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2_BETUMES, LIGANTES E MISTURAS BETUMINOSAS028

José Manuel C. das Neves é Licencia-

do em Engenharia Civil, pelo Instituto

Superior Técnico (IST), Mestre em Me-

cânica dos Solos, pela Universidade

Nova de Lisboa, e Doutor em Enge-

nharia Civil pela Universidade Técni-

ca de Lisboa. É Professor Auxiliar do

Departamento de Engenharia Civil e

Arquitectura do IST. Desde 1990 que

lecciona disciplinas de licenciatura e mestrado nas áreas de Vias de

Comunicação, Mecânica dos Solos e Fundações. É investigador do

Centro de Sistemas Urbanos e Regionais (CESUR) na área das Infra-

estruturas de Transportes. Tem desenvolvido trabalhos nas áreas de

projecto, construção, manutenção e qualidade de infra-estruturas

de transportes, traduzidos na orientação de teses de doutoramento

e mestrado, publicações em revistas científi cas, comunicações em

congressos nacionais e internacionais, cursos de especialização

e relatórios técnicos. É membro da Ordem dos Engenheiros, da So-

ciedade Portuguesa de Geotecnia, da International Society for Soil

Mechanics and Geotechnical Engineering, da International Society

for Rock Mechanics, da World Road Association e da International

Society for Asphalt Pavements.

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA – INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICOAv. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa – PortugalTel.: + 351 21 8418416 • Fax: + 351 21 8474650E-mail: [email protected]

MATERIAISDECONSTRUÇÃO GUIA DE UTILIZAÇÃO

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1. INTRODUÇÃO

2. BETUMES E LIGANTES BETUMINOSOS2.1. Estrutura e Propriedades2.2. Betumes Puros2.3. Betumes Modifi cados

3. MISTURAS BETUMINOSAS3.1. Estrutura3.2. Propriedades

4. PRODUTOS E APLICAÇÕES4.1. Regas Betuminosas4.1.1. Rega Anti-pó4.1.2. Rega de Aderência4.1.3. Rega de Impregnação4.1.4. Rega de Cura4.2. Revestimentos Superfi ciais4.3. Misturas Betuminosas4.3.1. Macadame Betuminoso4.3.2. Mistura Betuminosa Densa4.3.3. Betão Betuminoso4.3.4. Betão Betuminoso drenante4.3.5. Microbetão e Betão Betuminoso Rugoso4.3.6. Mistura Betuminosa de Alto Modulo4.3.7. Microaglomerado Betuminoso4.3.8. Lama Betuminosa4.3.9. Argamassa Betuminosa4.3.10. Mistura Betuminosa Aberta a Frio4.3.11. Agregado Britado de Granulometria Extensa Tratado com Emulsão de Betume4.4. Produtos e Aplicações Especiais

5. CONSERVAÇÃO, REABILITAÇÃO E RECICLAGEM

6. BIBLIOGRAFIA

Os materiais de construção abordados neste capítulo

são os betumes, ligantes e misturas betuminosas utilizados

na construção e manutenção de pavimentos de infra-estru-

turas rodoviárias.

Para cada um dos principais tipos de materiais apre-

senta-se a sua estrutura, as propriedades físicas, enquadra-

das em especifi cações ou normas, e dá-se recomendações e

exemplos gerais de aplicação.


por vezes muito distintas, pelo que devem ser escolhidos em função

de critérios técnicos e económicos (Figura 1). Estes materiais são

predominantemente aplicados nas camadas de desgaste, regulari-

zação e base dos pavimentos, classifi cados como pavimentos fl exí-

veis ou semi-rígidos, no caso de também existirem outras camadas

com ligantes hidráulicos. Tratam-se de materiais muito utilizados

na pavimentação de estradas e auto-estradas, vias urbanas, par-

ques de estacionamento e outros caminhos viários, devido à faci-

lidade de fabrico e colocação em obra, na fase quer de construção

quer de manutenção, e às características de conforto e segurança

conferidas à circulação dos peões e veículos, face a outros tipos de

materiais (Figura 2).

1. INTRODUÇÃO

Em geral, os pavimentos rodoviários são constituídos por cama-

das sobrepostas, construídas com materiais cujas propriedades

devem assegurar uma superfície do pavimento que permita ao

tráfego (de peões ou veículos) circular com condições de resis-

tência, segurança, comodidade, efi ciência e economia, para um

certo período de vida. A estrutura tipo de um pavimento é cons-

tituída por camadas de desgaste, regularização ou ligação, base

e sub-base.

Os materiais de origem betuminosa utilizados na pavimentação são

de natureza muito diversa e, consequentemente, com propriedades

Figura 1 – Provetes de misturas betuminosas


031

Figura 2 – Pavimentação com misturas betuminosas


2. BETUMES E LIGANTES BETUMINOSOS

2.1. Estrutura e Propriedades

O betume é, genericamente, considerado um ligante hidrocarbonado de propriedades visco-elásticas, negro, aparentemente não volátil, adesivo e impermeável à água, que é solúvel ou quase solúvel no tolueno. Pelas suas características é um material com largo campo de aplicação na engenharia civil e, em particular, em obras de pavi-mentação de infra-estruturas de transporte.

Os betumes podem ser de origem natural (betumes asfálticos na-turais e rochas asfálticas) ou fabricados. Em relação aos betumes fabricados, surgiu inicialmente o alcatrão resultante da destilação da hulha e, posteriormente, o betume asfáltico derivado do petróleo bruto por processo de refi nação, sendo este o betume mais utiliza-do actualmente.

A composição química dos betumes é complexa e depende da na-tureza do petróleo bruto do qual é proveniente e do processo de produção na refi naria. Durante a aplicação em obra, e mesmo posteriormente, a composição do betume sofre modifi cações. De forma simples, pode considerar-se que o betume é constituído pre-dominantemente por hidrocarbonetos, e a sua confi guração física consiste num sistema coloidal caracterizado por uma dispersão de micelas de elevado peso molecular – asfaltenos – num meio de me-nor peso molecular – maltenos – subdividido na fracção saturada, fracção aromática e resinas.

O comportamento do betume ao longo do tempo depende da sua constituição inicial, do tipo de aquecimento e da temperatura a que é sujeito durante o seu fabrico, e da temperatura e do grau de exposição às condições atmosféricas, quer durante o processo de aplicação em obra quer em serviço. Nomeadamente, sob a infl uên-cia das condições atmosféricas, o betume é sujeito ao fenómeno de endurecimento desencadeado principalmente pela oxidação em contacto com o ar e a água das chuvas. O endurecimento do betume, quando não é reversível, conduz ao seu envelhecimento, o que se traduz, essencialmente, numa maior rigidez e menor fl e-xibilidade.

A viscosidade é das propriedades reológicas mais importantes do betume e aquela que torna possível a sua utilização em re-vestimentos superficiais e misturas betuminosas. A viscosidade depende da temperatura: perante um aumento da temperatura, a viscosidade do betume diminui e este adquire um estado de consistência fluido que lhe permite ter a trabalhabilidade e ade-sividade suficiente para ser aplicado em superfícies ou mistu-rado com outros materiais; a uma diminuição da temperatura corresponde um aumento da viscosidade, o que se traduz em ter o betume num estado semi-sólido que lhe dá a coesão e ri-gidez suficientes para, quando misturado com outros materiais, conferir capacidade estrutural ao pavimento, sem ocorrerem de-gradações em condições ideais de solicitações ou deformações. Este é o comportamento típico dos betumes em função da tem-peratura.

Na utilização do betume em outros produtos e aplicações, para além da modificação da viscosidade do betume por aquecimen-to, a emulsificação e a dissolução em solventes são outras téc-nicas disponíveis e correntemente utilizadas, que dão origem às emulsões betuminosas e aos betumes fluidificados, respectiva-mente.

Uma emulsão betuminosa asfáltica é uma dispersão estável (emulsão directa) de betume asfáltico (fase dispersa) em água (fase contínua), na qual as partículas de betume estão envolvi-das por uma película de emulsionante. Os componentes básicos duma emulsão betuminosa são o betume asfáltico, água, emul-sionantes e, também, aditivos. O betume é o componente básico e principal. O emulsionante é a substância química que diminui a tensão interfacial entre as duas fases, tornando a dispersão estável e melhorando a adesividade do betume. Os aditivos são produtos adicionados com o objectivo de melhorar alguma ca-racterística da emulsão, tal como a viscosidade e a adesividade, entre outras.

