deformaÇÃo permanente de misturas asfÁlticas...

14
*Curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense UNESC, Criciúma, SC. [email protected]. **Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina UFSC, Florianópolis, SC. ***Departamento de Expressão Gráfica da Universidade Federal de Santa Catarina UFSC, Florianópolis, SC. DEFORMAÇÃO PERMANENTE DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM PIGMENTOS DE ÓXIDOS METÁLICOS MISTOS Joe Villena*; Glicério Trichês**; Deivis Luis Marinoski***; Roberto Lamberts**; João Victor Staub de Melo**; Ramon Mendes Knabben** RESUMO A deformação permanente em trilha de roda é um dos principais defeitos que ocorrem nos pavimentos asfálticos e é causada, geralmente, pela deformação excessiva do revestimento asfáltico. Esta patologia se manifesta de forma mais severa em revestimentos submetidos a altas temperaturas. Se o ligante utilizado na mistura apresentasse uma alta rigidez a temperaturas elevadas ou se o revestimento atingisse temperaturas mais baixas que as usuais durante o dia, a mistura asfáltica seria capaz de resistir à deformação permanente de forma mais eficiente. O uso de pigmentos nas misturas permitem limitar a quantidade de radiação solar que é absorvida pelo pavimento diminuindo, dessa forma, a temperatura na superfície e no interior do revestimento. Esta pesquisa apresenta os resultados da avaliação do uso de pigmentos de óxidos metálicos mistos (com alta refletância infravermelha) na deformação permanente das misturas asfálticas. Foram moldadas misturas, com granulometria densa com adição de quatro tipos de pigmentos. Estes pigmentos permitem o incremento da refletância solar e a diminuição da temperatura das misturas asfálticas em, até, 3,7°C. As misturas moldadas foram submetidas ao ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego do LCPC. Os resultados mostraram que as misturas pigmentadas apresentaram um afundamento por trilha de roda até 75% menor que o apresentado por uma mistura sem pigmentos. Em consequência, o uso deste tipo de pigmentos permitiria prolongar a vida útil dos revestimentos asfálticos quanto à deformação permanente. Palavras-chave: Deformação permanente; pigmentos de óxidos metálicos mistos; misturas asfálticas. ABSTRACT The permanent deformation in the wheel track is one of the main defects that occur in asphalt pavements and it´s caused generally by excessive deformation of asphalt coating. This condition is severe in coatings subjected to high temperatures. If the binder used in the mixture shows a high rigidity at high temperatures or coating reach temperatures lower than usual during the day, the asphalt mix would be able to resist permanent deformation. The use of pigments in the mixtures can limit the amount of solar radiation that is absorbed by the mixture decreasing the temperature on the surface and the interior of the mixture. This research shows the results of the use of mixed metal oxide pigments (with high infrared reflectance) in permanent deformation of asphalt mixtures. Mixtures were molded with dense particle size with the addition of four kinds of pigments. These pigments increase of solar reflectance and lowering the temperature of asphalt mixtures in up to 3.7 ° C. Molded mixtures were subjected to permanent deformation test at LCPC traffic simulator. The results showed that the pigment mixtures reach a permanent deformation 75% lower than the mixture without pigments. Consequently, the use of such pigments would extend the life of asphalt coatings as permanent deformation. Keywords: Permanente deformation; mixed metal oxide pigments; asphalt mixtures.

Upload: hoangnhi

Post on 01-Dec-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

*Curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, Criciúma, SC.

[email protected].

**Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, SC.

***Departamento de Expressão Gráfica da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, SC.

DEFORMAÇÃO PERMANENTE DE MISTURAS ASFÁLTICAS COM

PIGMENTOS DE ÓXIDOS METÁLICOS MISTOS

Joe Villena*; Glicério Trichês**; Deivis Luis Marinoski***; Roberto Lamberts**;

João Victor Staub de Melo**; Ramon Mendes Knabben**

RESUMO A deformação permanente em trilha de roda é um dos principais defeitos que ocorrem nos pavimentos asfálticos e é

causada, geralmente, pela deformação excessiva do revestimento asfáltico. Esta patologia se manifesta de forma mais

severa em revestimentos submetidos a altas temperaturas. Se o ligante utilizado na mistura apresentasse uma alta rigidez

a temperaturas elevadas ou se o revestimento atingisse temperaturas mais baixas que as usuais durante o dia, a mistura

asfáltica seria capaz de resistir à deformação permanente de forma mais eficiente. O uso de pigmentos nas misturas

permitem limitar a quantidade de radiação solar que é absorvida pelo pavimento diminuindo, dessa forma, a temperatura

na superfície e no interior do revestimento. Esta pesquisa apresenta os resultados da avaliação do uso de pigmentos de

