Aplicabilidade de misturas mornas em revestimentos do tipo camada porosa de atrito (CPA)

Abstract

A camada porosa de atrito (CPA) é um tipo de revestimento asfáltico com elevado volume de vazios. Por apresentar elevada porosidade, a água da chuva é drenada para dentro do revestimento e escoada por drenos laterais. Entretanto, a distribuição granulométrica mais aberta pode causar escorrimento do ligante asfáltico durante o transporte da mistura. Esta pesquisa objetiva analisar a viabilidade técnica de se produzirem misturas do tipo CPA a temperaturas intermediárias e sem emprego de fibras. A redução das temperaturas de mistura e compactação foi possível por meio da incorporação de um agente surfactante, EvothermTM P-25. Além do escorrimento, as características mecânicas das CPAs foram avaliadas através dos ensaios Cantabro, Dano por Umidade Induzida, Resistencia à Tração por compressão diametral e Módulo de Resiliência. Também foram realizados ensaios de permeabilidade. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos em misturas porosas quentes, usadas como referência. As misturas mornas apresentaram escorrimento satisfatório quando comparadas às respectivas misturas de referência e obtiveram resultados semelhantes no ensaio de perda por abrasão. A retirada das fibras de celulose das misturas usinadas a temperaturas intermediárias aumentou a porcentagem de vazios e a permeabilidade, quando comparadas com as misturas usinadas a quente com fibras de celulose. Todas as misturas estudadas atingiram o mínimo de 80 % resistência à tração retida exigido pela ASTM D7064-(13). Quanto aos resultados de resistência a tração não houve diferença significativa nos valores medidos, sendo as misturas de referência mais rígidas que as misturas mornas. O ensaio de módulo de resiliência nas misturas quente e morna com ligante polimerizado AMP 60/85 apresentou resultados semelhantes, ao passo que a mistura morna com AMP 65/90 apresentou resultado inferior quando comparado à mistura quente de referência. Globalmente, verificou-se a viabilidade de se produzirem camadas porosas de atrito a temperaturas intermediárias com emprego de agente surfactante, o que, além de trazer benefícios ao meio ambiente (pela redução de emissões), favorece a pavimentação asfáltica em regiões de clima frio e/ou localizadas a grandes distâncias de usinas de asfalto.

Open-graded friction course (OGFC) is a special type of surface mixture that has a high volume of air voids due to its open aggregate gradation. Because of its high porosity, rain water is drained to the bottom of the layer and directed to side drains. By doing so it increases the tire-pavement contact and reduces the risk of aquaplaning, spray, tire noise and light reflections on the wet surface. However, the open gradation of OGFC can cause binder drainage during transportation of the mixture. Traditionally, OGFC has been produced with HMA with polymer-modified binders with the addition of organic fibers to reduce binder drainage. This research aims to analyze the technical viability of producing OGFC using warm mixes (temperatures 30°C below asphalt concrete) and without cellulose fibers. Reduction of mixing and compaction temperature was possible by adding a surfactant agent, EvothermTM P-25. Besides binder drainage, mechanical characteristics were evaluated through Cantabro, moisture-induced damage, Indirect Tensile Strength and Resilient Modulus tests. Permeability tests were also performed. Results were then compared to those of hot open graded mixtures, used as reference. Warm mixes showed satisfactory binder drainage results when compared to the hot mixtures used as reference and presented similar values of abrasion loss. The removal of cellulose fibers in warm mixtures proved to increase air voids and permeability when also compared to the HMA with cellulose fibers. All mixtures studied in this research reached the 80% minimum retained tensile strength required by ASTM D7064. Regarding the results of indirect tensile strength there was no significant change in values obtained, with HMA being stiffer than warm mixtures. Resilient modulus tests in hot and warm mixtures with polymer-modified AMP 60/85 binder presented very similar results but the warm mixture with AMP 65/90 binder presented a lower value if compared to the reference hot mixture. Overall, the viability of producing OGFC using WMA with surfactant agent was verified, that besides bringing benefits to the environment (by reducing gas emissions) helps asphalt paving in regions with cold climates or located at long distances from asphalt production plants.