Operacao Atapa Buracos ITn2 Web

INFORMATIVO INFORMATIV O TÉCNICO Nº 2 JUNHO 2010

Operação tapa-buracos com misturas asfálticas a frio COMISSÃO COMISSÃ O TÉCNIC TÉCNICA A DA ABEDA ABEDA

COMISSÃO TÉCNICA DA ABEDA

0 1 0 2 O H N U J 2 º N

O C I N C É T O V I T A M R O F N I

Operação tapa-buracos com misturas asfálticas a frio

Sumário Apresentação

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1. Introdução

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2. Considerações preliminares

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2.1. PRÉ-MISTURADO A FRIO – PMF COM EMULSÃO ASFÁLTICA CATIÔNICA

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3. Campo de aplicação

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4. Materiais e equipamentos

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4.1. MATERIAIS 4.1.1. EMULSÃO ASFÁLTICA CATIÔNICA 4.1.2. MATERIAIS PÉTREOS (AGREGADOS) 4.1.2.1. FAIXAS GRANULOMÉTRICAS

4.2. EQUIPAMENTOS 4.2.1. USINA DE PRÉ-MISTURADO A FRIO (PMF) 4.2.1.2. TANQUES DE ESTOCAGEM DE EMULSÃO ASFÁLTICA 4.2.1.3. DEPÓSITO PARA AGREGADOS (SILOS) 4.2.2. SERVIÇOS EM BETONEIRA

4.3. COMPOSIÇÃO DA MASSA DE PMF 4.3.1. PRODUÇÃO EM USINA 4.3.2. PRODUÇÃO EM BETONEIRA 4.3.2.1. PREPARAÇÃO DA MISTURA

6 6 7 7 7 9 10 10 10 11 11 11 12

5. Vantagens técnicas do uso do PMF

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6. Execução do tapa-buraco

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7. Considerações finais

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Bibliografia

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Apresentação

A Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos (Abeda), que reúne em sua organização a maioria das empresas de distribuição de asfaltos e fabricantes de emulsões asfálticas, asfaltos especiais e indústrias do setor de impermeabiliza dores do mercado brasileiro, vem atuando com presença marcante na organização e no desenvolvimento técnico do setor, investindo fortemente na disseminação de estudos, pesquisas, tecnologias e de diferentes projetos de qualificação e capacitação de profissionais do setor com o objetivo de estimular o crescimento da infraestrutura rodoviária e o desenvolvimento socioeconômico do país. A Comissão Técnica da ABEDA, ciente das dificuldades e necessidades do setor, está elaborando uma série de publicações com informações sobre produtos asfálticos e técnicas de aplicação. Neste Informativo Técnico apresentamos considerações sobre serviços de tapa-buracos com misturas asfálticas a frio. Uma alternativa simples para manutenção de pavimentos. A ABEDA agradece em especial a contribuição dos engenheiros Luiz Henrique Teixeira, Wander Omega e Mauricio Gorayeb, integrantes da sua Comissão Técnica, que trabalharam na elaboração do presente Informativo. Para maiores informações, sugestões e contribuições, acesse o site da Abeda: www.abeda.org.br.

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Operação tapa-buracos com misturas asfálticas a frio 1. Introdução O serviço de tapa-buraco com emulsões asfálticas constitui o sistema mais simples para a manutenção de pavimentos e, em geral, é empregado em planos emergenciais rodoviários e de vias urbanas. Na execução do tapa-buraco, entre os inúmeros serviços que podem ser executados com emulsões asfálticas, um dos mais empregados é o pré-misturado a frio (PMF). A facilidade da produção de massa asfáltica em usina apropriada ou betoneira, bem como na execução dos serviços, faz com que essa alternativa ganhe espaço em muitas obras em que não se dispõe de grandes recursos financeiros e operacionais.

2. Considerações preliminares 2.1. PRÉ-MISTURADO A FRIO – PMF COM EMULSÃO ASFÁLTICA CATIÔNICA Genericamente, o PMF consiste numa mistura a frio em equipamento apropriado, de agregados minerais e emulsão asfáltica catiônica convencional ou modificada por polímeros de ruptura média ou lenta, espalhada e compactada a frio. Na prática, o PMF é classificado segundo sua porcentagem de vazios em: aberto, semidenso e denso, de acordo com a tabela a seguir:

Tabela I – Classificação de PMF DENOMINAÇÃO Aberto Semidenso Denso

VAZIOS (%) 22 a 34 15 a 22 9 a 15

As principais vantagens do PMF são: • dispensa o aquecimento da emulsão e dos agregados; • excelente adesividade dos agregados minerais com a emulsão asfáltica; • permite a utilização de agregados úmidos; • produzido em usinas apropriadas ou em betoneiras convencionais; • permite sua estocagem visando posterior aplicação; • simplicidade de execução, com boa relação custo-benefício; • atende aos requisitos de segurança, meio ambiente e saúde (SMS). INFORMATIVO TÉCNICO Nº 2

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3. Campo de aplicação A superfície dos pavimentos sofre deterioração sob a ação das características do tráfego e do intemperismo. Inicialmente surgem os defeitos superficiais, representados por fissuras e trincas que afetam o revestimento asfáltico. Na sequência aparecem as degradações médias (panelas), ainda sem o comprometimento das camadas de base. No estágio final, surgem as degradações profundas (trincas de alta severidade e buracos) que afetam também as camadas subjacentes do pavimento. Os primeiros defeitos oriundos de degradações superficiais, se não sanados com ações preventivas, por exemplo, selagem de trincas, microrrevestimento e/ou lama asfáltica, necessitarão, num curto período de tempo, de intervenções emergenciais para restabelecer as condições de serventia do pavimento. Nesse caso, devem ser empregados os serviços corretivos de tapa-buracos. O retardamento da execução dessas operações poderá resultar no comprometimento estrutural demandando uma restauração mais pesada e onerosa, ou até mesmo a reconstrução total do pavimento.

4. Materiais e equipamentos 4.1. MATERIAIS 4.1.1. EMULSÃO ASFÁLTICA CATIÔNICA De uma forma geral em pré-misturados a frio (PMF) aberto emprega-se emulsão asfáltica de ruptura média, tipo RM-1C e em PMF semidenso ou denso é utilizada emulsão lenta, tipo RL-1C. Antes de aplicar o PMF deve ser aplicado sobre o substrato a emulsão de ruptura rápida, RR-2C, para promover a ligação entre as camadas (pintura de ligação). Se requerido no projeto, o ligante asfáltico pode ser modificado por polímeros, para atender a características específicas de clima e tráfego.

4.1.2. MATERIAIS PÉTREOS (AGREGADOS) É fundamental em qualquer tipo de mistura asfáltica que os agregados sejam britados no mínimo em uma face e que possuam granulometria adequada à dosagem (projeto) do traço. Os ensaios recomendados são:

• Sanidade: avalia a resistência do agregado à desintegração pela ação do tempo. Está relacionado ao grau de alteração da rocha. Consiste em cinco ciclos de imersão em solução de sulfato de sódio por 16 horas e secagem em estufa por um período de 8 horas. A perda é determinada na peneira cuja malha corresponde à metade da malha original antes da submissão aos ciclos (DNER/DNIT-ME-089, perda inferior a 12%). • Absorção: é a capacidade que o agregado graúdo tem de reter água em seus poros permeáveis. Agregados muito porosos não devem ser utilizados para serviços de pavimentação, pois absorvem uma grande quantidade de água, mascarando resultados de ensaios dos controles tecnológicos, tais como densidade e teor de ligante. • Abrasão Los Angeles: avalia a resistência do agregado graúdo ao desgaste por abrasão 6


no cilindro Los Angeles, contendo esferas metálicas. O desgaste é função da porcentagem de material que passa na peneira nº 12, após 500 rotações no tambor (DNER/DNITME-035, desgaste deve ser igual ou inferior a 40%). • Índice de Lamelaridade: está relacionado com a forma do agregado. Partículas longas tendem a ter resistência ao cisalhamento menor, e facilidade de quebra durante a rolagem. Os basaltos, diabásio e quartzo tendem a possuir forma lamelar (DNER/DNIT-086, índice de forma superior a 0,5). • Equivalente de areia: determina a qualidade do material, relacionado à quantidade de material granular com a quantidade de argila ou impurezas. O ensaio consiste em relacionar a altura da coluna em suspensão na proveta após a imersão da amostra em solução padronizada e a altura da coluna após 20 minutos. Quanto maior a altura da coluna sedimentada mais argiloso ou contaminado é o agregado (DNER/DNIT-ME-054, igual ou superior a 55%).

4.1.2.1. FAIXAS GRANULOMÉTRICAS As faixas granulométricas especificadas pelo DNER-ES 105-80 para o pré-misturado a frio (PMF), estão indicadas na Tabela II – Faixas granulométricas PMF.