óxidos metálicos mistos (com alta refletância infravermelha) na deformação permanente das misturas asfálticas. Foram

moldadas misturas, com granulometria densa com adição de quatro tipos de pigmentos. Estes pigmentos permitem o

incremento da refletância solar e a diminuição da temperatura das misturas asfálticas em, até, 3,7°C. As misturas moldadas

foram submetidas ao ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego do LCPC. Os resultados mostraram que

as misturas pigmentadas apresentaram um afundamento por trilha de roda até 75% menor que o apresentado por uma

mistura sem pigmentos. Em consequência, o uso deste tipo de pigmentos permitiria prolongar a vida útil dos revestimentos

asfálticos quanto à deformação permanente.

Palavras-chave: Deformação permanente; pigmentos de óxidos metálicos mistos; misturas asfálticas.

ABSTRACT

The permanent deformation in the wheel track is one of the main defects that occur in asphalt pavements and it´s caused

generally by excessive deformation of asphalt coating. This condition is severe in coatings subjected to high temperatures.

If the binder used in the mixture shows a high rigidity at high temperatures or coating reach temperatures lower than usual

during the day, the asphalt mix would be able to resist permanent deformation. The use of pigments in the mixtures can

limit the amount of solar radiation that is absorbed by the mixture decreasing the temperature on the surface and the

interior of the mixture. This research shows the results of the use of mixed metal oxide pigments (with high infrared

reflectance) in permanent deformation of asphalt mixtures. Mixtures were molded with dense particle size with the

addition of four kinds of pigments. These pigments increase of solar reflectance and lowering the temperature of asphalt

mixtures in up to 3.7 ° C. Molded mixtures were subjected to permanent deformation test at LCPC traffic simulator. The

results showed that the pigment mixtures reach a permanent deformation 75% lower than the mixture without pigments.

Consequently, the use of such pigments would extend the life of asphalt coatings as permanent deformation.

Keywords: Permanente deformation; mixed metal oxide pigments; asphalt mixtures.

INTRODUÇÃO

A deformação permanente é um dos principais fenômenos que ocorrem nos pavimentos asfálticos e

resulta de uma combinação da deformação acumulada em todas as camadas na estrutura do

pavimento. O afundamento de trilha de roda, no entanto, é causado, geralmente, pela deformação

excessiva do revestimento asfáltico que ocorre de forma mais severa em misturas que possuem

pequena resistência ao cisalhamento e que estão submetidas a altas temperaturas. Sob condições de

temperaturas elevadas, o ligante asfáltico sofre uma diminuição da sua viscosidade, deixando a

mistura asfáltica com a aparência de uma massa de agregados desunida; neste caso, as tensões geradas

no revestimento pelo passo dos veículos serão resistidas, principalmente, pelo intertravamento do

esqueleto granular. (Muraya, 2007). Se o ligante utilizado apresentasse uma alta rigidez a

temperaturas elevadas, a mistura seria capaz de resistir à deformação permanente de forma mais

eficiente. Além diminuir a vida útil do pavimento, a patologia de deformação permanente reduz

consideravelmente o conforto ao rolamento e a segurança dos usuários.

Os revestimentos asfálticos apresentam altas temperaturas na sua superfície devido à cor preta do

ligante asfáltico. A superfície da mistura absorve grandes quantidades de radiação solar a qual é

armazenada sob a forma de calor pelo revestimento. O calor armazenado ao longo do dia é transmitido

do revestimento para as camadas inferiores do pavimento mediante condução. Durante o dia, os

pavimentos se tornam consideravelmente mais quentes que o meio ambiente. Durante a noite, o calor

armazenado nas camadas inferiores se transmite para o revestimento e este irradia o excesso de calor

para o meio ambiente. Desta forma, as temperaturas da superfície do revestimento chegam a ser

maiores, inclusive, que as das superfícies cobertas com concreto Portland ou com vegetação

(Cambridge Systematics, 2005).

