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14 de março de 2016
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Compactação

As estrelas do roadbuilding

Especialistas explicam os procedimentos, equipamentos e tecnologias embarcadas que permitem obter um pavimento compacto, liso e uniforme em obras rodoviárias
Por Evanildo da Silveira

Como se sabe, grande parte da segurança, conforto e durabilidade de uma rodovia depende da qualidade e do modo como o asfalto foi assentado. Prioritariamente, para que tenha longa durabilidade o pavimento precisa oferecer estabilidade aos veículos e suportar grandes cargas, além de ser pouco permeável à água. E, para se obter esse resultado, uma das etapas mais importantes na construção do pavimento é a compactação. Afinal, de nada adianta o concreto asfáltico ser de boa qualidade se houver erros técnicos nessa fase. É justamente nesse ponto que entram os rolos compactadores, equipamentos clássicos da construção rodoviária que são utilizados para comprimir o piso, eliminando os “vazios”, ou melhor, os espaços com ar no interior da camada, deixando a pista de rolamento mais firme, lisa e uniforme.

Basicamente, há três tipos desses equipamentos. Um deles é o tandem, equipado com dois cilindros lisos e que podem ser vibratórios ou não (neste caso, chamado de “estático”). Polivalente, trata-se de um equipamento capaz de compactar todos os tipos de misturas asfálticas. No modo estático, o próprio peso dos rolos é o responsável pela compressão. No caso da vibração, a compactação é gerada por um peso excêntrico (fora do centro), que gira em alta velocidade no interior dos cilindros, fazendo com que eles subam e desçam numa amplitude (altura de afastamento do pavimento) de 1 a 1,5 mm e numa frequência de 30 hz (ou 30 vezes por segundo). Esses movimentos geram ondas de choque, que reduzem os atritos internos entre as partículas e os agregados da massa asfáltica, facilitando e intensificando a compactação.

Outro tipo comum no mercado nacional é o compactador estático de pneus. Nesse caso, o peso do equipamento é o único responsável pelo trabalho. Segundo os especialistas, os mais eficientes são os modelos que têm número par de pneus, de modo que a distribuição do peso seja igual em cada eixo. Para evitar que fiquem marcas no asfalto (deixadas pelo espaço entre uma roda e outra), as rodas de um eixo são colocadas de maneira que cubram os desvios das do outro eixo. Em outras palavras, há sobreposição entre as rodas traseiras e as dianteiras, de modo que haja cobertura de 100% da faixa de compactação. Por fim, o terceiro tipo são os rolos combinados, que tem um cilindro vibratório (ou estático) no eixo dianteiro e pneus no traseiro.

PROCEDIMENTO


Como se sabe, grande parte da segurança, conforto e durabilidade de uma rodovia depende da qualidade e do modo como o asfalto foi assentado. Prioritariamente, para que tenha longa durabilidade o pavimento precisa oferecer estabilidade aos veículos e suportar grandes cargas, além de ser pouco permeável à água. E, para se obter esse resultado, uma das etapas mais importantes na construção do pavimento é a compactação. Afinal, de nada adianta o concreto asfáltico ser de boa qualidade se houver erros técnicos nessa fase. É justamente nesse ponto que entram os rolos compactadores, equipamentos clássicos da construção rodoviária que são utilizados para comprimir o piso, eliminando os “vazios”, ou melhor, os espaços com ar no interior da camada, deixando a pista de rolamento mais firme, lisa e uniforme.

Basicamente, há três tipos desses equipamentos. Um deles é o tandem, equipado com dois cilindros lisos e que podem ser vibratórios ou não (neste caso, chamado de “estático”). Polivalente, trata-se de um equipamento capaz de compactar todos os tipos de misturas asfálticas. No modo estático, o próprio peso dos rolos é o responsável pela compressão. No caso da vibração, a compactação é gerada por um peso excêntrico (fora do centro), que gira em alta velocidade no interior dos cilindros, fazendo com que eles subam e desçam numa amplitude (altura de afastamento do pavimento) de 1 a 1,5 mm e numa frequência de 30 hz (ou 30 vezes por segundo). Esses movimentos geram ondas de choque, que reduzem os atritos internos entre as partículas e os agregados da massa asfáltica, facilitando e intensificando a compactação.

Outro tipo comum no mercado nacional é o compactador estático de pneus. Nesse caso, o peso do equipamento é o único responsável pelo trabalho. Segundo os especialistas, os mais eficientes são os modelos que têm número par de pneus, de modo que a distribuição do peso seja igual em cada eixo. Para evitar que fiquem marcas no asfalto (deixadas pelo espaço entre uma roda e outra), as rodas de um eixo são colocadas de maneira que cubram os desvios das do outro eixo. Em outras palavras, há sobreposição entre as rodas traseiras e as dianteiras, de modo que haja cobertura de 100% da faixa de compactação. Por fim, o terceiro tipo são os rolos combinados, que tem um cilindro vibratório (ou estático) no eixo dianteiro e pneus no traseiro.

