As camadas elásticas, geralmente são um betão betuminoso ou Stone Mastic Asphalt (SMA) com adição à mistura de uma determinada percentagem de granulado de borracha, com uma espessura de 2,5 cm, apresentando uma porosidade bastante superior a 20% e contendo entre 8 a 10% de ligante.
É possível produzir o betão betuminoso de borracha através de dois processos, o seco e o húmido. No caso do processo seco, a borracha pode ser adicionada sob a forma de granulado a uma mistura betuminosa (geralmente 3 a 6% vezes o peso total), enquanto que no processo húmido, a borracha pode também ser adicionada em pó (até 15%, geralmente 7%) para modificar o ligante. O processo húmido é por vezes utilizado para melhorar a qualidade do ligante em superfícies porosas.
Segundo Sandberg e Ejsmont (2002), até 2002 não havia provas conclusivas de que a adição de pequenas quantidades de borracha a uma camada de desgaste betuminosa pudesse reduzir significativamente o seu ruído. Por outro lado, Donovan (2005) efectuou uma campanha de aferição comparativa, quer nos Estados Unidos (Arizona e Califórnia), quer na Europa, com o seu equipamento de medição do tipo CPX, baseado na técnica de intensidade do som. Neste estudo, foram registados níveis de ruído para duas camadas de betão betuminoso poroso, entre 94,5 e 95,6 dB(A) e para o denominado betão betuminoso de borracha, entre 95,5 e 97,5 dB(A) [Descornet and Goubert, 2006].
Num estudo recente foram avaliados os níveis sonoros para diferentes tipos de camadas (Camada densa – DENAP, Camada drenante simples e dupla – SDAP e DDAP e 3 secções de Camada betuminosa em Borracha – PERS#1-3). Nestas camadas foram testados veículos ligeiros e veículos de grandes dimensões, sendo na Figura 4.14 apresentados os valores dos níveis de potência sonora obtidos.
A redução de ruído é definida neste estudo como sendo a diferença nos níveis de potência sonora entre estes pavimentos “silenciosos” e os pavimentos (DENAP). É muito interessante notar que a diferença entre o nível de pressão sonora nas camadas com borracha se torna mais elevada à medida que a velocidade aumenta. Esta tendência é particularmente observável nos veículos de grandes dimensões. O efeito de redução do ruído nas camadas drenantes (simples e duplas), com veículos ligeiros e pesados é de 4-7 dB e 2-5 dB, respectivamente, e o das camadas em borracha é de 7-11 dB e 5-8 dB, respectivamente [Fujiwara et al, 2005].
Figura 4.14 – Níveis de potência sonora em camadas densas, drenantes e de borracha [Fujiwara et al, 2005].
Em Portugal têm vindo a ser realizados estudos para avaliar a influência dos pavimentos em betão betuminoso de borracha, no ruído gerado pela circulação rodoviária. Estudos elaborados pela Auto-Estradas do Atlântico (2004) na Auto-Estrada A8, analisam um pavimento em mistura betuminosa aberta com betume modificado a partir de borracha reciclada de pneus (BMB), por comparação com um pavimento de betão betuminoso rugoso convencional (BBR) e um pavimento em betão armado contínuo (BAC).
A granulometria utilizada no betão betuminoso com borracha foi de 0/12 enquanto que no betão betuminoso rugoso (BBR), a granulometria utilizada foi de 0/14 mm.
Neste estudo, concluiu-se que existem diferenças médias na ordem de 5 a 6 dB (A) entre os níveis sonoros globais emitidos pelas camadas em betão betuminoso de borracha e em betão betuminoso rugoso.
Além disso, a utilização de pavimentos betuminosos com borracha permite reduzir significativamente a emissão de ruído do tráfego, na ordem de 8 a 10 dB quando comparados com pavimentos em Betão Armado Contínuo [Certiprojecto, 2004].