A quantidade de radiação que pode ser absorvida pelo revestimento está relacionada com o valor da

refletância solar, ou albedo, da superfície. Esta propriedade, se refere à habilidade que tem a superfície

de um material de refletir a radiação nos comprimentos de onda desde os 380 nm até 1000 μm.

Considera-se no valor, a refletância total da superfície, incluída a refletância hemisférica da radiação

integrada no espectro solar e a reflexão especular e a difusa. A refletância solar é medida na escala

de 0 a 100%, ou de 0 a 1. O valor usual de refletância solar das misturas asfálticas novas varia de 4 a

6% (Santamouris et al., 2011) e a temperatura superficial é maior a 50°C (Pomerantz et al., 2000).

Estes valores, no entanto, podem mudar dependendo da latitude onde estes parâmetros sejam

medidos. No Brasil, por exemplo, Picanço et al. (2011) mediram a refletância solar e a temperatura

superficial de dois revestimentos asfálticos novos: areia asfalto (AAUQ) e mistura asfáltica (CBUQ),

na cidade de Manaus, AM. O valor da refletância solar foi de 1 e 3% e a temperatura superficial

máxima de 59,70 e 52,85 °C para o revestimento de AAUQ e para o revestimento de CBUQ

respectivamente.

Uma alternativa para diminuir a temperatura superficial das misturas asfálticas e, em consequência,

diminuir o afundamento de trilha de roda, consistiria no incremento da refletância solar da superfície

dos revestimentos. Esta melhora pode ser atingida com a mudança de cor da mistura asfáltica

mediante o uso de pigmentos. No entanto, o uso de misturas muito claras ou brilhantes seria

inconveniente para locais com alta concentração de pedestres ou motoristas devido a que a radiação

refletida pode incomodar e colocar em risco a saúde ocular dos usuários. A alternativa viável para

evitar este problema seria a produção de misturas asfálticas com pigmentos frios (Santamouris et al.,

2011; Synnefa et al., 2011). Este tipo de pigmentos, derivados de óxidos metálicos mistos, se

caracterizam pela sua cor escura, a qual favorece a baixa refletância da região visível da radiação

solar (380 a 750 nm de comprimento de onda), e por sua alta refletância da região do infravermelho

próximo (NIR – 750 a 2500 nm) (Bauxbaum e Pfaff, 2005). Desta forma, ainda que a cor dos

pigmentos seja escura e aparentemente pouco refletiva, o valor da refletância solar dos mesmos será

maior, por causa da alta refletância NIR, do que um pigmento convencional com a mesma cor.

A maior parte das pesquisas sobre refletância solar, porém, tem-se concentrado no estudo dos

materiais utilizados no revestimento de prédios e coberturas; existindo poucas pesquisas sobre a

refletância da mistura asfáltica e quase nenhum estudo que avalie a influência do incremento da

refletância do revestimento no afundamento de trilha de roda. Para contribuir com estes estudos, este

artigo apresenta os resultados de um estudo laboratorial sobre a influência do uso de pigmentos de

óxidos metálicos mistos na deformação permanente de misturas asfálticas. Para o estudo, foram

moldadas, em laboratório, misturas asfálticas sem e com adição de pigmentos frios segundo a

metodologia Superpave. A refletância solar e a temperatura superficial e interna das misturas foram

medidas, posteriormente, em campo. Finalmente, as misturas foram submetidas ao ensaio de

deformação permanente considerando a redução de temperatura medida decorrente do incremento da

refletância solar da superfície das mesmas. Todos os ensaios indicados neste artigo foram realizados

com os equipamentos do Laboratório de Pavimentação e do Laboratório de Eficiência Energética em

Edificações do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina na

cidade de Florianópolis, SC.

MATERIAIS

Agregados

A brita 1, o pedrisco e o pó de pedra, utilizados como agregados, são de origem granítica e foram

coletados no município de Palhoça, SC.

Pigmentos

Foram utilizados três tipos de pigmentos, os quais foram denominados segundo a sua cor: Verde,

Vermelho A e Vermelho B (Figura 1). A apresentação dos pigmentos Verde e Vermelho A é na forma

de pó de tamanho micrométrico, enquanto que a do pigmento Vermelho B é na forma de grãos. As

características físicas e químicas dos pigmentos utilizados são mostradas na Tabela 1.

