Camada de Base Estabilizada com Betume (BSM)

No desenvolvimento de técnicas em projetos de recuperação estrutural de rodovias através da reciclagem asfáltica, a camada BSM é um dos avanços mais significativos em termos de qualidade, rapidez de execução, prolongamento da vida útil e redução de custos.
A camada BSM vem do inglês Bitumen Stabilized Material, que significa camada estabilizada com betume (asfalto). Esta estabilização é executada através de um processo de corte e reprocessamento do material existente da pista, e na sequência a mistura de todo este material ao betume em forma de emulsão asfáltica ou espuma de asfalto. Estas duas formas permitem que haja uma mistura perfeita com agregado frio e úmido. A espuma de asfalto apresenta melhores quesitos técnicos em relação a emulsão asfáltica, e por isto é a mais utilizada em todo o mundo.

O BSM é um material granular ligado não continuamente que constitui uma camada intermediária do pavimento. Ao contrário de uma mistura asfáltica convencional (ligada continuamente), onde o ligante asfáltico cobre a superfície de todos os agregados por completo, na mistura ligada não continuamente há inúmeros pontos de contato entre uma fina película de betume e as partículas, com cobertura apenas parcial dos agregados.

Há duas formas de produzir uma nova camada de BSM. A primeira é a reciclagem In-Situ, com o uso de uma Recicladora de Asfalto que executa o processo de desbaste e corte da camada, mistura, adição de espuma de asfalto e homogeneização em uma única passada da máquina. A segunda opção é a reciclagem na planta, utilizando uma Usina de Reciclagem onde o material removido da pista através da fresagem é processado. A precisão da nova mistura BSM ao reciclar na planta é superior, embora o processo In-Situ também seja de qualidade devido à alta performance das Recicladoras atuais.

RECICLAGEM IN-SITU

RECICLAGEM NA PLANTA

Para compreender melhor os benefícios de uma camada BSM é preciso entender também o comportamento de uma camada ligada continuamente. Na estrutura do pavimento, a camada asfáltica de rolamento e a camada de base granular tratada com cimento possuem esta característica. Por terem as partículas unidas umas às outras ocorre o fenômeno das trincas por fadiga na parte inferior da camada e a propagação das mesmas em direção a parte superior. Isto ocorre devido a deflexão do pavimento ocasionada pelas forças aplicadas oriundas das cargas do tráfego de veículos pesados, conforme ilustração abaixo.

Caso não haja uma intervenção para a recuperação estrutural desta camada, as trincas e fissuras começam a se propagar por toda a camada de forma a tornar a mesma com comportamento de material granular solto, o que compromete totalmente a capacidade estrutural da rodovia e acelerando o processo de degradação da capa de rolamento asfáltica.
Em função deste comportamento foram estudadas e desenvolvidas outras alternativas técnicas até se chegar ao BSM. Embora tenha suas particuladas ligadas parcialmente (não-continuamente), o comportamento é semelhante ao de uma camada não-ligada, o que elimina a propagação de trincas típicas de camadas ligadas continuamente. Isto faz com que haja uma proteção também para a capa asfáltica de rolamento em relação a problemas oriundos da base. As características do asfalto espumado disperso entre as partículas fazem com que o BSM apresente melhorias na resistência à flexão e coesão, além de um melhor comportamento com a umidade. Tudo isto garante maior durabilidade do material em relação a outros tipos de camada de base.

Outra grande qualidade do BSM é a significativa melhoria das características físicas dos materiais granulares já existentes na pista, adicionando espuma de asfalto e cimento em pequenas quantidades. Um exemplo de uma amostra de material comprovou em ensaios de laboratório que seu valor de coesão aumentou em mais de 6 vezes, assim melhorando também sua resistência ao cisalhamento.

Com estas melhorias em suas características físicas, o modo de falha do BSM ocorre por deformação permanente. Porém, para que haja um alto desempenho do pavimento, é preciso analisar os materiais existentes e disponíveis. Algumas características importantes precisam ser verificadas, tais como a quantidade exata de espuma de asfalto necessária, a efetividade da dispersão desta espuma, o uso de cimento e sua quantidade caso necessário, a densidade máxima a ser atingida pela compactação, teor de umidade, etc. Um laboratório móvel especialmente projetado auxilia nesta etapa de investigação pré-projeto. Permite que diferentes parâmetros sejam dosados, tais como quantidade de água necessária para a criação da espuma de asfalto, pressão, temperatura, a proporção da espuma na mistura com os agregados e material asfáltico fresado, quantidade de agente ligante de reforço como o cimento, etc. Amostras são criadas para os ensaios de laboratório que definirão os resultados que mostrarão quais são os teores ideais de cada insumo para elaborar um projeto adequado.

Após a definição do projeto é importante ter muito cuidado na execução. Seja em planta ou In-Situ, uma aplicação mal feita pode comprometer um ótimo projeto. Os equipamentos atuais foram projetados de forma a diminuir a possibilidade de erros de operação, no entanto alguns cuidados precisam ser checados diariamente. Por exemplo, no caso da Reciclagem com o uso da Recicladora na pista, a velocidade de avanço nunca deve exceder os 8 metros por minuto para não comprometer a qualidade do corte, desbaste, mistura e homogeneização do material. O uso da espuma de asfalto exige controle constante da pressão e temperatura do ligante asfáltico, da água e dos medidores de vazão.
A compactação é uma etapa muito importante. Se a densidade máxima da camada estabilizada com asfalto não é atingida em toda a sua espessura, o projeto fica comprometido. A utilização de rolos compactadores mais pesados, de 20 toneladas, é recomendado para que haja efetividade na compactação e que não ocorra queda de produção diária, já que a Recicladora é uma máquina de alto desempenho.
No Brasil ocorreram algumas aplicações desta técnica por concessionárias privadas de rodovias, onde a qualidade e durabilidade tem sido um quesito obrigatório. A rodovia Ayrton Senna, em São Paulo, teve recuperação de alguns trechos com o uso do BSM produzindo na planta com o material fresado da pista.

1) Planta de produção de material reciclado (BSM). Recebimento do material fresado da pista, dosado e reforçado com cimento e espuma de asfalto, para aplicar no local onde ocorre a intervenção.

2) Material transportado da planta até a Vibroacabadora de asfalto, que aplica os 30 centímetros de espessura em duas passadas de 15 cm cada.

3) Compactação do material com rolo vibratório liso tandem e rolo de pneus. É recomendado utilizar rolo pneumático para a compactação final da camada com o objetivo de melhorar o selamento superficial, antes de receber a pintura de ligação. Na segunda foto é possível visualizar o melhor acabamento superficial na faixa compactada.