Tabela II – Faixas Granulométricas PMF PENEIRAS ASTM mm 1 1/2” 38,1 1’ 25,4 3/4” 19,1 1/2” 12,7 3/8” 9,5 Nº 4 4,8 Nº 10 2,0 N9 200 0,074

A 100 75-100 50-80 25-50 5-20 0-10 0-4

PORCENTAGEM, EM PESO, PASSANDO B C D E 100 100 95-100 100 75-100 100 70-90 95-100 75-100 30-60 35-70 35-60 40-70 10-35 15-40 15-35 20-40 5-20 10-25 5-20 10-25 0-5 0-5 0-8 0-8

F 100 95-100 45-80 25-45 15-30 0-8

4.2. EQUIPAMENTOS Os principais equipamentos utilizados no serviço são usinas, rolo compactador e acessórios como pás, enxadas, ancinhos, soquetes, entre outros.


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Figura 1 – Utensílios para execução do tapa-buraco

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4.2.1. USINA DE PRÉ-MISTURADO A FRIO (PMF) Consiste de um equipamento apropriado para a confecção da massa asfáltica tipo PMF, conforme apresentado nas Figuras 2 e 3 – Usina de PMF.

Silos de agregados

1

2

Dosadores de agregados

Correia transportadora Barra espargidora de emulsão Barra espargidora de água Pug-mill

Registro de emulsão Bomba de emulsão

Comporta

Figura 2 – Usina de PMF

Figura 3 – Usina de PMF


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A usina deverá estar equipada com misturador tipo Pug-mill, com eixo duplo conjugado, provido de palhetas reversíveis e removíveis. O misturador deve ainda possuir dispositivo de descarga com fundo ajustável e dispositivo para controlar o ciclo completo de mistura.

Figura 4 – Detalhe Pug-Mill

Sobre a correia transportadora deverá ser adaptado dispositivo para umedecimento da mistura de agregados. A usina de PMF deverá possuir sistema que permita o controle de vazão da emulsão.

4.2.1.2. TANQUES DE ESTOCAGEM DE EMULSÃO ASFÁLTICA Os tanques (depósitos) para a emulsão asfáltica deverão ser completamente vedados; de modo a evitar vazamentos e o contato com ar, água, poeira, entre outros. Os tanques deverão ter dispositivos que permitam a homogeneização e circulação, além de um termômetro instalado. A capacidade dos depósitos deverá ser suficiente para no mínimo três dias de serviço.

4.2.1.3. DEPÓSITO PARA AGREGADOS (SILOS) Os silos deverão ter capacidade total de, no mínimo, três vezes a capacidade do misturador e serão divididos em compartimentos, dispostos de modo a separar e estocar, adequadamente, as frações apropriadas do agregado. Cada compartimento deverá possuir dispositivos adequados de descarga. Haverá, se necessário, um silo para o “fíler” conjugado com dispositivos para sua dosagem. Os silos de agregados deverão dispor de comportas reguláveis e capacidade suficiente para que a alimentação da correia transportadora seja controlada e contínua. Nota: Para a calibragem da usina de PMF deverá ser seguida a dosagem dos materiais constituintes da mistura, elaborada previamente em laboratório capacitado.

4.2.2. SERVIÇOS EM BETONEIRA Para serviços de pequena quantidade a massa de PMF poderá ser produzida em betoneira.

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4.3. COMPOSIÇÃO DA MASSA DE PMF 4.3.1. PRODUÇÃO EM USINA A sugestão para a composição de massa a ser produzida em usina apropriada, conforme especificações vigentes e preconizadas pelo DNIT, é apresentada no Tabela III – Composição para mistura de PMF.

Tabela III – Composição para Mistura de PMF ESPESSURA DO REVESTIMENTO, cm Tipo de revestimento Tipo de emulsão Faixa granulométrica Brita 2 (1”) Brita 1 (5/8”) Brita (3/8”) ou (1/4”) Pó de pedra Areia Água Emulsão, % Emulsão, (litros)

5 A 10 Base RM-1C B 20% 40% 40% 0% 0% Máx. 3,0% 4,5 a 5,5 6,7 a 8,3

3A5 Rolamento RM-1C C 0% 30% 60% 0% 10% Máx. 3,0% 6,0 a 7,0 9,0 a 10,5

3 Rolamento RL-1C C 0% 0% 40% 40% 20% Máx. 6,0% 9,0 13,5

3A5 Rolamento RL-1C C (CAUQ) 0% 20% 40% 40% 0% Máx. 6,0% 9,0 13,5

Obs.: Utilizar pó de pedra somente nas misturas de RL-1C. As quantidades acima devem ser confirmadas através de dosagens betuminosas determinadas em laboratório.