(a) (b) (c)

Figura 1 – Pigmentos utilizados.

Os valores referentes ao grau de alcalinidade (pH mínimo e máximo) mostrados na Tabela 1, indicam

que os pigmentos têm uma carga superficial, predominantemente, positiva. Uma vez adicionados na

mistura asfáltica, os mesmos podem alterar a carga elétrica da interface agregado-ligante, melhorando

a adesividade e, em consequência, aprimorando o desempenho mecânico da mistura asfáltica.

Tabela 1 – Características físicas e químicas dos pigmentos.

Pigmento Verde Vermelho A Vermelho B

Forma Esférica (pó) Esférica (pó) Cilíndrica (grãos)

Massa específica

g/cm3 5,20 5,00 2,35

pH mínimo 5 4 4

pH máximo 7 8 8

Ponto de carga zero,

PCZ 7 7-9 7-9

Denominação

Química

Óxido de

cromo

Óxido de ferro

sintético

Óxido de ferro

(80%) e resinas

(20%)

Ligante

O ligante asfáltico utilizado é o CAP 50/70 proveniente da Refinaria Presidente Getúlio Vargas

(REPAR). Foi realizado o ensaio de viscosidade rotacional (Brookfield - ASTM Standard

D4402/D4402M, 2013) em amostras de ligante convencional sem e com adição dos pigmentos. As

amostras de ligante pigmentadas produzidas foram denominadas segundo o nome do pigmento

utilizado: Verde, Vermelho A e Vermelho B. No caso das amostras de ligante Verde e Vermelho A,

a proporção do ligante:pigmento foi de 4,9:4,0 e para o ligante Vermelho B foi de 4,9:2,4

respectivamente. Estas proporções são as mesmas que foram utilizadas na dosagem das misturas

asfálticas. As curvas de viscosidade-temperatura são mostradas na Figura 2.

Figura 2 – Curva viscosidade – temperatura do ligante CAP 50/70, Verde, Vermelho A e Vermelho B.

Os resultados do ensaio de viscosidade mostraram que, quando adicionados ao ligante convencional,

os pigmentos causam o incremento da viscosidade do ligante e, em consequência, podem melhorar a

resistência ao cisalhamento e à deformação permanente da mistura asfáltica.

MÉTODOS

Dosagem

Foram dosadas quatro misturas asfálticas densas (faixa C do DNIT – DNIT 031/2006 -ES) segundo

a metodologia Superpave. Uma das misturas, sem adição de pigmentos, foi utilizada como referência

para avaliar a influência dos pigmentos nos ensaios realizados. As misturas com adição de pigmentos

foram denominadas com o nome equivalente ao pigmento utilizado na sua dosagem: Verde,

Vermelho A e Vermelho B. A proporção dos materiais utilizados nas misturas asfálticas são

mostradas na Tabela 2, a estrutura de agregados na Figura 3.

Tabela 2– Proporção dos materiais utilizados em massa do total da mistura asfáltica.

Material Ligante

Pó de

pedra Pedrisco

Brita

1

Pigmento

Referência 5,10 31,32 52,20 11,39

Verde 4,90 30,06 50,11 10,93 4

Vermelho A 4,90 30,06 50,11 10,93 4

Vermelho B 4,50 30,72 51,21 11,17 2,4

Figura 3 – Estrutura granulométrica das misturas asfálticas.

A ensaio de compactação das misturas foi realizada com uso da Prensa de Compactação Giratória

(PCG). Os resultados do ensaio até 100 giros são mostrados na Figura 4.

Figura 4 – Curva de compactação das misturas asfálticas.

A porcentagem de compactação da mistura Verde, a 100 giros, é levemente maior ao da mistura de

Referência e das misturas Vermelhas. Este comportamento está relacionado com uma maior

trabalhabilidade da mistura promovida pelo aumento do teor de material fino (pigmento) na sua

composição. O material fino estaria agindo como um lubrificante dentro da mistura favorecendo o

acomodamento dos agregados. Esta trabalhabilidade observada em laboratório pode indicar que, no

campo, a mistura precise de um menor número de passagem de rolo compactador para atingir a massa

específica requerida, economizando energia e tempo. Os corpos de prova de mistura asfáltica

utilizados nos ensaios posteriores, no entanto, foram moldados para atingir um volume de vazios de

4%.