Os betumes fluidificados resultam da adição de um dissolvente convenientemente volátil ao betume, denominado fluidificante, com o objectivo de reduzir temporariamente a sua viscosidade.


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Propriedades[Métodos de ensaio]

Métodos de ensaioTipos de betumes e exigências de conformidade

Tipos 10/20 20/30 35/50 50/70 70/100 100/150 160/220 250/330

Penetração (0,1 mm)[25ºC, 100 g, 5 s]

ASTM D 5(prEN 1426)

Mín. 10 20 35 50 70 100 160 250

Máx. 20 30 50 70 100 150 220 330

Temperatura de amolecimento (ºC)

ASTM D 36(prEN 1427)

Mín. 63 55 50 46 43 39 35 30

Máx. 73 63 58 54 51 47 43 38

Viscosidade cinemática (mm2/s)[135ºC]

ASTM D 2170(prEN 12595)

Mín. 1000 530 370 295 230 175 135 100

Solubilidade em tolueno ou xileno (%)

ASTM D 2042 ( 1 )(prEN 12592)

Mín. 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0 99,0

Temperatura de infl amação (ºC)EN 22592

(ASTM D 92)Mín. 250 240 240 230 230 230 220 220

Resistência ao endurecimento

(2)

Variação de massa(%, ±)

RTFOT:ASTM D 2872

(prEN 12607-1)ou

TFOT:ASTM D 1754

(prEN 12607-2)

- Máx. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0

Penetração (% p.o.) ( 3 )

[25ºC, 100 g, 5 s]

ASTM D 5(prEN 1426)

Mín. 60 55 53 50 46 43 37 35

Temperatura de amoleci-mento (ºC)

ASTM D 36(prEN

12627)Mín. 65 57 52 48 45 41 37 32

Aumento da temperatura de amoleci-mento (ºC)

(4) Máx. 8 10 11 11 11 12 12 12

TABELA 1 – Betumes de pavimentação. Propriedades, métodos de ensaio, tipos de betumes e correspondentes exigências de conformidade [3]

( 1 ) Ensaio feito com tolueno ou xileno em vez de tricloroetileno.( 2 ) Endurecimento por acção do calor e do ar numa película fi na de betume, determinado pelos métodos “RTFOT” ou “TFOT”.( 3 ) p.o. – penetração do betume original.( 4 ) Obtido por diferença entre a temperatura de amolecimento pelo método do anel e bola (ASTM D 36 ou prEN 1427) antes e após o endurecimento.(prEN - ) – Embora exista um projecto de Norma Europeia, aguarda-se a sua publicação como EN.


Os betumes puros tradicionais apresentam propriedades que po-dem limitar a sua utilização em certas aplicações. No entanto, a incorporação de certas substâncias – agentes modificantes – pode originar reacções de natureza química que modificam as propriedades iniciais do betume, tornando-o adequado para de-terminado aplicação. Obtém-se, assim, os betumes modificados que são classificados em três tipos principais: ligantes modifi-cados, ligantes betuminosos com aditivos e betumes especiais [1, 2].

2.2. Betumes Puros

Os betumes puros são os betumes tradicionais utilizados na pa-vimentação que resultam directamente da destilação do petróleo puro, sem serem modifi cados ou sujeitos a processo destinado a alterar qualquer propriedade de origem.

A penetração de um betume é uma propriedade importante utilizada na identifi cação e classifi cação dos betumes asfálticos puros, pois está relacionada com a consistência do betume. Esta propriedade mede-se em ensaio que consiste em fazer penetrar uma agulha nor-malizada, sujeita a carga fi xa de 100 g durante 5 segundos, num provete de betume à temperatura de 25ºC. A penetração é a medida em décimas de milímetro da profundidade penetrada pela agulha no provete. Outras propriedades são também importantes na ca-racterização dos betumes, como a temperatura de amolecimento, a viscosidade cinemática, a solubilidade em tolueno ou xileno, a tem-peratura de infl amação e a resistência ao esmagamento.

Segundo a especifi cação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) E 80-1997 [3], os betumes de pavimentação são classifi ca-dos por tipos defi nidos pelos limites inferior e superior da penetra-ção. A tabela 1 reproduz o quadro apresentado nessa especifi cação, que contém não só a classifi cação dos betumes de pavimentação na gama de penetração, mas também as propriedades, os corres-pondentes métodos de ensaio e as exigências de conformidade para cada tipo de betume.

Os betumes puros têm grande utilização no fabrico dos diversos tipos de misturas betuminosas aplicadas em obras rodoviárias.

As emulsões betuminosas são classifi cadas segundo a sua nature-za iónica, o teor em betume e a velocidade de rotura.

Quanto à natureza iónica do emulsionante, as emulsões classifi -cam-se em catiónicas e aniónicas, também designadas por ácidas e básicas, respectivamente. Uma emulsão é de natureza catiónica quando as partículas de betume fi cam carregadas positivamente. As emulsões aniónicas são aquelas em que o emulsionante confe-re carga negativa às partículas de betume.

A rotura de uma emulsão consiste na separação irreversível das fases constituintes que são o betume e a água. Consoante a velo-cidade de rotura, as emulsões, quer catiónicas quer aniónicas, são classifi cadas em emulsões de rotura rápida, média e lenta. A ve-locidade de rotura depende do tipo de emulsionante, da superfície específi ca dos agregados e da sua natureza mineralógica.

As especifi cações LNEC E 128-1984 [4] e E 354-1984 [5], relativas às emulsões betuminosas aniónicas e catiónicas, respectivamen-te, classifi cam as emulsões segundo a sua velocidade de rotura e, dentro de cada tipo, estabelecem ainda a diferenciação baseada na viscosidade da emulsão e na dureza do betume. As siglas que identifi cam o tipo de emulsão são EC para as emulsões catiónicas e EA para as emulsões aniónicas, seguidas da letra R, M ou L, con-soante a rotura seja rápida, média ou lenta. O subgrupo é atribu-ído por algarismo e letra adicionais que fi guram a seguir à sigla. As características das emulsões betuminosas especifi cadas são determinadas com base nos ensaios de determinação da viscosi-dade Saybolt-Furol, sedimentação, peneiração, desemulsibilidade, adesividade, carga eléctrica das partículas, rotura com cimento, destilação, penetração, ductilidade e solubilidade.

As emulsões betuminosas clássicas podem ser aplicadas em regas de impregnação, regas de colagem, regas anti-pó, regas de cura, revestimentos superfi ciais e misturas a frio ou a quente [4, 5].

Os betumes fl uidifi cados são classifi cados em betumes de presa lenta, de presa média e de presa rápida, consoante o grau de volati-lidade do fl uidifi cante empregado. Os betumes fl uidifi cados de pre-sa lenta são fabricados por fl uidifi cação do betume com gasóleo, ou


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directamente durante o processo de destilação por aproveitamento dos resíduos numa fase anterior à da produção do betume. Os be-tumes fl uidifi cados de presa média são obtidos por fl uidifi cação do betume com petróleo comercial. Os betumes fl uidifi cados de presa rápida resultam da fl uidifi cação do betume com gasolina.

De acordo com a especifi cação LNEC E 98-1980 [6], as siglas que identifi cam o tipo de betume fl uidifi cante são a letra C antecedida da letra S, M ou R, consoante se trata de um betume fl uidifi cante de presa lenta, média ou rápida. Dentro de cada um destes tipos, estabelece-se ainda diferenciação baseada no valor da viscosidade cinemática determinada em condições normalizadas.

Na especifi cação LNEC E 98-1980 [6] são apresentadas as caracte-rísticas de cada um dos tipos de betumes fl uidifi cados, com base nos ensaios de viscosidade (cinemática e dinâmica), ponto de infl amação (vaso aberto de Cleveland ou vaso aberto de Tag), destilação, resíduo com penetração 100, ductilidade, solubilidade e teor em água.

Utilizados em regas de impregnação de bases granulares, os betu-mes fl uidifi cados são menos utilizados hoje em dia por questões ambientais e de segurança, tendo sido praticamente substituídos pelas emulsões betuminosas.

