Materias de contrução CBUQ

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Introdução 
O revestimento asfáltico na composição de pavimentos flexíveis é uma das soluções mais tradicionais e utilizadas na construção e recuperação de vias urbanas, vicinais e de rodovias. Segundo dados da Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfalto (Abeda), mais de 90% das estradas pavimentadas nacionais são de revestimento asfáltico.
O sistema de pavimentação é formado por quatro camadas principais: revestimento de base asfáltica, base, sub-base e reforço do subleito. Dependendo da intensidade e do tipo de tráfego, do solo existente e da vida útil do projeto, o revestimento pode ser composto por uma camada de rolamento e camadas intermediárias ou de ligação. Mas nos casos mais comuns, utiliza-se uma única camada de mistura asfáltica como revestimento.
O asfalto pode ser fabricado em usina específica (misturas usinadas), fixa ou móvel, ou preparado na própria pista (para tratamentos superficiais). Além da forma de produção, os revestimentos também podem ser classificados quanto ao tipo de ligante utilizado: a quente com o uso de concreto asfáltico, o chamado Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBQU) ou a frio com o uso de emulsão asfáltica (EAP).
O Concreto Betuminoso Usinado a Quente é o mais empregado no Brasil. Trata-se do produto da mistura de agregados de vários tamanhos e cimento asfáltico, ambos aquecidos em temperaturas previamente escolhidas, em função da característica viscosidade-temperatura do ligante.
Mais econômicas, as misturas asfálticas usinadas a frio são indicadas para revestimento de ruas e estradas de baixo volume de tráfego, ou ainda como camada intermediária (com concreto asfáltico superposto) e em operações de conservação e manutenção. Neste caso, as soluções podem ser pré-misturadas e devem receber tratamentos superficiais posteriores.
Definição
O CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente) é um revestimento asfáltico de 
alta qualidade composto por agregados sólidos e um ligante.
 São estruturas compostas por múltiplas camadas, sendo que o revestimento é a camada responsável por receber e transmitir a carga dos veículos, além de servir de proteção contra o intemperismo.
Composição 
O CBUQ é uma mistura entre agregados minerais (aproximadamente 95%) e o CAP (aproximadamente 5%). Os agregados mais utilizados são as britas e o pó-de-pedra, cuja função no pavimento é a resistência mecânica e estabilidade da mistura. Já CAP tem função de promover a aglutinação, flexibilidade, impermeabilidade e durabilidade da mistura asfáltica.
 O CBUQ é classificado de acordo com a curva granulométrica dos agregados que a compõe, podendo ter graduação densa, aberta, uniforme ou descontínua.
O CAP é um material termo sensível cuja utilização deve obedecer sua curva viscosidade/temperatura. Por esta razão, é necessário muito cuidado com a temperatura de usinagem. Se a temperatura subir excessivamente há um dano as propriedades do CAP, que se oxida precocemente, alterando sua constituição e reduzindo a vida útil do material asfáltico recém produzido. 
O CAP é classificado de acordo com a sua consistência medida por penetração de agulha a 25°C em décimos de milímetro. A composição da mistura asfáltica em relação ao CAP utilizado e as propriedades dos agregados disponíveis em determinada obra deve ser regida por estudos e projetos específicos. O CAP é armazenado aquecido em tanques junto às Usinas de Asfalto, mantido em temperaturas entre 145°C e 155°C.
No PMF, o ligante que une os agregados graúdos e miúdos é a emulsão asfáltica, uma dispersão do CAP em fase aquosa estabilizada com tensoativos. Pode ser utilizada na mistura com agregados úmidos, ao contrário do CAP em uma mistura a quente onde há necessidade de secagem dos materiais pétreos para que haja a aderência do ligante com os agregados. Dependendo da origem mineral do agregado é necessário adicionar cal para que haja adesividade com o CAP.
 	Inúmeros estudos comprovam que o número de repetições de carga para romper um corpo de prova é muito maior para um CBUQ do que para um PMF. Alguns valores de estabilidade Marshall só podem ser atingidos pelo CBUQ. O PMF apresenta limitações para aplicação em rodovias, principalmente quando há previsão de cargas pesadas circulando sobre o pavimento.
Em relação a custos, o PMF é cerca de 50% mais barato do que o CBUQ, com algumas variações conforme a região do Brasil. Portanto, a questão de escolher entre um e outro depende do porte e das características da obra. Uma mistura asfáltica a quente terá qualidade e resistência superior em relação a mistura a frio. Entretanto se o PMF apresenta um traço bem projetado, com a correta dosagem e com rigoroso controle tecnológico pode ser uma ótima alternativa para vias com baixo volume de tráfego.
