Análise comparativa de misturas do tipo BBDr com o uso de ligante de alto módulo HiMA

Abstract

O objetivo principal deste trabalho é avaliar a viabilidade técnica e o impacto nos parâmetros físicos e funcionais de uma formulação de mistura asfáltica drenante do tipo Béton Bitumineux Drainante (BBDr), com inserção de ligante betuminoso do tipo HiMA. A composição granulométrica foi elaborada a partir do método teórico, utilizando a equação de Füller-Talbot, tomando como referência uma curva granulométrica aplicada em obra pública na cidade de Lille, norte da França, porém adaptando-a de acordo com as peneiras disponíveis no Brasil. Para tanto, definiu-se uma descontinuidade no intervalo de diâmetros 2/6mm, com aporte de 2% de cal hidrata CH-1 nas frações passantes na peneira de 0,075mm, com o intuito de gerar melhor adesividade entre os compostos betuminosos e granulares, resistindo assim melhor ao efeito deletério da água e ao fenômeno da desagregação. O elevado teor de vazios gerado nas misturas BBDr permite a captação, percolação e escoamento da água superficial do pavimento, no encontro da sua interface inferior com a camada asfáltica densa subjacente em campo, evitando a ocorrência de fenômenos como a hidroplanagem e o efeito spray, aumentando com isso a aderência pneu-pavimento e a segurança do usuário, sobretudo em dias de chuva. O uso de ligante asfáltico do tipo HiMA (modificado com elevado percentual de polímero SBS, em torno de 7,5%) foi comparado aos resultados prévios de pesquisa realizada com ligante POLIFLEX 60/85 E (ligante modificado com 4,0% de polímero SBS), a fim de verificar o impacto da utilização desta tecnologia nos parâmetros físicos e funcionais das misturas asfálticas, a saber: viscosidade dinâmica dos ligantes asfálticos, massa específica aparente, vazios comunicantes, permeabilidade e perda de massa por abrasão no ensaio Cántabro. Os resultados obtidos indicam que as formulações dosadas com ligante HiMA, em razão da forte concentração da matriz polimérica, apresentaram maior viscosidade dinâmica, recuperação elástica e aumento da consistência do material, quando comparado ao ligante POLIFLEX 60/85 E, acarretando no aumento da massa específica das misturas asfálticas e, consequentemente, diminuição do teor de vazios, vazios comunicantes e permeabilidade, porém, com menor perda de massa por abrasão, isto é, maior resistência à desagregação. Entretanto, as alterações dos parâmetros físicos observadas em relação à mistura de referência não foram significativas, indicando o elevado potencial de aplicação do ligante HiMA, sobretudo para vias submetidas a tráfego intenso e de grande volumetria, devido à melhor resistência ao fenômeno da desagregação em serviço, fator de extrema relevância na vida útil de misturas asfálticas de característica drenante.

The main aim of this research is to evaluate the technical feasibility and the impact on physical and functional parameters of a porous asphalt mix formulation so-called Béton Bitumineux Drainante (BBDr), with insertion of Highly Modified Asphalt (HiMA). The aggregate gradation was conceived by using the theoretical method, based on Füller-Talbot‟s equation, taking as reference a gradation curve applied in public works carried out in Lille, northern region of France, however, comprising adaptations to be in accordance to the sieve openings commercially available in Brazil. It was considered a granulometric gap in the interval 2/6mm, besides 2% of hydrated lime with regards to the fractions passing through the sieve opening of 0.075mm, aiming to provide better adhesion between the bituminous matrix and the granular particles, improving the resistance to action of water and to the stripping phenomenon. The high air void content of BBDr allows the caption, seepage and run-off of surface water from the pavement structure, more specifically in the interface established with the dense asphalt underlying layer in the field, avoiding the occurrence of hydroplaning and spray phenomena, which increase the adhesion pneumatic-pavement and the users‟ safety, principally in rainy days. The use of asphalt binder HiMA (modified with high percent of polymer Styrene-Butadiene-Styrene, SBS, around 7,5%) was compared to the results of a former research carried out with asphalt binder POLIFLEX 60/85 E (modified with 4,0% of SBS), in order to verify the impact of this technology on physical and functional parameters of the mixes, such as: dynamic viscosity, density, maximum theoretical specific gravity, communicant air voids, seepage and loss of mass by Cántabro abrasion. The results obtained indicate that formulations dosed with HiMA, due to its concentrated polymeric matrix, present higher dynamic viscosity, elastic recovering and less thermal susceptibility, when compared to those from POLIFLEX 60/85 E, providing an increase of asphalt mix density, as well as the decrease of communicant air void content and seepage, however, with less loss of mass by Cántabro abrasion, i.e., better resistance to stripping. It was also possible to be concluded that these physical and functional alterations were not significant, indicating the high potential for application of HiMA technology, principally in pavement structures subjected to intense and bulky traffic, due to its better stripping resistance, being an extremely relevant characteristic to provide long term with regards to service life of porous asphalt mixes.