Dominando a Compactação de Asfalto: Técnicas-Chave para Pavimento Durável

A compactação de asfalto é uma parte essencial do processo de pavimentação flexível. A produção, colocação e compactação de asfalto quente (HMA) ou asfalto morno (WMA) são limitadas pelo tempo — é por isso que atrasos realmente não podem ser permitidos neste processo de construção. Mesmo atrasos moderados podem interferir com a capacidade de atingir o objetivo final de pavimentos de longa vida.

Saber como executar cada fase do processo de compactação de asfalto é importante — seguir as melhores práticas é crítico. Aqui estão as coisas mais importantes a saber sobre cada etapa.

TRÊS FASES DA COMPACTAÇÃO DE ASFALTO

Historicamente, a indústria de pavimentação reconheceu que existem múltiplas atividades envolvidas na remoção de vazios de ar dos materiais de pavimentação. Isso é realizado durante as três fases da compactação de asfalto:

1. A mesa da pavimentadora é a primeira ferramenta usada para melhorar a capacidade de carga dos materiais de pavimentação durante o processo de colocação.
2. A compactação por rolo é a próxima fase. Dependendo da aplicação, especificações do material, tipo de pavimentadora e outras variáveis, um ou mais compactadores são empregados para aumentar ainda mais a densidade do pavimento.
3. A fase final é a compactação por tráfego via veículos em estrada. A indústria reconhece que altos volumes de tráfego de caminhões pesados reduzirão ainda mais os vazios de ar do pavimento. Isso é verdade mesmo quando o pavimento foi compactado adequadamente durante as fases de construção de colocação e compactação por rolo.

Vamos dar uma olhada mais profunda nos procedimentos de cada fase.

PROCESSO DE COMPACTAÇÃO DA MESA DA PAVIMENTADORA

Muitas variáveis influenciam a capacidade da mesa da pavimentadora de remover vazios de ar da mistura de pavimentação asfáltica. Dependendo do tipo de mesa, seu peso, velocidade de pavimentação e outras variáveis, a densidade do material após a colocação pode variar de tão baixo quanto 70 por cento de densidade relativa a tão alto quanto 90 por cento de densidade relativa — até mais alto em alguns casos. Mesas que utilizam a influência de vibração durante a colocação, geralmente produzem densidade geral um pouco menor, mas são capazes de velocidades de pavimentação mais rápidas para aplicações onde a produtividade é mais importante. Mesas vibratórias permitem velocidade de pavimentação tão rápida quanto 100 pés (30 metros) por minuto.

Mesas de compactação equipadas com barras de compactação simples ou duplas tipicamente produzem densidade mais alta, mas realizam isso em velocidades de pavimentação mais lentas. A velocidade para frente das mesas de compactação é limitada pela frequência dos compactadores e pela largura da barra de compactação, que se relaciona à superfície de contato. Velocidades de pavimentação usando uma mesa de barra de compactação raramente são mais rápidas que 33 pés (10 metros) por minuto. Isso é geralmente considerado muito lento para o tipo de pavimentação asfáltica tipicamente feito na América do Norte.

A temperatura na qual o pavimento é colocado pela pavimentadora é importante para uma compactação bem-sucedida, mas depende do material. Misturas de asfalto mástico pedra (SMA) são produzidas com ligantes relativamente rígidos e agregados que são frequentemente blocados e graduados grossamente. SMA é regularmente produzido em temperaturas superiores a 350° Fahrenheit (176° Celsius) e colocado antes que a mistura esfrie abaixo de 300° Fahrenheit (149° Celsius).

Misturas Superpave que contêm ligantes modificados com polímero são produzidas e processadas em temperaturas altas similares. Misturas Marshall com ligantes asfálticos puros são feitas em temperaturas um pouco mais baixas para prevenir danos ao ligante por superaquecimento. Estas misturas são tipicamente colocadas em temperaturas entre 250° a 300° Fahrenheit (121° a 149° Celsius). Novas tecnologias de misturas, chamadas asfalto morno (WMA), permitem que temperaturas de mistura sejam reduzidas em até 100° Fahrenheit (38° Celsius) para economia considerável de energia durante a produção.

