Quem atua na criação, readequação ou renovação de especificações técnicas, sempre traz consigo algo para acrescentar e melhorar o que é vigente.
Certamente, depois de um tempo em uso, algumas especificações precisam ser reavaliadas e adequadas à realidade, levando em consideração os sucessos e os insucessos e os fatores campo/laboratório.
Desde a década de 30 que se fala na espessura do ligante asfáltico no agregado e a sua importância na durabilidade da mistura. Muitas equações foram estudadas nesse período, tentando mensurar esse valor e dar-lhe limites que sustentem essa qualidade da mistura tão almejada. Muitos de nós ouvimos sobre:
CUIDADO PARA FORMAR PELÍCULA – CUIDADO PARA NÃO ROMPER A PELÍCULA.
A dificuldade do cálculo da espessura média do filme é baseada no pressuposto de que cada partícula de agregado é esférica e coberta com a mesma espessura do filme. Embora seja altamente improvável que todas as partículas na mistura sejam cobertas com a mesma espessura de filme, esse conceito foi considerado válido em alguns modelos matemáticos. A falta de dados experimentais para apoiar esse conceito deve-se principalmente às dificuldades com a medição quantitativa do filme na escala micrométrica (µm).
Para controlar a produção das misturas asfálticas a quente, os órgãos reguladores e especificadores têm historicamente contado com propriedades volumétricas, como os vazios de agregado mineral (VAM) e Volume de Vazios (Vv) entre os mais importantes e determinantes. No entanto, existem algumas dificuldades em alcançar os requisitos de VAM no campo para misturas com graduações abertas, e uma algumas correntes de pesquisa entende que se poderia passar a exigir uma espessura média de filme de ligante asfáltico na mistura produzida.
Esse conceito de espessura do filme betuminoso tem sido associado a vários problemas no pavimento, principalmente aqueles relacionados à baixa durabilidade. Entende-se que, se a espessura da película do ligante for muito fina, ocorrerá um envelhecimento excessivo do ligante porque o ar pode penetrar e oxidar facilmente esses filmes finos. Além disso, a água pode penetrar mais facilmente na película fina e acarretar problemas de deslocamento e desprendimento, contribuindo para a ruína da mistura recém compactadas.
Essa colocação é correta, por isso os ligantes asfálticos modificados, sejam por polímeros de borrachas virgens ou borracha de pneus recicláveis, agregam uma melhor condição estrutural na mistura. A ligação atribuída a eles tem uma melhor qualidade do que a ligação de uma CAP 50/70 de refinaria. Partindo de condições físicas como viscosidade rotacional por exemplo, os ligantes modificados compartilham de uma melhor performance e o agregado estará melhor protegido e melhor aderido.
Mesmo que alguma umidade residual ainda permaneça no agregado após o processo de secagem na usina, somente a qualidade do ligante asfáltico poderá fazer frente a essa condição. Tudo o que vem depois no processo em nada contribui para a sinergia agregado/ligante. Energia de compactação excessiva pode romper a película asfáltica. Rolagem com desmoldante em excesso nos pneus ou chapa descobre o agregado graúdo, etc.
Como a espessura do filme de ligante asfáltico parece correlacionar-se bem com o desempenho do pavimento, esse conceito recebeu recentemente atenção considerável de vários pesquisadores.
Com base nos cálculos médios da espessura do filme, Kandhal e Chakraborty, 1996, encontraram uma forte correlação entre a espessura do filme e a resistência à tração e o módulo resiliente. Portanto, eles recomendaram o uso de uma espessura média de filme variando de 9 a 10 µm para amostras compactadas a 8% de volume de vazios. Hinrichsen e Heggen, 1996, também recomendaram o uso de uma espessura média de filme adotada para a mistura projetada.
A principal diferença entre os requisitos de espessura do filme de ligante e o VAM é que o primeiro descreve as propriedades volumétricas dos agregados, enquanto o segundo caracteriza a área de superfície dos agregados. Isso explica que, embora as misturas de granulometria aberta não atendam aos requisitos mínimos de VAM, elas poderiam ser caracterizadas por espessuras de ligante asfáltico mais espessas e, portanto, podem proporcionar desempenho e durabilidade aceitável.
Mas os estudos nesse sentido, de maior relevância, adotaram como base medidas e descobertas obtidas por técnicas de análise de imagem, microscopia de luz refletiva e microscopia eletrônica de varredura, que convenhamos possui condições de análise e assertividade superiores.
Isso não invalida o que foi feito anteriormente, muito pelo contrário, ciência é isso, um passo de cada vez com o que se tem de melhor naquele momento.
Esses estudos concluíram, vejam só, que os filmes de ligante asfáltico que revestem os agregados maiores na mistura NÃO EXISTEM.
Na verdade, essa “película” é um MASTIQUE, formado por uma mistura de ligante asfáltico com agregados finos e cargas minerais. Vejam, estamos falando aqui de uma mistura asfáltica que irá gerar um Concreto Asfáltico com todas as frações de agregados graúdos, médios e finos, não podemos confundir com, por exemplo, o ensaio de adesividade do agregado graúdo, onde sim forma-se uma película de ligante asfáltico puro.
Esses filmes de ligante asfáltico na mistura, captados e tratados pelos processos de imagem têm formato altamente irregular e espessura superior a 100 µm em algumas posições e 2 µm em outras. Esses valores divergem em muito dos resultados teóricos encontrados anteriormente e que sugeriram inclusive, que a espessura média do filme de ligante asfáltico deveria estar entre 8µm a 14µm.
Portanto, segundo estudos envolvendo tratamento de imagens com altíssima precisão, não há, nem nunca houve a criação de uma película asfáltica ou betuminosa pura, como queiram, nas misturas asfálticas. Essa película sempre foi o pouco enaltecido MASTIQUE, que pouco se sabe, que pouco se estudou mas sabemos que existe.
Sendo assim, passamos a nos despreocupar, em partes, com a formação da película de ligante asfáltico, no que diz respeito a sua espessura mínima e máxima e podemos enaltecer as sugestões dos pesquisadores Mostafa A. Elseifi, Imad L. Al-Qadi, Shih-Hsien Yang, and Samuel H. Carpenter que recomendam a intensa pesquisa nas propriedades reológicas do MASTIQUE, além daquelas já feitas no ligante asfáltico, para melhor entender a qualidade e a durabilidade das misturas asfálticas.
Então se você quer dar durabilidade a sua mistura asfáltica, segue mais uma dica:
PREOCUPE-SE COM A FORMAÇÃO DO MASTIQUE NA MISTURA e busque formas de estudá-lo melhor. Pode estar aí a solução de muitos problemas das misturas asfálticas e dos concretos asfálticos.
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Referências:
1. Kandhal, P. S., and S. Chakraborty. Effect of Asphalt Binder Film Thick- ness on Short and Long Term Aging of Asphalt Paving Mixtures. NCAT Report 96-01. National Center for Asphalt Technology, Auburn, Ala., 1996.
2. Hinrichsen, J. A., and J. Heggen. Minimum Voids in Mineral Aggregate in Hot-Mix Asphalt Based on Gradation and Volumetric Properties. In Transportation Research Record 1545, TRB, National Research Coun- cil, Washington, D.C., 1996, pp. 75–79.
3. Mostafa A. ElseifiMostafa A. ElseifiImad L. Al-QadiShih-Hsien YangShih-Hsien YangSamuel H. Carpenter Validity of Asphalt Binder Film Thickness Concept in Hot-Mix Asphalt, 2008