Refletância Solar

O ensaio de refletância solar em campo foi realizado segundo o procedimento proposto por Akbari et

al., 2008. Este procedimento, denominado como E1918A, resulta de uma alteração da norma ASTM

E 1918-06 “Standard Test Method for Measuring Solar Reflectance of Horizontal and Low-Sloped

Surfaces in the Field”. Para o ensaio E1918A é necessário a moldagem de superfícies com formato

de placas com dimensões superiores a 1 x 1 m.

Para atingir as dimensões requeridas, foram moldadas placas de mistura asfáltica em laboratório na

mesa compactadora do LCPC. Para cada mistura estudada foram moldadas 12 placas com dimensões

50 x 18 x 5 cm (comprimento, largura, espessura). As placas foram dispostas em campo de forma de

conformar uma área de aproximadamente 1 m2 (1,00 x 1,08 m), como é requerido pelo procedimento

E1918A. As placas moldadas são mostradas na Figura 5.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 5 – Placas das misturas asfálticas: a) Referência; b) Verde;

c) Vermelho A; e, d) Vermelho B.

As medições da radiação solar foram realizadas com o uso de um Piranômetro modelo CMP 21

fabricado pela empresta Kipp & Zonen. O ensaio de refletância foi realizado durante o mês de

fevereiro de 2013 correspondente à estação de verão no hemisfério sul. O ensaio foi programado para

este período com a finalidade de medir a refletância dos revestimentos sob valores elevados de

irradiância solar. Para caracterizar a textura da superfície das placas testadas, foi realizado o ensaio

de mancha de areia e drenabilidade. O Piranômetro utilizado e as placas de mistura asfáltica em

campo durante o ensaio são mostrados na Figura 6.

(a)

(b)

Figura 6 – Ensaio de refletância solar: a) Piranômetro e b) placa de mistura asfáltica.

Temperatura Superficial e Interna

Nesta etapa foram medidas a temperatura superficial, interna a 1 cm e a 3 cm de profundidade. A

temperatura superficial foi medida com uso de um termômetro digital infravermelho modelo FLUKE

66 IR THERMOMETER, posicionando o termômetro a uma distância de 10 cm da superfície dos

revestimentos. Para a medição da temperatura interna, foram realizadas duas perfurações no centro

dos revestimentos, uma com 1 cm e outra com 3 cm de profundidade. Os furos foram separados por

uma distância horizontal de 2,5 cm. Em cada furo foi colocado um termistor na profundidade

especificada. Os termistores são do tipo NTC, com resistência ôhmica de 130 kOhm a 20°C. O

diâmetro do sensor é 2 mm e a tensão de alimentação da fonte divisora de tensão é 5 Volts, DC. A

Figura 7 mostra os termistores e o termômetro utilizados na medição de temperatura das misturas.

A medição das temperaturas também foi realizada no mês de fevereiro. Junto com os dados de

temperatura foram coletados dados referentes à intensidade solar, temperatura do ar e umidade

relativa. A coleta de dados foi realizada desde as 10h15 até as 16h15, com intervalo de uma hora entre

medidas.

Deformação Permanente

O ensaio de deformação permanente foi realizado segundo a NF P 98-253-1 (AFNOR, 1993) no

simulador de tráfego do LCPC. No ensaio, foram aplicados 30.000 ciclos (60.000 passadas do pneu)

nas placas com intervalos para medições intermediárias da deformação causada. Para este ensaio

foram utilizadas as mesmas placas previamente moldadas e utilizadas para a medição da refletância

solar e a temperatura em campo.

Considerando que a temperatura medida no interior das misturas asfálticas pigmentadas foi inferior

à temperatura medida na mistura de referência, procurou-se avaliar o quanto está diferença de

temperatura poderia afetar no desempenho das misturas no ensaio de deformação permanente. Para

avaliar esse parâmetro, foram realizados dois ensaios para cada tipo de mistura, com variação da

temperatura.

O primeiro ensaio foi realizado na temperatura padronizada de 60 °C. Para o segundo ensaio foi

considerada a diferença de temperatura (à uma mesma profundidade) entre a mistura de referência e

as misturas pigmentadas. Por exemplo, a temperatura medida a 1 cm de profundidade para a mistura

de referência foi de 54,7 °C e para a mistura Verde foi de 51,5 °C (valor medido a 1 cm de

profundidade); a diferença entre esses dois valores é de 3,2 °C. Para o segundo ensaio, o valor de 3,2

°C foi descontado da temperatura padronizada de 60 °C; o resultado foi de 56,8 °C. Dessa forma, a

temperatura do segundo ensaio para a mistura Verde foi de 56,8 °C (3,2 °C menor que 60 °C).