Concreto asfáltico denso (CA) 
O concreto asfáltico é a mistura asfáltica muito resistente em todos os aspectos, desde que adequadamente selecionados os materiais e dosados convenientemente. Pode ser: 
• Convencional: CAP e agregados aquecidos, segundo a especificação DNIT-ES 031/2004;
• Especial quanto ao ligante asfáltico: 
 Com asfalto modificado por polímero ou com asfalto-borracha; 
 Com asfalto duro, misturas de módulo elevado (enrobé à module élevé – EME). 
Graças ao arranjo de partículas com graduação bem-graduada, a quantidade de ligante asfáltico requerida para cobrir as partículas e ajudar a preencher os vazios não pode ser muito elevada, pois a mistura necessita contar ainda com vazios com ar após a compactação em torno de 3 a 5%, no caso de camada de rolamento (camada em contato direto com os pneus dos veículos) e de 4 a 6% para camadas intermediárias ou de ligação (camada subjacente à de rolamento). Caso não seja deixado certo volume de vazios com ar, as misturas asfálticas deixam de ser estáveis ao tráfego e, por fluência, deformam-se significativamente. A faixa de teor de asfalto em peso está normalmente entre 4,5 a 6,0%, dependendo da forma dos agregados, massa específica dos mesmos, da viscosidade e do tipo do ligante, podendo sofrer variações em torno desses valores. Para o teor de projeto, a relação betume-vazios está na faixa de 75 a 82% para camada de rolamento e 65 a 72% para camada de ligação.
 	
A Tabela abaixo mostra as faixas granulométricas recomendadas pelo DNIT 031/2004- ES. Esta norma ainda estabelece valores de parâmetros mecânicos, por exemplo, estabilidade Marshall mínima de 500kgf, com 75 golpes de compactação por face dos corpos-de-prova tipo Marshall e resistência à tração por compressão diametral mínima de 0,65MPa, aos 25oC.
O sistema Superpave utiliza para especificar a granulometria do agregado um gráfico onde o eixo das abscissas é dado pela abertura das peneiras, em milímetros, elevado à potência de 0,45. Para que a graduação em estudo atenda aos critérios Superpave, a curva granulométrica deve passar entre os pontos de controle definidos na Tabela. No passado, foi considerada uma região do gráfico, chamada de zona de restrição, local onde a curva granulométrica não deveria passar, conforme exemplo apresentado na Figura abaixo , que se encontra atualmente em desuso.
As zonas de restrição que foram inicialmente consideradas nos primeiros documentos e especificações do SHRP tinham por objetivo evitar misturas de difícil compactação e com potencialidade de ocorrência de deformação permanente devido à proporção elevada de areia fina natural em relação à areia total. Muitos estudos mostraram que quando se utiliza areia britada ou mesmo areias com angulosidade elevada, esta zona de restrição não se aplica. Assim nas especificações mais recentes as zonas de restrição foram desconsideradas. 
Concretos asfálticos densos são as misturas asfálticas usinadas a quente mais utilizadas como revestimentos asfálticos de pavimentos no Brasil. Suas propriedades, no entanto, são muito sensíveis à variação do teor de ligante asfáltico. Uma variação positiva, às vezes dentro do admissível em usinas, pode gerarproblemas de deformação permanente por fluência e/ou exsudação, com fechamento da macrotextura superficial. De outro lado, a falta de ligante gera um enfraquecimento da mistura e de sua resistência à formação de trincas, uma vez que a resistência à tração é bastante afetada e sua vida de fadiga fica muito reduzida. 
Uma das formas de reduzir a sensibilidade dos concretos asfálticos a pequenas variações de teor de ligante e torná-lo ainda mais resistente e durável em vias de tráfego pesado é substituir o ligante asfáltico convencional por ligante modificado por polímero ou por asfalto-borracha. 
O uso de asfaltos duros em concretos asfálticos é muito difundido na França e, atualmente, também nos Estados Unidos. Esses concretos asfálticos recebem o nome de misturas de módulo elevado (EME) por apresentarem módulo de resiliência elevado e também elevada resistência à deformação permanente, parâmetros apresentados no Capítulo 6. Possuem curvas granulométricas próximas à de máxima densidade, maximizando a resistência ao cisalhamento e minimizando os vazios. Não são empregadas como camada de rolamento devido à textura superficial muito lisa resultante, dificultando a aderência pneu-pavimento em dias de chuva. Sobre essas camadas de EME, como camada de rolamento são empregados em geral revestimentos delgados com a finalidade exclusivamente funcional
Misturas Usinadas 
A mistura de agregados e ligante é realizada em usina estacionária e transportada posteriormente por caminhão para a pista, onde é lançada por equipamento apropriado, denominado vibroacabadora. Em seguida é compactada, até atingir um grau de compressão tal que resulte num arranjo estrutural estável e resistente, tanto às deformações permanentes quanto às deformações elásticas repetidas da passagem do tráfego.