PROCEDIMENTO

Geralmente, a construção de uma rodovia começa pela terraplanagem do que será o leito do asfalto. Em seguida, o concreto asfáltico é aplicado no solo e pré-compactado por uma máquina chamada vibroacabadora, por meio de um sistema de placas vibratórias aquecidas. Mas são os rolos que efetivamente realizam o trabalho de compactar a camada pavimentada, e isso exige estabelecer uma sequência adequada de movimentos. “O procedimento correto é, primeiramente, passar um rolo vibratório para executar a compressão da parte mais grossa e, na sequência, um de pneus para fazer um acabamento superficial, o que chamamos de fechamento”, explica Juliano Gewehr, especialista de produto e aplicação da Ciber Equipamentos Rodoviários, empresa que comercializa os compactadores da marca Hamm no Brasil. De acordo com ele, no Brasil muitas vezes se utiliza a sequência errada. “Ou se utiliza somente o de pneus ou apenas o vibratório”, diz o especialista. “Ao passo que o correto é os dois trabalharem em sincronia.”

Contudo, o diretor presidente da Bomag Marini Latin America, Walter Rauen, tem informação um pouco diferente. “A sequência de passagem dos rolos varia de acordo com o construtor, assim como a quantidade de equipamentos”, enfatiza. “Geralmente, o tandem vem logo após a pavimentadora (vibroacabadora). O de pneus, que é o maior responsável pela compactação, vem depois dele. Finlamente, outro tandem dá o acabamento final, para eliminar as marcas deixadas pelas rodas.”

O representante da Caterpillar para o mercado de pavimentação, Paulo Roese, contribui para o debate ao sintetizar a diferenças entre os tipos de compressores. “Os rolos estáticos têm como característica principal realizar a compactação pelo seu próprio peso”, explica. “Os vibratórios se destacam pelo grande poder de compactar e os de pneus têm como ponto alto a flexibilidade de aumentar ou reduzir a pressão no pavimento pela remoção e ou adição de lastros, bem como pela alteração na calibragem. Já os combinados são uma boa alternativa para alguns trabalhos, nos quais é possível reunir os benefícios dos dois tipos.”

Seja como for, o calor da massa asfáltica tem papel importante na sequência de compressão. De acordo com Gewehr, todo o processo deve ocorrer a uma temperatura entre 100°C e 140°C. “O asfalto sai da usina a 165°C, em média. E, durante o transporte e aplicação na pista, ele vai esfriando”, explica o executivo. “Então, a faixa ideal para compactá-lo é de 140°C, pois quando chega próximo a 100°C, já vai ficando mais endurecido. Claro que é viável compactar com temperatura menor, mas nesse caso podem ocorrer problemas. Quando se passa o rolo vibratório em cima dessa camada já fria, surgem trincas e fissuras, por exemplo. Por isso, o de pneus deve ser o último a ser passado.” Também não se deve usar vibração sobre ponte e viadutos, complementa Gewehr, pois isso pode danificar as estruturas.

Expertise

Na mesma linha, Rauen cita outros cuidados que o construtor deve tomar para realizar um bom trabalho em compactação. O primeiro deles é sempre utilizar um sistema de espargimento de água para evitar que o asfalto possa aderir aos cilindros ou pneus do equipamento.

Outro ponto importante é só mudar de faixa no ponto em que já houver compactação anterior, sempre de forma suave. “Ao alterar a direção ou sentido e ao parar, deve-se desligar a vibração, para que não ocorra uma depressão excessiva naquele ponto”, acrescenta o diretor da Bomag. “Além disso, o deslocamento deve ser feito sempre em linha reta ou no sentido da via (quando em curvas). Também é fundamental não estacionar o rolo sobre o pavimento recém-aplicado (ainda quente) e sempre levar em conta a temperatura, tipo de mistura e espessura do pavimento na hora de selecionar ou regular o equipamento.”

Há ainda outro aspecto a considerar. Segundo Carlos Eduardo dos Santos, especialista da área de produto e aplicação da Atlas Copco Construction Technique, o uso de rolos vibratórios em massas asfálticas é indicado para a compactação de camadas mais espessas, além de serem utilizados para misturas com um traço mais grosso. “Esse tipo de equipamento irá influenciar na textura de acabamento superficial da camada”, explica. “Ou seja, com ele, aliado a um traço de massa asfáltica adequado, é possível atingir uma textura superficial mais porosa, facilitando a drenagem e a aderência da pista.”

Dada à importância da compactação, os principais fabricantes de compactadores estão investindo cada vez mais em aperfeiçoamentos e inovações de seus equipamentos, o que inclui o desenvolvimento acelerado de novas tecnologias embarcadas. “Atualmente, se usa muito GPS, o sistema de posicionamento global, que oferece mapas precisos do padrão de rolagem. Assim, o controle pode ser programado com o número necessário de passadas”, exemplifica Roese. “Há também tecnologias baseadas em rigidez do material e acelerômetro, além de sensores infravermelhos para medição de temperatura da massa.”