Um outro caso de aplicação de mistura com betume modificado com borracha de pneus foi o do lanço do IC24/A41, no troço entre o Freixieiro e Alfena. No caso em estudo foi aplicada uma mistura betuminosa descontínua em camada de desgaste com betume modificado com borracha de pneus, procurando assim criar uma mistura anti-ruído. Nesta camada a granulometria utilizada foi de 0/11 mm e a porosidade obtida de 18,3%.
Os estudos realizados demonstram ser possível obter uma redução sonora em 3-5 decibéis na área próxima do tramo da via em questão [Gomes e Seixas, 2006].
As superfícies designadas por poro-elásticas são superfícies com um teor muito elevado de vazios interligados, de forma a facilitar a passagem de ar e água. A formulação destas misturas deve ser elaborada considerando uma porosidade de pelo menos 20% e uma percentagem de borracha na ordem dos 20%.
As camadas poro-elásticas (PERS) podem ser executadas in-situ ou pré-fabricadas, apresentando geralmente uma espessura de 3 a 4 cm, assim como reduções de ruído extremamente elevadas (geralmente 10 a 12 dB(A)). No entanto, este tipo de superfície rodoviária encontra-se ainda numa fase experimental, visto que as fórmulas existentes são também bastante caras devido ao elevado número de ingredientes caros (resina) [Descornet and Goubert, 2006].
Com o objectivo de desenvolver e ensaiar uma superfície de estrada poro-elástica (PERS) que pudesse fornecer uma redução de ruído rodoviário durável, em Estocolmo, numa rua com tráfego ligeiro e pesado (8% pesados e limite de velocidade de 50 Km/h), foram estudados três tipos de superfícies elásticas. A superfície Tokai, a Rosehill e a Spentab (Figura 4.15) [Sandberg e Kalman, 2005].
A Superfície Tokai foi construída a partir de painéis de borracha pré-fabricada com 1x1m2,
importados do Japão (Tokai Rubber Industries Ltd.). A superfície foi aplicada apenas numa pequena área, ou seja, marca de duas rodas de 2x36 m2. Tratou-se de uma superfície
similar a uma anteriormente aplicada no Japão, mas desta vez com o atrito melhorado. A Superfície Rosehill foi construída a partir de painéis de borracha pré-fabricados com 1x1 m2, produzidos no Reino Unido (Rosehill Polymers, Ltd.), com base em especificações
do Instituto Sueco para a Pesquisa em Estradas e Transportes Nacionais (VTI). De registar que os painéis tinham arestas chanfradas.
Superfície Spentab: Mistura à base de borracha construída in-situ, projectada por Bjorn e Kalman da VTI e produzida por Spentab AB, uma companhia sueca que produz superfícies similares para parques infantis e zonas de desporto [Sandberg e Kalman, 2005].
Figura 4.15 – Superfícies de estrada poro-elásticas em Estocolmo, Suécia [Sandberg e Kalman, 2005].
A Figura 4.16 apresenta os resultados dos ensaios de ruído realizados pelos métodos CPX e CPB a 50 Km/h e demonstra que a superfície Rosehill é um pouco menos eficiente na redução de ruído do que as outras duas. Um dos motivos para este facto poderá prender-se com a chanfradura nas arestas dos painéis de borracha, a qual cria um “canal” em forma de v, com um espaçamento de cerca de 10 mm, em intervalos de 1 m. Os painéis Tokai não tinham chanfradura, logo as juntas entre os painéis eram relativamente lisas (isto é, aproximadamente 2 mm com espaços entre painéis). A passagem de pneus pelas juntas entre os painéis Rosehill era claramente audível, constituindo pois uma possível explicação para os níveis de ruído ligeiramente mais elevados detectados para esta superfície [Sandberg e Kalman, 2005].
Figura 4.16 – Resultados das medições CPX (esquerda) e CPB (direita) nas secções de teste, a uma velocidade de teste de 50 Km/h [Sandberg e Kalman, 2005].