O tempo de processamento para todas estas misturas é aproximadamente a mesma duração. Uniformidade de temperatura durante o processo de pavimentação é fundamental para atingir conteúdo uniforme de vazios de ar e capacidade de carga do pavimento.

PROCESSO DE COMPACTAÇÃO POR ROLO

O processo de compactação por rolo é integral para a construção de pavimentos flexíveis de alta qualidade. Ao seguir pavimentadoras com mesas vibratórias, os compactadores precisam aumentar a densidade do material em 20 por cento em média. Isso precisa ser concluído antes que a temperatura da mistura de pavimento asfáltico caia abaixo de seu limite de trabalhabilidade. Dependendo das propriedades da mistura e outras variáveis, este limite de temperatura baixa pode ser tão quente quanto 175° Fahrenheit (80° Celsius) ou tão frio quanto 120° Fahrenheit (50° Celsius), dependendo do projeto da mistura e propriedades do ligante de cimento asfáltico.

A compactação de desmonte é a parte mais importante do processo de compactação de asfalto e resulta na remoção da maioria dos vazios de ar da estrutura do pavimento. É importante selecionar o tipo e tamanho adequados de equipamento de compactação para a compactação de desmonte e cobrir uniformemente toda a superfície do pavimento.

Selecionar um compactador de desmonte é frequentemente feito com base em sua largura de rolamento e otimização de cobertura uniforme do painel pavimentado. Por exemplo, se a largura de colocação é 12 pés (3,66 metros), um compactador de desmonte com largura de tambor de 79 polegadas (2 metros) pode cobrir a largura do painel em duas passagens lado a lado com sobreposição suficiente das bordas dos tambores e sobreposição no centro.

Selecionar um compactador de desmonte com largura de tambor mais estreita reduzirá a produtividade já que três passagens lado a lado serão necessárias para cobrir adequadamente o painel. Selecionar um compactador de desmonte com tambor mais largo não aumentará a produtividade. Na verdade, isso pode causar densidade não uniforme do painel quando ocorre sobreposição excessiva no padrão de rolamento.

Compactadores que seguem o compactador de desmonte também devem ser selecionados para que o trem de compactadores atinja ambos os objetivos de densidade e suavidade enquanto mantém o equilíbrio de produtividade definido pelo trem de pavimentação.

PROCESSO DE COMPACTAÇÃO POR TRÁFEGO

Agências e grupos de pesquisa dentro da indústria de construção de pavimentos flexíveis provaram que os pavimentos recebem redução adicional de vazios de ar através dos efeitos de peso do tráfego no pavimento. O Teste de Estrada AASHO foi uma série de experimentos conduzidos pela Associação Americana de Oficiais de Estradas Estaduais no final dos anos 1950 para determinar o desempenho de estruturas de pavimento sob carga. O Relatório Especial emitido após estes testes mostrou que o maior dano ao pavimento foi causado por tráfego de caminhões em rodovias. A carga legal para caminhões de eixo tandem era 48.000 libras (21.770 kg) nos eixos do reboque e 12.000 libras (5440 kg) nos eixos do trator. Um semi-reboque, na época equipado com pneus bias-ply inflados a 70-80 psi (4,8-5,5 bar), causou mais danos ao pavimento que mais de 50.000 carros de passeio e picapes.

A capacidade de projetar e construir adequadamente estruturas de pavimento flexível permite que a compactação por tráfego ocorra sem criar falha precoce do pavimento ou danos excessivos na superfície do pavimento. Atenção aos detalhes durante o processo de seleção de materiais, projeto de pavimento e atividades de construção de campo resultará em pavimentos flexíveis de longa vida requerendo apenas manutenção de rotina. A compactação de asfalto bem-sucedida abre o caminho para responsabilidade fiscal, mantém o público motorizado feliz, além de ajudar a evitar atrasos no tráfego em zonas de construção.