2.3. Betumes Modifi cados

Conforme já referido anteriormente, os betumes modifi cados são classifi cados em ligantes modifi cados, ligantes betuminosos com aditivos e betumes especiais.

Os ligantes modifi cados resultam da utilização de um agente quí-mico que, introduzido no betume puro, modifi ca a sua estrutura química e/ou as suas propriedades físicas e mecânicas. Tratam-se de ligantes fabricados antes da aplicação em obra, quer em central quer em unidade móvel especial. O efeito do agente modifi cador pode, portanto, ser avaliado antes da sua aplicação na mistura be-tuminosa ou revestimento superfi cial.

Os ligantes betuminosos com aditivos são obtidos pela incorpora-ção de aditivos no próprio momento da fabricação da mistura betu-

minosa ou do revestimento superfi cial. Por oposição aos ligantes modifi cados, o efeito do aditivo no ligante betuminoso só pode ser avaliado directamente na mistura betuminosa ou no revestimento superfi cial já fabricado.

Os betumes especiais são resultantes de processo de refi namento especial do petróleo bruto, fabricados para dar resposta a aplica-ções rodoviárias muito específi cas, por vezes ainda não contem-pladas em normas ou especifi cações.

A caracterização e consequente classifi cação dos betumes modifi -cados é mais complexa e nem sempre pode ser feita pelos indicado-res tradicionais utilizados nos betumes puros convencionais. Não existe ainda normalização portuguesa relativamente aos betumes modifi cados. Segundo a Associação Portuguesa de Fabricantes de Misturas Betuminosas (APORBET), as especifi cações deste tipo de betumes baseiam-se nos ensaios de penetração, temperatura de amolecimento, ponto de fragilidade de Fraass (avaliação da sen-sibilidade do betume modifi cado a temperaturas baixas), interva-lo de plasticidade, viscosidade, estabilidade ao armazenamento e recuperação elástica (avaliação da elasticidade do betume modi-fi cado) [7]. No entanto, estão em desenvolvimento normas a nível europeu.

Os agentes químicos mais utilizados nos ligantes modifi cados são os polímeros, o látex e a borracha.

Apesar da ampla gama de polímeros procedentes da indústria pe-troquímica, nem todos são sufi cientemente compatíveis com o be-tume. Entre todos eles, podem-se distinguir duas grandes famílias passíveis de utilização: os plastómeros ou polímeros termoplásti-cos, obtendo-se neste caso um betume modifi cado com plastóme-ros; os elastómeros, obtendo-se então um betume modifi cado com elastómeros.

As propriedades do ligante modifi cado fi nal estão associadas às características do polímero utilizado, assim como às interacções e compatibilidade desenvolvidas entre o betume e o polímero. Em geral, a junção do polímero ao betume dá lugar a um aumento da viscosidade e do ponto de amolecimento e a uma diminuição do


ponto de fragilidade Fraas, em relação ao betume original. Tem-se, assim, um betume modifi cado menos susceptível à temperatura e com características de coesão melhorada.

Comparando os efeitos da utilização de plastómeros ou de elas-tómeros na modifi cação dos betumes, constata-se que o betume modifi cado por adição de plastómeros apresenta maior viscosida-de à temperatura ambiente, pelo que é um betume mais duro e com temperatura de amolecimento maior que o betume modifi cado com elastómeros. Por isso, este betume confere uma menor trabalha-bilidade nas suas aplicações. O betume modifi cado por adição de elastómeros confere melhor fl exibilidade e ductilidade às misturas onde é aplicado, quer a altas quer a baixas temperaturas.

O betume modifi cado com borracha – BMB – resulta da adição de granulado de borracha, proveniente da reciclagem de pneus usa-dos, ao betume tradicional aquecido. A produção faz-se em reacto-res especiais junto das centrais betuminosas, onde se dá a interac-ção física de difusão entre o solvente orgânico do betume asfáltico e o granulado de borracha, a qual leva a uma dilatação polimérica. Para além do betume e da borracha, o BMB é composto ainda por óleos aromáticos em reduzida percentagem ponderal. A adição de óleos aromáticos e/ou naftalínicos tem como objectivo compensar a absorção, por parte da borracha, das fracções mais leves do be-tume asfáltico, permitindo um amolecimento do BMB e diminuição da sua rigidez a baixas temperaturas.

Os aditivos utilizados nos ligantes betuminosos podem também ser de diversos tipos e naturezas. Os principais aditivos são os polímeros adicionados em central de produção, os materiais plás-ticos reciclados, o granulado de borracha, as fi bras e os betumes e asfaltos naturais [2].

Ao betume podem ser adicionadas fi bras orgânicas naturais ou fi bras fabricadas. As fi bras fabricadas podem ser sintéticas (de poliéster, de polietileno, de polipropileno e acrílicas) ou minerais e metálicas (vidro, mineral e aço). Em geral, os betumes reforçados com fi bras têm maior adesividade e fl exibilidade, o que lhes confe-re maior resistência ao envelhecimento.

Os betumes especiais mais utilizados na pavimentação rodoviária são os betumes duros, caracterizados por penetração inferior a 25 décimos de milímetro, os betumes e ligantes pigmentados, e as emulsões especiais.

De um modo geral, os betumes modifi cados são utilizados no fabri-co de misturas betuminosas aplicadas em obras quer de constru-ção quer de manutenção, que não são possíveis de cumprir com os betumes tradicionais. É o caso da utilização de betumes modifi -cados e de emulsões betuminosas modifi cadas em revestimentos superfi ciais, microaglomerados betuminosos a frio, misturas betu-minosas de alto módulo, argamassas betuminosas, betões betu-minosos drenantes e microbetões e betões betuminosos rugosos.

3. MISTURAS BETUMINOSAS

3.1. Estrutura

As misturas betuminosas são materiais constituídos por agrega-do, betume e ar que preenche os vazios (Figura 3). As principais misturas betuminosas aplicadas tradicionalmente nas camadas dos pavimentos são fabricadas a quente, ou seja, a mistura do agregado com o betume é feita em centrais betuminosas onde os componentes são aquecidos para ser possível a mistura e aderên-cia dos materiais e, posteriormente, a aplicação em obra. Existem, ainda, as misturas betuminosas a frio para as quais não é neces-sário aquecer previamente os materiais, pois a mistura pode ser colocada à temperatura ambiente devido à utilização de emulsões betuminosas.

As propriedades das misturas betuminosas são condicionadas, na-turalmente, pela qualidade e quantidade dos seus componentes. No entanto, as condições de fabrico, transporte, aplicação e compacta-ção em obra são também factores muito importantes, com infl uên-cia na qualidade fi nal da mistura betuminosa e no comportamento em serviço, quando solicitada ao longo do tempo pelo tráfego.

Os agregados são os materiais que entram em maior proporção na composição das misturas betuminosas, em termos quer volumé-tricos quer ponderais. Os agregados mais utilizados são naturais,


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provenientes da britagem de blocos de rocha explorados em pe-dreiras ou seixeiras. Embora com menor expressão na construção, também podem ser utilizados agregados não tradicionais de pro-veniência industrial nas misturas betuminosas, como por exemplo as escórias.

A qualidade do agregado é importante nas propriedades da mistura betuminosa. As rochas podem ter diversas proveniências geoló-gicas, mas devem dar origem sempre a agregados limpos, duros, pouco alteráveis sob a acção do clima, com adequada adesividade ao betume, de qualidade uniforme e isentos de materiais decom-postos, de matéria orgânica ou outras substâncias prejudiciais. Os agregados aplicados numa mesma obra devem ser homogéneos relativamente às suas propriedades.

Os cadernos de encargos fi xam as características dos agregados ao nível da sua composição granulométrica através da defi nição do fuso granulométrico, resistência ao desgaste, quantidade e qualidade de elementos fi nos, e absorção de água. Embora a re-

sistência do agregado e, consequentemente, da mistura betumino-sa dependa directamente da natureza da rocha, a forma das par-tículas também pode ser condicionante. Esta infl uência pode ser controlada através da caracterização do agregado relativamente à forma e dimensões das suas partículas.