(a)

(b)

Figura 7 – Medição de temperatura em campo: a) termistores e b) termômetro digital.

RESULTADOS

Refletância Solar e Temperatura Superficial e Interna

O resultado das medições de refletância solar e de temperatura em campo, são mostradas na Tabela

3. A mistura asfáltica de referência apresentou o menor valor de refletância solar, devido à cor preta

da superfície, e a maior temperatura em campo. As misturas pigmentadas apresentaram maiores

valores de refletância solar e menores valores de temperatura. O incremento do valor da refletância

solar nas misturas pigmentadas se deve, sobretudo, ao uso dos pigmentos que refletem mais

eficientemente a radiação infravermelha.

Tabela 3– Proporção dos materiais utilizados em massa do total da mistura asfáltica.

Amostra Refletância

solar, %

Temperatura em campo, °C

Superficial 1 cm de

profundidade

3 cm de

profundidade

Referência 4,2 50,4 54,7 52,8

Verde 6,5 47,5 51,5 52

Vermelho A 7,3 49,4 52,5 52,5

Vermelho B 7,4 48,7 51,0 53,2

Deformação Permanente

A temperatura de ensaio para o primeiro e segundo ensaio de deformação permanente são mostrados

na Tabela 4.

Os resultados do ensaio de deformação permanente nas misturas densas são mostrados na Tabela 5.

A evolução do afundamento com o número de ciclos é mostrada na Figura 8 e na Figura 9.

Tabela 4– Proporção dos materiais utilizados em massa do total da mistura asfáltica.

Amostra Temperatura máxima

em campo, °C

Diferença de

temperatura, °C

Primeiro

ensaio, °C

Segundo

ensaio, °C

Referência 54,7 - 60,0 -

Verde 51,5 3,2 60,0 56,8

Vermelho A 52,5 2,2 60,0 57,8

Vermelho B 51,0 3,7 60,0 56,3

Tabela 5 – Deformação permanente das misturas asfálticas densas.

Amostra Deformação na trilha de roda, %

Primeiro ensaio Segundo ensaio

Referência densa 10,44

Verde 9,09 4,51

Vermelho A 8,17 6,78

Vermelho B 4,53 2,77

Figura 8 - Deformação na trilha de roda, a 60°C, das misturas asfálticas.

Figura 9 - Deformação na trilha de roda, a temperatura inferior a 60°C, das misturas asfálticas.

No ensaio realizado a 60 °C, o afundamento medido em todas misturas pigmentadas foi menor que a

da mistura de referência. Este comportamento pode dever-se ao enrijecimento do ligante asfáltico

devido à adição dos pigmentos, tornando as misturas mais resistentes à deformação. A mistura de

referência foi a única que apresentou um afundamento superior a 10%; segundo a especificação

francesa, esta mistura seria susceptível à deformação permanente e não poderia ser empregada em

uma rodovia de médio a elevado volume de tráfego. O menor valor de afundamento foi apresentado

pela mistura Vermelho B, o qual é menor ao 60% do apresentado pela mistura de referência. Há que

considerar também que além do enrijecimento da mistura asfáltica, embora em menor escala, as

misturas pigmentadas ficaram menos suscetíveis à temperatura pelo menor teor de ligante na sua

composição.

No segundo ensaio, o afundamento medido nas misturas pigmentadas foi ainda menor. Desta vez, o

afundamento da mistura Vermelho B foi de, aproximadamente, 25% do medido na mistura de

referência. Os resultados de ambos ensaios mostram que as misturas coloridas tendem quase que

dobrar a resistência à deformação permanente por absorver uma menor quantidade de radiação solar.

Em consequência, o uso dos pigmentos nas misturas asfálticas permitiria, no campo, um incremento

da vida útil dos revestimentos asfálticos quando ao fenômeno de deformação na trilha de roda.

CONCLUSÕES

A adição de pigmentos promove um incremento da viscosidade do ligante CAP 50/70 e, em

consequência, podem melhorar a resistência ao cisalhamento da mistura.

