,34% 5,00% 100,00%

C7 4,00% 9,55% 40,11% 40,34% 6,00% 100,00%

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE

PEDRA TOTAL

C1 54 114,6 481,32 550,08 1200

(40)

Tabela 14: Quantidade em gramas – mistura com adição de PET

Fonte: elaborada pela autora.

Tabela 15: Quantidade em gramas – mistura com adição de PEAD

Fonte: elaborada pela autora.

2.2. Métodos

Para responder à questão problema do estudo: “é possível tornar o revestimento asfáltico mais resistente utilizando em sua composição: resíduos de polietileno de alta densidade (PEAD), como sacolinhas e embalagens de politeraftalato de etileno (PET)?” foram utilizadas três metodologias.

A revisão de literatura visando entender melhor os conceitos para que o experi mento seja realizado de forma adequada, o método experimental, no qual serão feitos os testes com os corpos de prova e o método comparativo, em que serão analisados os resultados para encontrar o corpo de prova que apresentou melhores resultados.

2.2.1. Revisão de Literatura

O primeiro passo metodológico realizado consistiu-se na revisão de literatura, abordando os seguintes temas:

 Pavimentação Asfáltica: o que é; quais são suas camadas; tipos de ligantes asfálticos; o que é o CAP e qual a sua composição química, ensaios que devem ser realizados e as especificações brasileiras para sua denominação; o que é o CBUQ e quais os materiais empregados na sua composição , e quais são os tipos usuais de misturas a quente.

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C3 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C4 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C3 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C4 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PÓ DE PET TOTAL

C2 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C3 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C4 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

CORPO DE

PROVA CAP 30/45 BRITA 1 BRITA 0 PÓ DE PEDRA PEAD

TRITURADO TOTAL

C5 48,00 114,60 481,32 508,08 48,00 1200,00

C6 48,00 114,60 481,32 496,08 60,00 1200,00

C7 48,00 114,60 481,32 484,08 72,00 1200,00

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 Malha rodoviária Brasileira: como está a situação das rodovias brasileiras, quais são seus principais defeitos, e as consequências que uma via não conservada causa no meio ambiente.

 Asfalto Modificado com polímero (AMP): O que são AMPs, porque são mais vantajosos, o que são polímeros e como são classificados

 Plástico e Reciclagem: o que é plástico, como é sua fabricação, quais são os principais tipos, porque são tão usados, como está a reciclagem desse polímero no Brasil e como é o processo de reciclagem, mais detalhes sobre o PET e o PEAD.

2.2.2. Método experimental

O método experimental será divido em duas partes: na primeira será feito o preparo dos corpos de prova e na segunda serão realizados os seguintes testes: cálculo do volume de vazios; e ensaios mecânico para definir a carga máxima, o rendimento e a resistência a compressão de cada um dos corpos.

2.2.2.1. Preparo dos corpos de prova

A execução dos corpos de prova foi feita seguindo as instruções da NORMA DNIT 178/2018 – PRO, que estão expressas a seguir:

1°. Deve ser feita a separação dos agregados na quantidade necessária para cada tipo de corpo de prova (CP), com o auxílio de uma balança, e ir dispondo-os em bandejas metálicas ou recipientes descartáveis de alumínio, conforme ilustrado na Figura 22, e depois aquece-los a ± 10° C acima da temperatura do ligante, ou seja 170°C

Figura 22: Agregados dispostos em bandejas metálicas

Fonte: Elaborada pela autora.

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2°. Após aquecidos devem ser misturados a seco por 5 segundos.

3°. Depois aquecer o CAP 30/45 em uma estufa a temperatura de 160°C até atingir uma viscosidade de 0,28 ± 0,03 Pa.s, utilizando como recipiente lata, béquer de alumínio ou panela com bico vertedor;

4°. Após aquecido, pesar a quantidade exata de CAP para cada CP. Faça uma depressão no centro do agregado seco e adicione o ligante a mistura, nessa etapa tivemos um problema na pesagem exata do CAP, que em temperatura ambiente se tornava extremamente viscoso de forma rápida, atrapalhando no processo de tirar o material do béquer e passar para a bandeja metálica.

5°. Após adicionar todos os componentes a mistura, mexa por cerca de 60 segundos e coloque-a na estufa até atingir a temperatura de compactação

± 3 ºC por um período de 2 horas ± 5 minutos, depois retire e mexa até formar uma mistura homogênea, conforme a Figura 23.

Figura 23: mistura homogênea de CAP mais agregados

Fonte: Elaborada pela autora.

6°. Com papel filtro forre a parte de baixo e as laterais internas do molde, e adicione a massa de 1200g de um corpo de prova, nessa etapa também tivemos uma adaptação, utilizamos uma forma metálica que foi untada com desmoldante, conforme a Figura 24.

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Figura 24: Corpo de prova no molde

Fonte: Elaborada pela autora.

7°. Faça a compactação utilizando um compactador giratório (Superpave) ou um compactador de impacto (Marshall), como não possuímos nenhum dos dois equipamentos no laboratório, fizemos a compactação dos corpos de prova utilizando uma prensa hidráulica

8°. Após esfriar, retirar os corpos de prova do molde e com o auxílio de um giz de cera e colocar a identificação, conforme as Figuras 25 a 32.

Figura 25: Corpos de prova Tipo 1

Fonte: Elaborada pela autora.

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Figura 26: Corpos de prova Tipo 2.

Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 27: Corpos de prova Tipo 3.

Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 28: Corpos de prova Tipo 4

Fonte: Elaborada pela autora.

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Figura 29: Corpos de prova Tipo 5

Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 30: Corpos de prova Tipo 6

Fonte: Elaborada pela autora.

Figura 31: Corpos de prova Tipo 7

Fonte: Elaborada pela autora.

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2.2.2.2. Realização dos testes

O primeiro teste a ser realizado é o cálculo do volume de vazios:

1°. Anote o peso final de cada corpo de prova, expresso em gramas.

2°. Coloque as amostras em um recipiente com água, de modo que fiquem completamente submersas, depois pese esse CP novamente.

3°. Com a fórmula expressa na Equação 1 abaixo, faça o cálculo do volume de vazios para cada amostra.

Equação 1: Volume de Vazios

𝑉𝑣 = (𝐶𝑝𝑠 − 𝐶𝑝). 100

⁄𝐶𝑝 Na qual:

𝑉𝑣 : Volume de vazios

𝐶𝑝𝑠: massa do corpo de prova submerso 𝐶𝑝: massa do corpo de prova

O segundo teste realizado foi um ensaio mecânico que utilizaria a máquina universal de testes, visando obter: a carga máxima, a força de rendimento, a resistência a tração e a compressão dos corpos de prova. Entretanto, como só possuímos uma prensa eletrohidráulica digital tivemos apenas os dados de resistência a compressão dos corpos de prova.

2.2.3. Método comparativo

Cada um dos 7 tipos de corpos de prova testado, de acordo com os valores obtidos no método experimental e com base nos conhecimentos adquiridos com a revisão da literatura, terão seus resultados comparados para escolher aquele que apresentou um melhor desempenho nos testes executados e que mostrou um maior custo-benefício para sua execução.

Referências

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