A granulometria dos agregados presente na mistura betuminosa resulta da composição de uma ou mais fracções granulométricas. A cada uma destas fracções é atribuído o conceito de dimensão nominal – d/D – defi nido em milímetro pelo peneiro de maior di-mensão (D) onde fi ca retido até 10% do material e pelo peneiro de menor dimensão (d) onde passa até 10% do material, devendo a soma destas duas percentagens ser inferior a 15%. As dimensões nominais utilizadas na prática estão normalmente associadas aos sistemas de classifi cação dos crivos das instalações de britagem.

Para além dos principais componentes – agregados e betume – ou-tros materiais entram normalmente na composição das misturas betuminosas: aditivos especiais e fi ler comercial. Embora estes componentes sejam em pequenas quantidades, a sua presença é importante no desempenho da mistura betuminosa.

Os aditivos especiais são substâncias incorporadas para melhorar as propriedades das misturas betuminosas, como por exemplo a adesividade do betume ao agregado, o tempo de rotura da emulsão betuminosa ou a trabalhabilidade.

O fi ler é um material adicionado com a fi nalidade de aumentar a fracção fi na da mistura que não é proporcionada pelo agregado. O pó de calcário, cimentos, cal hidráulica apagada e cinzas volantes são exemplos de fi ler correntemente utilizados. Estes produtos de-verão obedecer a requisitos de limpeza, humidade, granulometria e homogeneidade, defi nidos nos cadernos de encargos.

3.2. Propriedades

As propriedades das misturas betuminosas devem satisfazer requisitos de natureza estrutural e funcional, defi nidos nos cadernos de encargos consoante as aplicações do material nos pavimentos. Do ponto de vista estrutural, os principais requisitos a satisfazer são a trabalhabilidade

Figura 3 – Estrutura de uma mistura betuminosa


(durante a construção), impermeabilidade, durabilidade, resistência e fl exibilidade. Para misturas betuminosas aplicadas em camada de des-gaste, devem ser exigidos também requisitos de natureza funcional, como por exemplo aderência, ruído e regularidade. A Figura 4 permite comparar o aspecto da superfície do pavimento dado por duas cama-das de desgaste em misturas betuminosas de características distintas do ponto de vista da sua funcionalidade: à esquerda, tem-se um betão betuminoso rugoso concebido com betumes modifi cados com polí-meros; à direita, apresenta-se um betão betuminoso tradicional com betume puro.

A proporção e as propriedades dos vários componentes e a forma como interagem, quer do ponto de vista físico-químico quer mecâ-nico, infl uenciam as propriedades das misturas betuminosas. De um modo geral, as principais variáveis com infl uência nas proprie-dades das misturas são a granulometria, tipo e textura do agre-gado, tipo e dosagem de betume, adesividade entre o betume e o agregado, grau de compactação. A defi nição das propriedades de cada componente e a dosagem de cada um deles é, portanto, um importante objectivo a conhecer previamente.

Tal como o betume, também as misturas betuminosas apresentam um comportamento reológico caracterizado essencialmente pela sua viscosidade, na qual a temperatura e o tempo de carga têm

infl uência preponderante. Os resultados do ensaio de compressão diametral representados na Figura 5, para uma mistura betumino-sa, mostram a infl uência típica da temperatura na rigidez da mistu-ra, expressa em termos do módulo de rigidez.

A porosidade é a percentagem de volume total da mistura não ocu-pado pelo agregado revestido de betume, com alguns dos seus po-ros preenchidos eventualmente por este ligante. Trata-se de uma das propriedades intrínsecas das misturas com muita importância no desempenho estrutural e funcional das misturas nas camadas do pavimento. Esta propriedade é infl uenciada essencialmente pela granulometria e tipo de agregado, pela dosagem e tipo de betume, e pela energia e temperatura de compactação. Tradicionalmente, a composição das misturas betuminosas é defi nida, para além de outros critérios, de forma a garantir a menor porosidade possível, mas não inferior a determinado valor mínimo que garanta a dura-bilidade das misturas quando em serviço. A utilização de betumes modifi cados e de outros aditivos permite conceber misturas betu-minosas não tradicionais caracterizadas por porosidade elevada, sem que a sua estabilidade às deformações e resistência às car-gas sejam comprometidas. Consoante a sua porosidade, assim as misturas betuminosas podem ser classifi cadas em misturas den-sas, semidensas e abertas.

Figura 4 – Camadas de desgaste com características de superfície distintas Figura 5 – Infl uência da temperatura na rigidez de uma mistura betuminosa


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As propriedades iniciais das misturas betuminosas evoluem ao longo do tempo. O endurecimento do betume é um dos fenómenos que se refl ecte na alteração das propriedades das misturas betuminosas, com mais signifi cado durante a mistura do betume com o agregado e durante a compactação (na fase de construção) do que em serviço (após a construção). Nas fases de mistura e compactação, o endu-recimento depende essencialmente da temperatura. Posteriormente, quando o pavimento está em serviço, o endurecimento do betume apresenta maior complexidade pela multiplicidade de factores inter-venientes, como por exemplo a porosidade da mistura, a posição da camada na estrutura do pavimento e as condições climáticas. As alterações sofridas pelo betume são atenuadas quando as misturas são densas e/ou quando estão localizadas em camadas inferiores do pavimento, pois estão protegidas da agressividade das condições climáticas.

Em termos genéricos e consoante a aplicação, as principais pro-priedades a exigir às misturas betuminosas, segundo os cadernos de encargos [7], são relativas a parâmetros físicos, como por exemplo a composição volumétrica da qual a porosidade é uma característica fundamental, e a parâmetros de resistência e de-formabilidade. Por sua vez, a mistura de agregados que compõe a mistura deve ter uma composição granulométrica dentro de limi-tes especifi cados, com características de resistência ao desgaste, qualidade de fi nos, absorção de água e forma das partículas con-troladas por valores especifi cados.

O estudo da composição das misturas betuminosas mais correntes tem-se baseado tradicionalmente no ensaio Marshall. Trata-se de um ensaio laboratorial que fornece indicações sobre a resistência à deformação plástica de provetes cilíndricos da mistura betumino-sas, quer fabricados de acordo com o mesmo método quer obtidos por carotagem de pavimentos ou preparados por outros métodos. Este ensaio consiste, genericamente em submeter provetes, previa-mente aquecidos em condições especifi cadas, à compressão lateral numa prensa por meio de um estabilómetro até atingirem a rotura (Figura 6). Desde a norma NP 142 (1968), que estabeleceu inicial-mente este ensaio em Portugal, que o método de ensaio tem vindo a ser actualizado por sucessivas revisões quer nacionais quer in-ternacionais, nomeadamente a nível da normalização europeia. Os

cadernos de encargos têm-se baseado predominantemente neste método de ensaio.

As limitações que têm vindo a ser reconhecidas ao estudo Mar-shall, nomeadamente na aplicação a misturas betuminosas ditas não tradicionais, têm permitido o desenvolvimento de outras me-todologias de abordagem à formulação destes materiais, basea-das em ensaios de avaliação do desempenho que reproduzam de forma mais realista as solicitações do tráfego e os processos construtivos. Estes ensaios, realizados quer em laboratório quer em obra, permitem uma caracterização racional do comportamen-to mecânico das misturas betuminosas sujeitas à fadiga e às de-formações permanentes. Como exemplo, refere-se o equipamento desenvolvido na Universidade de Nottingham (NAT) que permite a realização em laboratório de ensaios de caracterização do com-portamento de materiais à fadiga e deformações permanentes (Figura 7).

4. PRODUTOS E APLICAÇÕES

A combinação dos vários componentes das misturas betuminosas, implicando por vezes processos construtivos distintos, resulta em diferentes tipos de produtos com a possibilidade de satisfazer, hoje em dia, múltiplas aplicações na construção e manutenção dos pa-vimentos.

4.1. Regas Betuminosas

A utilização simples do ligante betuminoso, sem a conjugação do agregado, dá origem a produtos que podem ser aplicados com di-ferentes fi nalidades, designados genericamente por regas betumi-nosas, como por exemplo rega anti-pó, rega de aderência, rega de impregnação e rega de cura.