 	As misturas a quente distinguem-se em vários tipos de acordo com o padrão granulométrico empregado e as exigências de características mecânicas, em função da aplicação a que se destina. 
Um dos tipos mais empregados no Brasil é o concreto asfáltico (CA) também denominado concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ). Trata-se do produto da mistura convenientemente proporcionada de agregados de vários tamanhos e cimento asfáltico, ambos aquecidos em temperaturas previamente escolhidas, em função da característica viscosidade-temperatura do ligante. As misturas asfálticas a quente também dividem em grupos específicos em função da granulometria dos agregados. 
O segundo grupo de misturas, feitas em usinas estacionárias próprias, são os pré-misturados a frio em que se empregam as emulsões asfálticas como ligante para envolver os agregados. Também proporcionados de forma conveniente para atender certos requisitos de arranjo do esqueleto mineral, características volumétricas e de resistência mecânica especificadas, são nesse caso realizadas sem aquecimento dos agregados. O ligante eventualmente pode sofrer um pequeno aquecimento, mas em geral é também usado na temperatura ambiente. As misturas asfálticas também podem ser separadas em grupos específicos em função da granulometria dos agregados. 
Misturas Quentes 
As misturas asfálticas a quente podem ser subdivididas pela graduação dos agregados e fíler. São destacados três tipos mais usuais nas misturas a quente: 
• Graduação Densa: curva granulométrica contínua e bem-graduada de forma a proporcionar um esqueleto mineral com poucos vazios visto que os agregados de dimensões menores preechem os vazios dos maiores. Exemplo: concreto asfáltico (CA);
 
 • Graduação aberta: curva granulométrica uniforme com agregados quase exclusivamente de um mesmo tamanho, de forma a proporcionar um esqueleto mineral com muitos vazios interconectados, com insuficiência de material fino (menor que 0,075mm) para preencher os vazios entre as partículas maiores, com o objetivo de tornar a mistura com elevado volume de vazios com ar e, portanto, drenante, possibilitando a percolação de água no interior da mistura asfáltica. Exemplo: mistura asfáltica drenante, conhecida no Brasil por camada porosa de atrito (CPA); 
Imagem: Diversas frações que compõem um concreto asfáltico (CA), como ilustração da participação de todos os tamanhos em quantidades proporcionais 
• Graduação descontínua: curva granulométrica com proporcionamento dos grãos de maiores dimensões em quantidade dominante em relação aos grãos de dimensões intermediárias, completados por certa quantidade de finos, de forma a ter uma curva descontínua em certas peneiras, com o objetivo de tornar o esqueleto mineral mais resistente à deformação permanente com o maior número de contatos entre os agregados graúdos. Exemplo: matriz pétrea asfáltica (stone matrix asphalt – SMA); mistura sem agregados de certa graduação (gap-graded)
A imagem mostra exemplos de composições de agregados de diferentes graduações. 
O Gráfico apresenta exemplos de curvas granulométricas que ilustram os três tipos de composição do esqueleto mineral.
Todos esses tipos de misturas asfálticas a quente são utilizados como revestimento de pavimentos de qualquer volume de tráfego, desde o muito baixo até o muito elevado, sendo que os tipos especiais, SMA e CPA, sempre são colocados sobre outra camada preexistente de concreto asfáltico ou de outro material, até de concreto de cimento Portland.
Quando a espessura de projeto de revestimento for maior que 70mm é comum fazer uma subdivisão em duas camadas para fins de execução; a superior que fica em contato com os pneus dos veículos é chamada de camada de rolamento ou simplesmente de “capa” e tem requisitos de vazios bastante restritos, para garantir a impermeabilidade; a camada inferior é referida como camada de ligação ou intermediária (ou ainda de binder) e pode ser projetada com um índice de vazios ligeiramente maior, com a finalidade de diminuir o teor de ligante e baratear a massa asfáltica. Esse procedimento também modificará as características mecânicas e de flexibilidade da mistura, o que deve ser levado em conta no dimensionamento do pavimento.