Tudo isso, como frisa o especialista, ajuda o operador a minimizar o “palpite” na hora de saber se a compactação já alcançou a densidade desejada ou finalizou o padrão e a rolagem. “Com isso, evita-se deixar áreas sem compactação ou com ela inadequada”, destaca Santos.

RECURSOS

Ainda em termos de tecnologias aplicadas, a Atlas Copco – que em 2007 adquiriu a reconhecida marca de rolos compactadores Dynapac – desenvolveu o sistema EcoMode, que é um controle inteligente da rotação do motor de acordo com a carga aplicada, que possibilita uma redução de até 20% no consumo de combustível dos rolos. “A redução no consumo de combustível também aumenta a vida útil do motor, assim como reduz a emissão de poluentes”, complementa Santos. “Além disso, outras funções e características contribuem para a busca de uma indústria de construção cada vez mais sustentável, incluindo mecanismo vibratório com bomba dupla, redução proporcional da velocidade do ventilador em função da temperatura, diminuição do número de conexões hidráulicas, óleo hidráulico biodegradável, motores de baixa emissão (IIIB/T4I), queda do nível de ruído e sistemas de controle de tração, que promovem uma aceleração e desaceleração mais suaves (sem trancos), evitando o arraste da massa asfáltica.”

No caso da Bomag, Rauen destaca o controle de emissões do motor diesel, que além de poluir menos, também reduz o consumo. Em termos de recursos, ele cita ainda o sistema de variação da amplitude de vibração e o sistema de gerenciamento da compactação (que identifica os graus de compressão, possibilitando que o operador priorize os locais menos compactados), mas também o rastreamento por satélite e o mapeamento do trabalho. “Nesse caso, por meio da inserção no equipamento do mapa do local a ser compactado, o sistema fornece um relatório com o resultado do trabalho, que pode ser impresso na própria máquina ou enviado via satélite, por e-mail”, explica.

Já na Hamm, a grande inovação recente – que até gerou uma patente internacional – é um rolo em que os cilindros oscilam em vez de vibrar, mantendo-se em contato permanente com a camada asfáltica. Isso permite realizar a compactação sem causar danos ao pavimento ou ao equipamento, mesmo em construções adjacentes. Segundo a empresa, essa técnica otimiza o trabalho, reduzindo a quantidade de passadas.

A nova tecnologia utiliza dois eixos com pesos, que giram em sentidos opostos em vez de um único, com pesos excêntricos girando em alta velocidade como nos vibratórios. “Em locais onde não podemos utilizar a vibração, como sobre pontes e viadutos, por exemplo, operamos com o cilindro dianteiro estático e o traseiro oscilando”, explica Gewehr. “Com essa tecnologia, o rolo aplica força sem abalar as estruturas, porque não há um golpe, mas algo como se fosse uma ‘massagem’ na camada asfáltica.”

Soluções têm diferenças conceituais

Assim como há rolos lisos para compactar asfalto, existem equipamentos similares para realizar este mesmo tipo de trabalho no solo. Porém, não se pode confundir essas máquinas, utilizando uma para fazer a tarefa da outra. Segundo Juliano Gewehr, especialista de produto e aplicação da Ciber Equipamentos Rodoviários, os cilindros lisos para terra não podem ser utilizados em asfalto por duas razões. “A primeira é que este compactador tem pneus traseiros ranhurados, para se movimentar sobre terrenos que, muitas vezes, ainda não estão compactados e, por isso, exigem uma maior necessidade de tração”, diz. “Se passar esse rolo em cima do asfalto quente, irá deixar várias marcas.”

O segundo motivo é que os compactadores de solo são projetados para obter um impacto maior, uma vez que são usados para compactar camadas mais espessas, de 20 a 30 cm. “Então, aplicam um golpe com uma força muito alta na camada de asfalto que, muitas vezes, não passa de 5 cm”, explica Gewehr. “Seria uma força desproporcional que poderia, já após duas passadas, começar a criar trincas e rachaduras.”

E, mesmo que esses problemas não ocorram, há um excesso de compactação, reduzindo a vida útil do asfalto e a qualidade da superfície. É o que explica Carlos Eduardo dos Santos, especialista da área de produto e aplicação da Atlas Copco Construction Technique, que lembra outra diferença marcante. “Os rolos lisos para solos possuem um cilindro de compactação com uma usinagem mais simples”, diz. “Ou seja, a sua forma geométrica e acabamento superficial é inferior ao de asfalto, que possui um acabamento superficial usinado, garantindo uma rugosidade superficial e uma geometria melhor. Assim, podemos ter uma rolagem sobre o asfalto mais suave, evitando as marcas.”