Nas regas betuminosas são utilizadas, em geral, emulsões betu-minosas. No caso das regas de aderência, é corrente actualmente a utilização de emulsões betuminosas modifi cadas. Nas regas de impregnação podem ser utilizados betumes fl uidifi cados. As super-fícies de aplicação das regas devem ser regulares e estar livres de material solto, sujidades, detritos e poeiras.


4.1.1. Rega Anti-pó

Solução simples e económica utilizada normalmente em pequenas vias de comunicação com a superfície não tratada, a fi m de proteger o pavimento das condições climáticas, principalmente da água, e de eliminar o levantamento de pó à passagem dos veículos.

4.1.2. Rega de Aderência

Também designada por rega de colagem, consiste na aplicação de uma película de ligante betuminoso sobre a superfície de uma camada de material betuminoso, com o objectivo de conferir ade-

rência à aplicação de uma nova camada de material betuminoso. O ligante é aplicado sobre o pavimento antes do espalhamento da camada betuminosa seguinte.

4.1.3. Rega de Impregnação

Consiste na rega superfi cial do ligante betuminoso, sufi cientemente líquido, sobre a camada de base em material granular de granulome-tria extensa compactado. Este tratamento favorece a adesão entre a base e a camada superior, e aglutina e impermeabiliza a parte supe-rior da camada.

4.1.4. Rega de Cura

Consiste na aplicação de um ligante betuminoso sobre uma base tratada com ligante hidráulico, por exemplo solo-cimento. Tem como objectivo impedir ou retardar a evacuação de água da mis-tura, o que favorece o desenvolvimento dos mecanismos de cura e endurecimento e evita o aparecimento de fi ssuras.

4.2. Revestimentos Superfi ciais

Os revestimentos superficiais são camadas de desgaste de re-duzida espessura e consistem na sobreposição alternada de ca-madas de ligante betuminoso e de agregado. Este tipo de reves-timentos proporciona camadas com características funcionais adequadas à circulação dos veículos, mas não tem nenhuma contribuição estrutural para o pavimento. O desempenho funcio-nal depende essencialmente do número de camadas, do tipo e dosagem de ligante e da dimensão e dosagem de agregado. Con-soante as diferentes combinações das camadas de agregado e de ligante betuminoso, assim se obtêm diferentes tipos de re-vestimentos betuminosos superficiais, como por exemplo, entre os mais correntes, os revestimentos simples e múltiplos (duplos ou triplos).

Como ligante betuminoso pode ser utilizado betume puro ou mesmo betume modificado, eventualmente na forma de emul-são betuminosa. De facto, a utilização de emulsões betumino-sas modificadas permite ter uma boa coesão com o agregado,

Figura 6 – Ensaio Marshall


041

o que aumenta a resistência ao tráfego. As características do agregado também são importantes e a sua escolha depende es-sencialmente das características do tráfego e das característi-cas superficiais que se pretendem para o pavimento. A mistura de agregados pode ser obtida a partir das fracções 4/6 (reves-timentos simples), 6/10 e 2/4 (revestimentos duplos). Outras fracções podem ser consideradas nas soluções de revestimen-tos superficiais consoante a intensidade do tráfego e o tipo de suporte [8].

Os revestimentos superfi ciais são económicos e apresentam boa rugosidade e boa impermeabilização. No entanto, a elevada ru-gosidade conduz a maior ruído, desgaste dos pneus e consumo de combustível na circulação dos veículos. De um modo geral, os revestimentos múltiplos e com agregados de maiores dimensões apresentam períodos de vida mais longos.

Os revestimentos superfi ciais são soluções de pavimentação adequadas para camadas de desgaste de pavimentos novos com níveis de tráfego baixo a médio, ou na reabilitação das caracterís-ticas de impermeabilização e de rugosidade de pavimentos antigos mas com razoáveis características estruturais.

4.3. Misturas Betuminosas

4.3.1. Macadame Betuminoso

O macadame betuminoso é uma mistura betuminosa fabricada a quente, de uso muito generalizado em camadas de base de pavi-mentos de tráfego médio a elevado, no âmbito quer da construção de pavimentos novos quer da reabilitação das características es-truturais de pavimentos antigos. É uma mistura que pode ser utili-zada também em camadas de regularização.

A mistura de agregados pode ser obtida a partir de diversas frac-ções, sendo correntes as fracções 0/40, 4/10 e 10/20 (Fuso A), e 0/4, 4/20 e 20/40 ou 0/6, 6/20 e 20/40 (Fuso B). São utilizados be-tumes puros, nomeadamente os betumes do tipo 35/50 ou 50/70 (Tabela 1) [7].

4.3.2. Mistura Betuminosa Densa

A mistura betuminosa densa é uma mistura betuminosa fabricada a quente, de uso muito generalizado em camadas de regularização, contribuindo para a capacidade de carga do pavimento.

A mistura de agregados pode ser obtida a partir das fracções 0/40, 4/10 e 10/20. Nestas misturas são também utilizados betumes puros, no-meadamente os betumes do tipo 35/50 ou 50/70 (Tabela 1) [7].

4.3.3. Betão Betuminoso

O betão betuminoso é uma mistura betuminosa de porosidade bai-xa, fabricada a quente, de grande aplicação em camadas de des-gaste de pavimentos e com contributo estrutural importante.

A mistura de agregados deve ser obtida a partir das fracções 0/4, 4/10, 10/14, com 100% de material britado. Podem ser utilizados be-tumes puros de acordo com os tipos apresentados na Tabela 1 [7]. Contudo, a necessidade de aumentar a durabilidade das misturas betuminosas, face à acção agressiva do tráfego e das condições atmosféricas, determinou o desenvolvimento de novos materiais recorrendo quase sempre a ligantes modifi cados. Entre estes ma-teriais, fi guram as misturas betuminosas drenantes, as misturas betuminosas rugosas e os microaglomerados betuminosos a frio.

4.3.4. Betão Betuminoso Drenante

O betão betuminoso drenante é uma mistura betuminosa fabri-cada a quente caracterizada essencialmente pela sua elevada porosidade, quando comparada com as misturas betuminosas tradicionais, que permite à água circular entre os vazios comuni-cantes. Os processos de fabrico e colocação em obra são idênticos aos das misturas betuminosas tradicionais. As camadas destes materiais apresentam reduzida espessura e reduzida capacidade estrutural.

A mistura de agregados deve ser obtida a partir das fracções 0/10 ou 0/14, com descontinuidade na fracção 2/6 ou na fracção 2/10. São utilizados betumes modifi cados com polímeros adequados,


em geral elastómeros, de forma a conferir à mistura menor sus-ceptibilidade térmica e maior fl exibilidade, entre outras proprie-dades [7].

Estas misturas betuminosas são utilizadas na construção e manu-tenção de camadas de desgaste de pavimentos em que se exijam qualidades de segurança e conforto conferidas pela aderência, di-minuição de projecção de água e baixo nível de ruído que propor-ciona ao tráfego, mesmo a elevadas velocidade. Devem ser tidas

em conta certas disposições construtivas, nomeadamente com objectivos de drenagem em zonas de transição com outras mistu-ras betuminosas ou outros materiais de diferente natureza. A ca-mada subjacente que serve de suporte deve ter a superfície regular e desempenada e, ainda, boa capacidade resistente. A aplicação do betão betuminoso drenante não é aconselhável em zonas de fácil colmatação dos vazios, em zonas de esforços tangenciais eleva-dos e em locais do traçado de grandes inclinações [8].

4.3.5. Microbetão ou Betão Betuminoso Rugoso

Em geral, uma mistura betuminosa rugosa é uma mistura betu-minosa fabricada a quente, constituída por um ligante modifi cado. O microbetão distingue-se do betão betuminoso rugoso por ser aplicado em camadas de desgaste delgadas com espessuras com-preendidas entre 2,5 e 3,5 cm, devido à presença de agregados de menores dimensões.

A mistura de agregados deve ser obtida a partir das fracções 0/2, 6/10 e 10/14, no caso de betão betuminoso rugoso, e 0/2 e 6/10, para microbetão betuminoso rugoso. São utilizados betumes mo-difi cados com polímeros adequados, em geral elastómeros, de forma a conferir à mistura menor susceptibilidade térmica e maior fl exibilidade, entre outras propriedades [7].