Por terem carga elétrica positiva, uma vez adicionados na mistura asfáltica, os pigmentos podem

alterar a carga elétrica da superfície do agregado, melhorando a adesividade com o ligante e, podendo,

também, melhorar o desempenho da mistura quanto à deformação permanente.

Nos ensaios em campo, como era esperado, as misturas asfálticas com pigmentos apresentaram

maiores valores de refletância solar do que a mistura de referência. Embora a diferença de refletância

não seja maior a 4%, a adição de pigmentos permitiu diminuir em até 3,7 °C a temperatura da mistura

asfáltica.

No ensaio de deformação permanente, as misturas testadas à temperatura padronizada, apresentaram

valores de deformação na trilha de roda inferiores aos da mistura de Referência. Este comportamento

está relacionado com o enrijecimento das misturas devido aumento da consistência do ligante

asfáltico pela adição dos pigmentos, à melhora da adesividade entre o ligante e o agregado e ao

incremento dos pontos de contato intergranulares promovidos pela adição de material fino (pigmento)

na mistura e à menor quantidade de ligante presente nas misturas coloridas que permitiu uma menor

suscetibilidade da mistura à temperatura. Com isto é de se esperar que as misturas pigmentadas teriam

uma maior vida útil em campo quanto à formação de trilha de roda.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AFNOR - ASSOCIATION FRANÇAISE DE NORMALISATION – AFNOR NF P 98-253-1.

Préparation des Mélanges Hydrocarbonés, Partie 1: Estai d’Orniérage. 1993.

AKBARI, H.; LEVINSON, R.; Stern, S. Procedure for Measuring the Solar Reflectance of Flat

or Curved Roofing Assemblies. Solar Energy 82(2008) pp. 648-655,

doi:10.1016/j.solener.2008.01.001.

ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM D4402/D4402M-

13 Standard Test Method for Viscosity Determination of Asphalt at Elevated Temperatures

Using a Rotational Viscometer ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013, DOI:

10.1520/D4402_D4402M, www.astm.org.

_______. E1918, 2006. Standard Test Method for Measuring Solar Reflectance of Horizontal

and Low-Sloped Surfaces in the Field. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2003,

DOI:10.1520/E1918-06, www.astm.org.

BAUXBAUM, G.; PFAFF, G. Industrial Inorganic Pigments, Wiley-Vch Verlag GmbH & Co

KGaA, Weinheim, Germany, 2005. p. 313.

CAMBRIDGE SYSTEMATICS, INC. Cool Pavement Report. Maryland: [s.n.], 2005.

DNIT - DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRTURA DE TRANSPORTES - DNIT

031/2006 – ES. Pavimentos flexíveis – Concreto asfáltico – Especificação de serviço. Instituto de

Pesquisas Rodoviárias. 2006.

FHWA FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION – FHWA. Superpave Fundamentals.

Reference Manual. NHI Course #131053, 2000.

MURAYA, P. M.. Permanent Deformation of Asphalt Mixtures, Delf University of Technology,

The Netherlands, 2007. p. 277.

PICANÇO, Helena Marinho et al. Refletividade, Radiação Solar e Temperatura em Diferentes

Tipos de Revestimentos das Vias Urbanas no Município de Manaus (AM). CONINFRA 2011,

agosto 2011, São Paulo, Brasil. p. 13.

POMERANTZ, Melvin; AKBARI, Hashem; HARVEY, John T. Cooler Reflective Pavements Give

Benefits Beyond Energy Savings : Durability and Illumination. Lawrence Berkeley National

Laboratory, 2000. p. 13.

SANTAMOURIS, M.; PARAPONIARIS, K.; MIHALAKAKOU, G. Estimating the ecological

footprint of the heat island effect over Athens, Greece. Climatic Change, v. 80, n. 3-4, 2007.

p. 265–276.

SANTAMOURIS, M.; SYNNEFA, a.; KARLESSI, T. Using advanced cool materials in the urban

built environment to mitigate heat islands and improve thermal comfort conditions. Solar

Energy, v. 85, n. 12, 2011. p. 3085–3102.

SYNNEFA, Afroditi; KARLESSI, Theoni; GAITANI, Nikiet al. Experimental testing of cool

colored thin layer asphalt and estimation of its potential to improve the urban microclimate.

Building and Environment, v. 46, n. 1, 2011. p. 38–44.