4.3.2. PRODUÇÃO EM BETONEIRA Sabe-se que 1,0 m³ de pré-misturado a frio aberto compactado com espessura média de 5,0 cm cobre uma área de aproximadamente 20,0 m² consumindo em torno de 6,0 l/m² a 7,0 l/m² de emulsão RM-1C. Para misturas mais densas, esse consumo passa a ser de 9,0 l/m² a 10,0 l/m². Para dimensionarmos uma dosagem em betoneira temos que conhecer alguns parâmetros e procurar ajustá-los à realidade. EXEMPLO 1: Vamos exemplificar o que seria uma dosagem em betoneira para um traço de pré-misturado a frio aberto utilizando os agregados da tabela abaixo: Brita de 1” a 5/8” (brita 2) Brita 5/8” a 1/4” (brita 1) Brita 1/4” (pedrisco)

litros/carga litros/carga litros/carga

20 40 40

Vamos utilizar uma betoneira com capacidade de 360 litros, dos quais poderemos ocupar até 2/3 desse volume, portanto, 240 litros. Vamos dimensionar também uma padiola padrão para que receba um volume de 20 litros. Essa padiola terá as seguintes dimensões: 29,5 cm x 35,0 cm de boca com 20,0 cm de altura. Conhecendo o peso específico dos agregados para misturas abertas, que na média adotaremos como 1.400 kg/m³, dosamos nosso traço. INFORMATIVO TÉCNICO Nº 2

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Como a capacidade de utilização da nossa betoneira será de 240 litros poderemos trabalhar com as seguintes quantidades de agregados. EM VOLUME: – 2 padiolas de brita 2 = – 4 padiolas de brita 1 = – 4 padiolas de pedrisco = – TOTAL EM PESO: – Brita 2 = – Brita 1 = – Pedrisco =

40 litros 80 litros 80 litros 200 litros 56,0 kg 112,0 kg 112,0 kg

QUANTIDADE DE EMULSÃO RM-1C PARA UM TEOR DE 5,8% = 16 kg Obs.: Devemos adicionar água apenas na quantidade para umedecer o agregado. EXEMPLO 2: Agora vamos exemplificar uma dosagem para um pré-misturado a frio denso. Brita 5/8” a 1/4” (brita 1) Brita 1/4” (pedrisco) Pó de pedra

litros/carga litros/carga litros/carga

20 40 40

A padiola será a mesma do Exemplo 1 apenas vamos alterar o peso específico do agregado que, por ser de granulometria mais fechada, será de 1.600,0 kg/m³. EM VOLUME: – 2 padiolas de brita 1 = – 4 padiolas de pedrisco = – 4 padiolas de pó de pedra = – TOTAL

40 litros 80 litros 80 litros 200 litros

EM PESO: – Brita 1 = – Pedrisco = – Pó de pedra =

64,0 kg 128,0 kg 128,0 kg

QUANTIDADE DE EMULSÃO RL-1C PARA UM TEOR DE 9,0% = 29 kg QUANTIDADE DE ÁGUA: DEPENDE DA UMIDADE DO AGREGADO = 10 litros no máximo.

4.3.2.1. PREPARAÇÃO DA MISTURA Através de padiolas, previamente cubadas, colocam-se na betoneira, evitando o carregamento excessivo, todos os agregados e a água para uma carga. Recomenda-se usar 2/3 de sua capacidade a fim de obter uma mistura mais uniforme. A uniformidade da mistura é garantida também pelo carregamento da betoneira de forma correta, ou seja, na sequência correta dos materiais.

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A betoneira deverá sempre ser carregada iniciando do agregado de maior diâmetro para o de menor diâmetro, sendo a água o penúltimo componente a ser carregado e a emulsão o último componente a ser adicionado na betoneira. Já o tempo de misturação deverá ser o necessário para que ocorra o total envolvimento dos materiais pétreos que compõem a mistura. Descarrega-se em carrinhos de mão, podendo ser aplicada imediatamente, ou ser estocada coberta com lona plástica impermeável, por um período de até 30 dias. Diz-se que a emulsão rompeu quando o asfalto se deposita na pedra, o que é constatado pela mudança na cor da mistura; de marrom (emulsão não rompida) para preta (emulsão rompida). Durante a preparação duas falhas podem ocorrer. • A emulsão não envolve: – deve-se prolongar a misturação até que a emulsão rompa; ou – envolva completamente os agregados. • A emulsão rompe prematuramente sem envolver o agregado: – isto pode ocorrer devido à insuficiência de emulsão ou ruptura prematura desta; – se a dosagem estiver correta, deve-se umedecer ou lavar os agregados antes de adicionar a emulsão. A preparação pode ser considerada ideal quando o PMF sai da betoneira completamente envolvido e sem escorrer a fase líquida, ou seja, sem haver segregação dos materiais. Considerações: Nas misturas com emulsão RM-1C não deverá ser usada pedra britada contaminada por pó, pois a emulsão envolverá apenas o pó, deixando de recobrir as partículas maiores. A betoneira deverá ser limpa periodicamente para tirar a crosta de argamassa fina que se deposita nas suas paredes.