O microbetão ou betão betuminoso rugoso têm aplicação na ma-nutenção de camadas de desgaste de pavimentos sujeitos a tráfe-go elevado e com grandes velocidades. A superfície das camadas deste produto apresenta, regra geral, muito boas características de regularidade e aderência, o que confere a este tipo de pavimen-tos excelentes qualidades de conforto e segurança para a circu-lação dos veículos. No entanto, estas camadas podem apresentar defi cientes características de impermeabilização, pelo que pode ser recomendável a sobredosagem da rega de colagem.

4.3.6. Mistura Betuminosa de Alto Módulo

As misturas betuminosas de alto módulo são misturas fabricadas a quente caracterizadas por terem excelentes qualidades mecâni-cas, nomeadamente módulo de rigidez e resistência à fadiga e às

Figura 7 – Ensaio NAT


043

deformações permanentes superiores às misturas betuminosas tradicionais.

A mistura de agregados é obtida a partir das fracções 0/4, 4/10 e 10/20 (camada de base) ou 0/4, 4/10 e 10/14 (camadas de regu-larização e de desgaste). As propriedades destas misturas são de-vidas principalmente ao facto de serem constituídas por betumes especiais bastante mais duros que os tradicionais, em geral, do tipo 10/20 (consultar a Tabela 1) [7].

A mistura betuminosa de alto módulo tem sido utilizada na cons-trução e manutenção de camadas de pavimentos que se pretende que tenham capacidade de carga elevada, normalmente sujeitos a tráfego bastante elevado e pesado, e susceptibilidade térmica sig-nifi cativamente baixa.

4.3.7. Microaglomerado Betuminoso

Os microaglomerados betuminosos são materiais especiais fabri-cadas a quente ou a frio, que constituem uma técnica de tratamen-to superfi cial com o principal objectivo de conferir características essencialmente funcionais às camadas de desgaste. As camadas são de reduzida espessura: cerca de 1,5 a 3,0 cm, em misturas fa-bricadas a quente; cerca de 1,0 cm, em misturas fabricadas a frio.

A mistura de agregados é obtida a partir das fracções 0/4, no caso de aplicações simples, e 0/4 e 4/8, para aplicações duplas. São uti-lizados ligantes modifi cados com polímeros, em geral elastómeros [7].

Este tipo de material é recomendado na conservação e reabilitação de camadas de desgaste de pavimentos, nomeadamente de vias urbanas, com tráfego predominante de veículos ligeiros e de baixa velocidade, em que haja necessidade de renovar as características superfi ciais das camadas de desgaste antigas (textura, imperme-abilização, deformações), difi culdades de elevar as cotas do pavi-mento e problemas na obtenção de agregados de boa qualidade. As principais vantagens da utilização dos microaglomerados betumi-nosos em pavimentos são os elevados rendimentos de execução, a eliminação dos riscos de desprendimento de gravilhas, a homo-

geneidade na distribuição do ligante, a maior impermeabilidade em virtude da sua elevada compacidade, a boa aderência às camadas de suporte, o maior conforto e segurança, o baixo nível de ruído e os menores custos. Esta técnica é uma boa alternativa aos reves-timentos superfi ciais tradicionais.

4.3.8. Lama Betuminosa

A lama betuminosa consiste num tratamento superfi cial seme-lhante ao microaglomerado betuminoso fabricado a frio mas cons-tituída por agregado de menores dimensões, originando camadas muito delgadas.

A mistura de agregados é obtida a partir das fracções 0/4 e/ou 0/6, consoante se trate de tratamentos simples ou duplos.

Na sua composição são utilizadas emulsões betuminosas, puras ou modifi cadas, especialmente formuladas tendo em conta os agregados a utilizar [7].

Trata-se de uma técnica indicada na conservação e reabilitação de camadas de desgaste de pavimentos, nomeadamente no tratamen-to prévio de pavimentos fendilhados. Embora actualmente pouco utilizada face a outras opções, trata-se de uma técnica com bom rendimento de execução. As camadas apresentam macrotextura e microtextura muito lisa, o que diminui muito a aderência em situ-ações de piso molhado, para velocidades de tráfego médias a ele-vadas.

4.3.9. Argamassa Betuminosa

A argamassa betuminosa é uma mistura betuminosa fabricada a quente, recomendada na reabilitação das características super-fi ciais de camadas de desgaste. A mistura de agregados é obtida a partir da fracção 0/4 ou, em alternativa, da fracção 0/6. Podem ser utilizados betumes puros ou modifi cados [7]. No caso de serem utilizados betumes modifi cados, a elevada deformabilidade destas misturas torna-as também especialmente indicadas para a cons-trução de camadas de interface para retardar a propagação de fen-das para as novas camadas.


4.3.10. Mistura Betuminosa Aberta a Frio

A mistura betuminosa aberta a frio consiste num material fabri-cado a frio, possível de ser aplicada em camada delgadas, com espessura inferior a 4 cm, ou em camadas com espessura supe-rior a 6 cm.

A mistura de agregados é obtida a partir das fracções 2/4 e 4/10 (camadas com espessura inferior a 4 cm), ou 2/4, 4/10 e 10/14 (camadas com espessura entre 4 e 6 cm) ou 2/4, 4/10 e 10/20 (espessura superior a 6 cm). O ligante utilizado é, na maioria das aplicações, uma emulsão betuminosa de rotura média, quer do tipo catiónico quer do tipo aniónico [7]. Esta última emulsão é re-comendada em misturas com agregados calcários.

Trata-se de uma mistura betuminosa muito utilizada em traba-lhos de conservação corrente, nomeadamente preenchimento de covas.

4.3.11. Agregado Britado de Granulometria Extensa Tratado

com Emulsão de Betume

O agregado britado de granulometria extensa tratado com emulsão de betume consiste numa mistura betuminosa fabricada a frio.

A mistura de agregados é obtida a partir das fracções 0/4, 4/10 e 10/20, ou em alternativa 0/6, 6/10 e 10/20. O ligante utilizado é, na maioria das aplicações, uma emulsão betuminosa de rotura lenta, quer do tipo catiónico quer do tipo aniónico [7].

Utilizado na conservação e reabilitação de camadas de desgaste, regularização e de base de pavimentos, este tipo de mistura não é recomendável em aplicações de grande espessura e a tempera-turas baixas.

Na Tabela 2 apresenta-se as características dos agregados e mistura de agregados das misturas betuminosas descritas an-teriormente. A Tabela 3 contém as características das mesmas misturas betuminosas, utilizando o Método Marshall.

Características

Métodos de ensaio

Macadame betuminoso

Mistura betuminosa

densa

Betão betuminoso

Betão betuminoso

drenante

Microbetãoou betão

betuminoso rugoso

Mistura betuminosa de

alto módulo

Microaglomerado betuminoso

Lama betuminosa

Argamassa betuminosa

Agregado britado de granulometria extensa tratado

com emulsão de betume

Mistura betuminosa aberta a frio

Perda por desgaste na máquina de Los Angeles, máxima (Granulometria B)

(%)

LNEC E 237 40 (a)(b) 35 (b)35 (b)(2)

20 (c)20 (c)(4) 20 (c)(4)

40 (a)(9)35 (b)

20 (c)(7)20 (c)(7) 20 (c)(7)

35 (b)20 (c)(7)

40 (a)(9)40 (b)(9)

35 (a)(b)

Equivalente de areia, mínimo (%)

LNEC E 199 50 (a)(b) 50 (b)(1)50 (b)(1)(2)

60 (c)(1)60 (c)(1) 60 (c)

50 (a)(b)60 (c)(1)

60 (c)(1)40 (c)(8)

60 (c)(1)40 (c)(8)

50 (b)50 (c) (1)

40 (a)(b) 40 (a)(b)

Absorção de água para cada uma das fracções

granulométricas componentes, máxima (%)

NP 581NP 954

3 (a)(b) 3 (b)2 (b)(2)

2 (c)2 (c) 2 (c) 3 (a)(b) - - 2 (c) 3 (a)(b) 3 (a)(b)

Índices de lamelação e alongamento, máximos

(%)

BS 812Part 105

30 (a)(b) 30 (b)30 (b)(2)

25 (c)15 (c)

15 (c)25 (c) (6)

30 (a)(b)25 (c)

- -30 (b)25 (c)

