A elevada impermeabilização do solo, resultante maioritariamente da construção de edifícios e pavimentos rodoviários, combinada com eventos de precipitação curta e intensa, leva a graves problemas de inundação no interior das zonas urbanas tal como constatado em vários países ao longo dos anos. Neste sentido, têm vindo a procurar-se soluções alternativas que possibilitem que o solo recupere a sua capacidade de infiltração original, tais como o dimensionamento de pavimentos permeáveis. A utilização de misturas betuminosas drenantes nas camadas superficiais dos pavimentos, surge como uma medida pouco abordada nas normas europeias e, especialmente, portuguesas, daí ser fundamental o seu estudo e análise comportamental.
Tendo em conta o aumento do tráfego pesado, o aumento das cargas por eixo e a utilização de rodados simples com pneus de pressão de enchimento elevada, a caracterização de misturas betuminosas drenantes à deformação permanente merece um estudo aprofundado, dado estes fatores serem bastante prejudiciais à formação do cavado de rodeira.
As principais conclusões obtidas no decorrer do presente trabalho encontram-se, de forma sumária, descritas seguidamente.
- A presença de fibras celulósicas nas misturas betuminosas drenantes, levou a uma diminuição da perda de massa por desgaste no que diz respeito aos provetes secos, por outro lado, nos provetes húmidos verificou-se uma perda de massa por desgaste muito superior comparativamente com as misturas sem fibras. Conclui-se que a presença de fibras é um fator vantajoso pois permite aumentar os teores de betume nas misturas, sem que se verifique o escorrimento do mesmo, e, assim, aumentar a sua durabilidade. No entanto, nas misturas com adição de fibras, sujeitas à presença de água a uma temperatura de 60 ºC, a perda de massa por desgaste revelou-se muito superior.
- No que diz respeito ao ensaio cântabro húmido, verificou-se que para uma temperatura da água de 20 ºC, a perda por desgaste das misturas com fibras celulósicas apresenta valores bastante inferiores aos realizados a uma temperatura de 60 ºC, na ordem dos 50 %. Concluiu- se assim, que a temperatura da água é um fator bastante relevante no comportamento de misturas com adição de fibras celulósicas.
- Relativamente à caracterização das misturas, no que diz respeito ao módulo de rigidez por tração indireta, verificou-se que a adição de fibras não induz em nenhuma alteração
significativa. Foram obtidos valores na ordem dos 2151 MPa para a mistura grossa com fibras e 2282 MPa para a mistura grossa sem fibras, para a mistura fina com fibras obtiveram-se valores de 1947 MPa e de 1946 MPa para a mistura fina sem fibras.
- Na caracterização das lajetas, de forma análoga aos provetes cilíndricos, foi analisada a baridade e a porosidade. Dos resultados obtidos concluiu-se que a porosidade das lajetas apresenta valores superiores aos obtidos nos provetes cilíndricos utilizados para o ensaio de tração indireta. Este fenómeno surge devido ao processo de compactação utilizado ter sido diferente. A compactação surge assim como um fator com bastante influência na baridade das misturas e, consequentemente, na porosidade. A temperatura de produção e compactação das misturas betuminosas drenantes, também é um fator que influência os resultados da baridade e da porosidade. Por essa razão, o controlo da temperatura durante estas duas fases foi sempre realizado de forma cuidada de modo a cumprirem-se os valores indicados pelo fornecedor do ligante.
- O ensaio de simulação, wheel tracking test, realizou-se tendo em conta o preconizado para equipamento pequeno e acondicionamento ao ar, procedimento B, adotando-se uma temperatura de ensaio de 60 ºC e aplicando-se a cada lajeta 10 000 ciclos de carga. Analisando as linhas de tendência resultantes do ensaio em cada uma das misturas, observou-se uma clara diferença no andamento das mesmas. Na generalidade, as misturas sem adição de fibras apresentam um pior comportamento à deformação permanente, verificando-se uma deformação nas lajetas bastante superior em comparação com as misturas com adição de fibras. - Do ensaio de deformação permanente resultaram valores para o declive máximo de rodeira (WTSair) e para a profundidade média de rodeira (RD). Da análise dos resultados obtidos
constatou-se que valores reduzidos de declive máximo de rodeira (WTSair) não são indicadores
de bom ou mau comportamento das misturas, mas sim um indicador do crescimento da deformação tendo em conta a profundidade de rodeira já obtida. No caso da mistura grossa sem fibras, a mistura com maior deformação, com uma profundidade de rodeira de 14,0 mm, o declive máximo de rodeira (WTSair) é o que toma um valor inferior, indicando que a mistura
não irá sofrer um aumento da profundidade de rodeira muito acentuado, caso o número de ciclos se prolongue.
- Analisando os resultados obtidos do ensaio wheel tracking a adição de fibras revelou ser favorável no desempenho mecânico das misturas à deformação permanente. Contrariando os resultados obtidos por outros investigadores, verificou-se no presente estudo que para maiores percentagens de betume o comportamento à deformação permanente melhorou. Este fenómeno só foi possível graças às propriedades das fibras que permitiram reter o betume. As misturas com adição de fibras e maior percentagem de betume, apresentaram um melhor comportamento. Nas misturas sem adição de fibras verificou-se que o betume funcionou como um lubrificante nas ligações dos agregados, aumentando assim a profundidade de rodeira.
- Ainda dos resultados obtidos, constatou-se que um aumento da porosidade leva a uma maior percentagem de deformação das lajetas. Este tipo de comportamento está associado ao fenómeno de densificação na mistura betuminosa que ocorre enquanto se verifica redução de volume.
Com vista a dar resposta ao objetivo principal desta dissertação, acerca da viabilidade da adição de fibras celulósicas em misturas drenantes, pode concluir-se que a adição de fibras celulósicas na formulação elaborada ao longo da presente investigação, induz numa melhoria bastante significativa no comportamento das misturas à deformação permanente, permitindo assim a sua utilização com garantias de bom funcionamento e consequente segurança para os utentes. Deste modo, é possível reduzir a problemática dos cavados de rodeira que induzem a fenómenos prejudiciais de hidroplanagem.