5. Vantagens técnicas do uso do PMF • Dispensa qualquer aquecimento. • Apresenta excelente adesividade. • Possibilita o trabalho com agregados úmidos. • Pode ser produzido em simples betoneiras. • Permite a estocagem da mistura, possibilitando a usinagem dissociada da aplicação na pista. • É de técnica simples, podendo ser praticada por pessoal sem grande experiência. • Possibilita a realização de serviços mais econômicos.

6. Execução do tapa-buraco O pré-misturado a frio (PMF), preparado conforme as orientações anteriores, pode ser utilizado de imediato ou ser estocado. Quando em estoque, a superfície exposta do PMF endurece, mas a parte interna permanece trabalhável. Caso o PMF seja estocado por mais de uma semana, é recomendável cobri-lo com uma lona. INFORMATIVO TÉCNICO Nº 2

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O buraco a ser reparado deve ser, previamente, preparado segundo procedimentos usuais; obedecendo-se à tecnologia habitual, conformação de seus lados segundo figura geométrica regular (requadramento), varreção, pintura de ligação e aplicação de base (se necessário), conforme ilustrado nas Figuras 5, 6, 7 e 8. O PMF, quando utilizado como camada de rolamento, deve ser aplicado na espessura máxima de 5 cm. Se a profundidade do buraco for maior que 5 cm, deve-se completar a estrutura do pavimento com material de base ou colocar uma camada de PMF intermediária (faixa B do DNIT). Após a compactação da camada intermediária, completa-se o buraco em reparo com o PMF que servirá de camada de rolamento. O PMF deve ser aplicado com espessura adicional de cerca de 1,0 cm em relação ao nível (cota) do pavimento remanescente para evitar que o local reparado tenha seu perfil alterado por efeito da compactação empregada pela ação do trânsito. 1º Passo

2º Passo

Figura 5 – Requadramento

Figura 6 – Buraco a ser recuperado (demarcado)

3º Passo

4º Passo

Figura 7 – Requadramento, compactação da base e varreção

5º Passo

6º Passo

Figura 8 – Pintura de ligação do buraco e compactação do PMF

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A compactação pode ser feita com rolos compactadores, sapos mecânicos, placas vibratórias ou soquetes manuais; dependendo do montante da obra, conforma ilustrado nas Figuras 9 e 10. Após a compactação para que o trânsito seja liberado de imediato, sugere-se cobrir o buraco reparado com pó de pedra ou areia para que a massa tenha sua cura completada com qualidade e segurança. 7º Passo

Figura 9 – Tipos de compactação em tapa-buraco – rolo compactador

Figura 10 – Tipos de compactação em tapa-buraco – placa vibratória

De qualquer maneira, a compactação será completada pelo próprio trânsito. Após alguns dias o PMF estará completamente consolidado.

Figura 11 – Tapa-buraco concluido


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7. CONSIDEREÇÕES FINAIS O serviço de tapa-buraco executado no momento correto, corrige os defeitos do revestimento asfáltico evitando sua evolução para as camadas de base do pavimento e, consequentemente, a realização de restaurações mais complexas e onerosas. Um bom desemplenho do serviço de tapa-buraco com PMF é garantido através da escolha de agregados de boa qualidade e a emulsão adequada à mistura desejada. A mistura deverá ser dosada e controlada por laboratório especializado em dosagens asfálticas.

Bibliografia 1. de Senso, Wlastermiler. Manual de técnicas de pavimentação . Volumes I e II. 1. ed. São Paulo: Pini, 2001. 2. Instituto de Asfalto. Manual de asfalto. Lexington, KY – EUA. Escritórios Executivos e de Pesquisa, Revisado 2002. 3. Santana, Humberto. Manual de pré-misturado a frio. Rio de Janeiro: IBP/Comissão de Asfalto, 1992. 4. Syndicat dês Fabricants d’Élmusions Routières de Bitume. Emulsões asfálticas e suas aplicações rodoviárias . Rio de Janeiro: IBP, 1983 (Tradução Saul Birman).

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