- -

Valor de azul de metileno (material de dimensão

inferior a 75 mm), máximoNF P 18-592 0,8 (a)(b) 0,8 (b)

0,8 (b)(2)0,8 (c)

0,8 (c) 0,8 (c) 0,8 (a)(b)(c) 0,8 (c) 0,8 (c) 0,8 (b)(c) - -

Coefi ciente de polimento acelerado, mínimo

BS 12Part 3

- - 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) - -

Percentagem de material britado (%)

- - - 100 (c) 100 (c) 100 (c) - 100 (c) 100 (c) - - -

Percentagem de fi ler comercial, mínima (%)

- - - - 2 (c)(3) 3 (c)(5) - - - - -

TABELA 2 – Características dos agregados e mistura de agregados das misturas betuminosas [7]

(a) Em camada de base(b) Em camada de regularização(c) Em camada de desgaste

(1) sem adição de fi ler.(2) betão betuminoso subjacente a camadas de desgaste drenante ou delgada.(3) caso se utilize como fi ler a cal hidráulica, limite reduzido para 1%. (4) 26% em granitos.(5) caso se utilize como fi ler a cal hidráulica, limite reduzido para 2%.(6) caso de betão betuminoso rugoso.(7) 30% em granitos.(8) com adição de fi ler.(9) granulometria A.


045

4.4. Produtos e Aplicações Especiais

A vasta diversidade de betumes e misturas betuminosas disponí-veis no mercado, proporcionada sobretudo pela utilização generali-zada de betumes modifi cados, torna difícil a sua sistematização.

No âmbito das características superfi ciais dos pavimentos, são múltiplas as opções de escolha para trabalhos de pavimentação, quer em trabalhos novos quer em trabalhos de conservação, reabi-litação e reciclagem de pavimentos degradados.

Relativamente à retardação da propagação de fendas em pavimen-tos, existem também técnicas associadas a materiais betumino-sos. É o caso de argamassas betuminosas aplicadas em camadas delgadas, constituídas por mistura betuminosa com agregados de pequenas dimensões e ligantes puros de penetrações elevadas ou com betumes modifi cados com elastómeros [7].

No caso de pavimentações de superfícies com trânsito ligeiro, como por exemplo garagens, ciclovias, passeios de peões, pistas

Características

Métodos de ensaio

Macadame betuminoso

Mistura betuminosa

densa

Betão betuminoso

Betão betuminoso

drenante

Microbetãoou betão

betuminoso rugoso

Mistura betuminosa de

alto módulo

Microaglomerado betuminoso

Lama betuminosa


Agregado britado de granulometria extensa tratado

com emulsão de betume


Perda por desgaste na máquina de Los Angeles, máxima (Granulometria B)

(%)

LNEC E 237 40 (a)(b) 35 (b)35 (b)(2)

20 (c)20 (c)(4) 20 (c)(4)

40 (a)(9)35 (b)

20 (c)(7)20 (c)(7) 20 (c)(7)

35 (b)20 (c)(7)

40 (a)(9)40 (b)(9)

35 (a)(b)

Equivalente de areia, mínimo (%)

LNEC E 199 50 (a)(b) 50 (b)(1)50 (b)(1)(2)

60 (c)(1)60 (c)(1) 60 (c)

50 (a)(b)60 (c)(1)

60 (c)(1)40 (c)(8)

60 (c)(1)40 (c)(8)

50 (b)50 (c) (1)

40 (a)(b) 40 (a)(b)

Absorção de água para cada uma das fracções

granulométricas componentes, máxima (%)

NP 581NP 954

3 (a)(b) 3 (b)2 (b)(2)

2 (c)2 (c) 2 (c) 3 (a)(b) - - 2 (c) 3 (a)(b) 3 (a)(b)

Índices de lamelação e alongamento, máximos

(%)

BS 812Part 105

30 (a)(b) 30 (b)30 (b)(2)

25 (c)15 (c)

15 (c)25 (c) (6)

30 (a)(b)25 (c)

- -30 (b)25 (c)

- -

Valor de azul de metileno (material de dimensão

inferior a 75 mm), máximoNF P 18-592 0,8 (a)(b) 0,8 (b)

0,8 (b)(2)0,8 (c)

0,8 (c) 0,8 (c) 0,8 (a)(b)(c) 0,8 (c) 0,8 (c) 0,8 (b)(c) - -

Coefi ciente de polimento acelerado, mínimo

BS 12Part 3

- - 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) 0,50 (c) - -

Percentagem de material britado (%)

- - - 100 (c) 100 (c) 100 (c) - 100 (c) 100 (c) - - -

Percentagem de fi ler comercial, mínima (%)

- - - - 2 (c)(3) 3 (c)(5) - - - - -

TABELA 2 – Características dos agregados e mistura de agregados das misturas betuminosas [7]


(1) sem adição de fi ler.(2) betão betuminoso subjacente a camadas de desgaste drenante ou delgada.(3) caso se utilize como fi ler a cal hidráulica, limite reduzido para 1%. (4) 26% em granitos.(5) caso se utilize como fi ler a cal hidráulica, limite reduzido para 2%.(6) caso de betão betuminoso rugoso.(7) 30% em granitos.(8) com adição de fi ler.(9) granulometria A.


desportivas, áreas recreativas e naves industriais, dispõe-se de soluções à base de emulsões betuminosas, lamas asfálticas e ar-gamassas asfálticas especialmente destinadas à pavimentação de superfícies exteriores e interiores, em que algumas permitem obter acabamentos coloridos.

5. CONSERVAÇÃO, REABILITAÇÃO E RECICLAGEM

Ao longo do tempo, as solicitações do tráfego e as condições climá-ticas conduzem à degradação das características dos materiais be-tuminosos. As manifestações de degradação mais importantes são o fendilhamento, as deformações e as desagregações. No caso das misturas betuminosas, os principais mecanismos de ruína são:

- fendilhamento provocado pela passagem repetida dos veículos, associado ao fenómeno de fadiga;

- fendilhamento devido a variações térmicas;- fendilhamento resultante da propagação de fendas de camadas

inferiores;- deformações permanentes resultantes da aplicação repetida de car-

gas devidas ao tráfego, designadas correntemente por rodeiras;- desagregações devidas a várias causas, entre as quais o enve-

lhecimento do betume.

A Figura 8 mostra o fendilhamento duma camada de desgaste do tipo “pele de crocodilo”. Este tipo de fendilhamento, que resul-

TABELA 3 – Características das misturas betuminosas utilizando o Método Marshall [7]


(1) fuso A.(2) betão betuminoso subjacente a camadas de desgaste drenante ou delgada.(3) caso de betão betuminoso rugoso.

CaracterísticasMacadame

betuminosoMistura betuminosa

densaBetão betuminoso

Betão betuminoso drenante

Microbetão ou betão betuminoso rugoso

Mistura betuminosa de alto módulo


Agregado britado de granu-lometria extensa tratado com

emulsão de betume


Resistência conservada, mínima

(%)

70(a)75(b)

75 (b)75 (b)(2)

75 (c)80 (c)

80 (c)80 (c)(3)

70 (a) 75 (b)80 (c)

75 (c) 60 (a)(b) -

Percentagem de betume, mínima

(%)- - - 4 (c)

5 (c)5 (c)(3)

5,3 (a)(b)(c) - 3 (a)(b) 3,5 (a)(b)

Número de pancadas em cada extremo

75 (a)(1)75 (b)

75 (b)75 (b)(2)

75 (c)50 (c)

50 (c)75 (c)(3)

75 (a)(b)(c) 50 (b)(c) - -

Força de rotura (N)8000 a 15000 (a)(1)

8000 a 15000 (b)8000 a 15000 (b)

8000 a 15000 (b)(2)8000 a 15000 (c)

- ≥ 8000 (c)(3) ≥ 16000 (a)(b)(c) ≥ 6000 (b) (c) ≥ 5000 (a)(b) -

Deformação, máxima (mm)

4 (a)(1)4 (b)

4 (b)4 (b)(2)

4 (c)- 4 (c)(3) 4 (a)(b)(c) 5 (b)(c) - -

VMA, mínimo(%)

13 (a)(1)13 (b)

13 (b)14 (b)(2)

14 (c)- 14 (c)(3)

13 (a)14 (b)(c)

15 (b)(c) - -

Porosidade(%)

4 a 6 (a)(1)4 a 6 (b)

3 a 6 (b)3 a 6 (b)(2)

4 a 6 (c)22 a 30 (c)

3 a 6 (c)3 a 5 (c)(3)

2 a 6 (a)(b)(c)3 a 6 (b)5 a 7 (c)

- -

Relação ponderal fi ler/betume

1,1 a 1,5 (a)(1)1,1 a 1,5 (b)

1,1 a 1,5 (b)1,1 a 1,5 (b)(2)

1,1 a 1,5 (c)- - 1,3 a 1,5 (a)(b)(c) - - -

Figura 8 – Fendilhamento tipo “pele de crocodilo”


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TABELA 3 – Características das misturas betuminosas utilizando o Método Marshall [7]


(1) fuso A.(2) betão betuminoso subjacente a camadas de desgaste drenante ou delgada.(3) caso de betão betuminoso rugoso.

CaracterísticasMacadame

betuminosoMistura betuminosa

densaBetão betuminoso

Betão betuminoso drenante

Microbetão ou betão betuminoso rugoso

Mistura betuminosa de alto módulo


Agregado britado de granu-lometria extensa tratado com

emulsão de betume


Resistência conservada, mínima

(%)

70(a)75(b)

75 (b)75 (b)(2)

75 (c)80 (c)

80 (c)80 (c)(3)

70 (a) 75 (b)80 (c)

75 (c) 60 (a)(b) -

Percentagem de betume, mínima

(%)- - - 4 (c)

5 (c)5 (c)(3)

5,3 (a)(b)(c) - 3 (a)(b) 3,5 (a)(b)

Número de pancadas em cada extremo

75 (a)(1)75 (b)

75 (b)75 (b)(2)

75 (c)50 (c)

50 (c)75 (c)(3)

75 (a)(b)(c) 50 (b)(c) - -

Força de rotura (N)8000 a 15000 (a)(1)

8000 a 15000 (b)8000 a 15000 (b)

8000 a 15000 (b)(2)8000 a 15000 (c)

- ≥ 8000 (c)(3) ≥ 16000 (a)(b)(c) ≥ 6000 (b) (c) ≥ 5000 (a)(b) -

Deformação, máxima (mm)

4 (a)(1)4 (b)

4 (b)4 (b)(2)

4 (c)- 4 (c)(3) 4 (a)(b)(c) 5 (b)(c) - -

VMA, mínimo(%)

13 (a)(1)13 (b)

13 (b)14 (b)(2)

14 (c)- 14 (c)(3)

13 (a)14 (b)(c)

15 (b)(c) - -

Porosidade(%)

4 a 6 (a)(1)4 a 6 (b)

3 a 6 (b)3 a 6 (b)(2)

4 a 6 (c)22 a 30 (c)

3 a 6 (c)3 a 5 (c)(3)

2 a 6 (a)(b)(c)3 a 6 (b)5 a 7 (c)

- -

Relação ponderal fi ler/betume

1,1 a 1,5 (a)(1)1,1 a 1,5 (b)

1,1 a 1,5 (b)1,1 a 1,5 (b)(2)

1,1 a 1,5 (c)- - 1,3 a 1,5 (a)(b)(c) - - -


ta da evolução das fendas ramifi cadas, constitui uma fase muito avançada de degradação do pavimento.

As deformações podem ter origem na defi ciente compacidade das camadas do pavimento, condições de drenagem e capacidade de suporte da fundação.

As desagregações da camada de desgaste têm normalmente ori-gem no envelhecimento do betume e na defi ciente ligação que os diferentes componentes da mistura betuminosa passam a apre-sentar. Os ninhos ou covas são a expressão mais avançada deste tipo de degradação.

Nas acções de conservação e reabilitação das camadas dos pavi-mentos são utilizados alguns dos produtos já referidos anterior-mente: revestimentos superfi ciais, microaglomerado betuminoso a frio, lama asfáltica, argamassa betuminosa, betão e microbetão betuminoso rugoso, betão betuminoso drenante, macadame betu-minoso, betão betuminoso de alto módulo.

A reciclagem consiste em obter novas misturas betuminosas com a utilização de material retirado das misturas antigas, atra-vés de novos materiais (ligante, agregados ou mistura betumi-nosa). A reciclagem pode ter em vista não só a recuperação das características estruturais, mas também das características funcionais.

A vantagem ambiental da reciclagem de pavimentos em misturas betuminosas é de grande importância, pois a reutilização das mis-turas minimiza o impacte ambiental relacionado com a produção e eliminação de resíduos provenientes das misturas betuminosas retiradas dos pavimentos.

De um modo geral, a reciclagem de pavimentos consiste em frag-mentar o pavimento existente com equipamento apropriado e reuti-lizar esse material como agregado para fabricar uma nova mistura betuminosa. A reciclagem de misturas betuminosas pode ser reali-zada mediante técnicas a frio ou a quente [8].

A reciclagem a frio pode ser realizada em central betuminosa (fi xa ou móvel) ou “in situ”. São utilizadas predominantemente emul-sões betuminosas. Os materiais obtidos pela reciclagem “in situ” com emulsão de betume têm comportamento intermédio relati-vamente ao das misturas betuminosas tradicionais fabricadas a quente e ao dos materiais de granulometria extensa estabilizados com emulsão. No entanto, outras técnicas têm surgido mais re-centemente, como por exemplo a utilização da técnica de espuma em que o betume é disperso em vapor de água. A reciclagem a frio tem sido muito utilizada na reabilitação de camadas de pavi-mentos, quer delgadas quer espessas, com as vantagens gerais inerentes às técnicas de produção de misturas betuminosas a frio. O período de cura necessário, até ser possível a colocação da camada de desgaste, é uma das principais condicionantes da aplicação desta técnica.

A reciclagem a quente é realizada em central, quer em centrais fi xas quer em centrais móveis, contínuas ou descontínuas, utili-zando-se o betume como ligante. Esta técnica aplica-se em reabi-litações de pavimentos com problemas de interfaces de camadas e com fendilhamento, mesmo em vias de tráfego elevado. Relati-vamente à reciclagem a frio, esta técnica apresenta maior homo-geneidade, sem limitações de espessura das camadas, e recorre ao equipamento convencional de produção de misturas betumi-nosas.

Outra técnica possível é a reciclagem semiquente do material be-tuminoso do antigo pavimento. O material é aquecido no tambor de uma central de produção a quente, contínua ou descontínua, para posteriormente ser misturado com emulsão betuminosa adequada. O aquecimento a que o material é submetido inicial-mente permite que a abertura ao tráfego seja imediata, não sendo necessário, portanto, o período de cura característico da recicla-gem a frio.

A escolha da técnica e dos materiais a utilizar em cada caso deve basear-se no conhecimento adequado da constituição e do estado de degradação do pavimento a reciclar.


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6. BIBLIOGRAFIA

[1] EN 12 597 (2000). “Petroleum products, Bitumens and bituminous binders – Terminology.” European Standard.

[2] PIARC (1999). “Use of modifi ed binders, binders with additives and special bitumens in road pavements.” World Road Association, Routes and Roads, n.º 303, July, ISSN 0004-556 X, p. 9-179.

[3] E 80-1997. Betumes e ligantes betuminosos. Betumes de pavimentação. Classifi cação, pro-priedades e exigências de conformidade. Especifi cação LNEC. MEPAT, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Portugal.

[4] E 128-1997. Emulsões betuminosas aniónicas para pavimentação. Características e recep-ção. Especifi cação LNEC. MEPAT, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Portugal.

[5] E 354-1997. Emulsões betuminosas catiónicas para pavimentação. Características e re-cepção. Especifi cação LNEC. MEPAT, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Portugal.

[6] E 98-1997. Betumes fl uidifi cados para pavimentação. Características e recepção. Especifi -cação LNEC. MEPAT, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Portugal.

[7] APORBET (1998). Misturas betuminosas. Contribuição para a normalização do fabrico e da aplicação. Associação Portuguesa de Fabricantes de Misturas Betuminosas. Portugal.

[8] Pereira, P. e Miranda, V. (1999). Gestão da conservação dos pavimentos rodoviários. ISBN 972-8533-04-7.

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