Os pré-misturados a quente que não atendem a requisitos granulométricos de camada intermediária ou de nivelamento, mas são preparados com tamanhos nominais máximos de agregados graúdos de grandes dimensões são referidos genericamente de PMQ, devendo atender a especificação de serviço particular para camada especial de correção de desnivelamentos ou regularização em pavimentos em uso.
Método Marshall 
O primeiro procedimento de dosagem documentado para misturas asfálticas é conhecido como método Hubbard-Field. Ele foi originalmente desenvolvido para dosagem de misturas de areia e asfalto e posteriormente modificado para aplicação em misturas com agregados graúdos (Asphalt Institute, 1956). Segundo Roberts et al. (1996), entre 1940 e metade da década de 1990, 75% dos departamentos de transportes norte-americanos utilizavam o método Marshall e 25% o método Hveem. A partir de então foi introduzido o método Superpave que vem gradativamente substituindo os outros dois. No Brasil tem-se utilizado principalmente o método Marshall, ou suas variações, tendo o uso do método Superpave sido mais restrito a pesquisas no âmbito das universidades do país. 
A norma DNER-ME 43/95, que trata do método de dosagem Marshall, recomenda o esforço de compactação de 50 golpes para pressão de pneu até 7kgf/cm2 e de 75 golpes para a pressão de 7kgf/cm² a 14kgf/cm². Não há, na norma, nenhuma recomendação com relação à frequência de aplicação dos golpes. Esse aspecto se verifica, também, na norma da ASTM D 5581 (ASTM, 2001), assim como nas especificações da AASHTO referentes ao método Marshall. 
O método de dosagem Marshall pode apresentar diversas alternativas para escolha do teor de projeto de ligante asfáltico. Segundo Napa (1982), a escolha do teor de asfalto primordialmente para camadas de rolamento em concreto asfáltico é baseada somente no volume de vazios (Vv), correspondente a 4%, ou o Vv correspondente à média das especificações. No Brasil, a escolha do teor de projeto correspondentea um Vv de 4% também é adotada no estado de São Paulo pela Dersa. Observa-se distinção de procedimentos para definição do teor de projeto dependendo do órgão, empresa ou instituto de pesquisa. É comum também a escolha se dar a partir da estabilidade Marshall, da massa específica aparente e do Vv. Nesse caso, o teor de projeto é uma média de três teores, correspondentes aos teores associados à máxima estabilidade, à massa específica aparente máxima da amostra compactada e a um Vv de 4% (ou média das especificações).
Ainda outra forma de se obter o teor de projeto é fazendo uso somente de dois parâmetros volumétricos, Vv e RBV, o que é mostrado a seguir.
Os parâmetros determinados são correspondentes a cada CP. Os valores de cada grupo são as médias dos valores dos CPs com o mesmo teor de asfalto.
Pode-se então selecionar o teor de projeto a partir dos parâmetros de dosagem Vv e
RBV. Com os cinco valores médios de Vv e RBV obtidos nos grupos de corpos-de-prova é possível traçar um gráfico (Figura 5.19) do teor de asfalto (no eixo “x”) versus Vv (no eixo “y1”) e RBV (no eixo “y2”). Adicionam-se então linhas de tendência para os valores encontrados dos dois parâmetros.
Volumetria do CBUQ
A granulação do CBUQ tem como base o entendimento que os asfaltos são feitos de grãos, sendo assim ao serem unidos por aditivos em alta temperatura ele podem se unirem com mais facilidade, porém todo material com granulação tem um espaçamento microscópico em os mesmos, podendo em alguns casos de materiais fazer uma elevação de nível ou impossibilitando o rolamento da pensa para a execução da obra.
 	A volumetria vem analisando esse lado como aprendizado, pois colocando um material bruto ou fora da linha sequencial de produção e preparo, ou seja a ausência de alguma aditivo ou mistura ineficaz, quando colocado no pavimento gera um granulação maior e dessa forma gera uma elevação da estrutura. 
No ponto específico do concreto betuminoso usina quente é mínimo o espaçamento em os próprios grãos do produto, dessa forma ao ser aplicado gera uma superfície homogeneizada e pela facilidade do manuseio e custo na execução, tende a ser uma das melhores saídas para pavimentação asfáltica. 
Empolamento
O empolamento geralmente é estudo quando se trata de terraplanagem e nivelamento de aterro, pois entendemos que ao retirar um determinado material do seu estado natural e tendo posto no mesmo local que foi colocado, cabe de forma completa, pois houve uma separação de seus grãos e esses espaçamento podem varia de porcentagem (%) em seus cálculos, podemos considerar a retirar, transporte e compactação quando lançada em determinado local. 
 	Quando implementamos o estudo do empolamento na pavimentação, só pode ser considerado no reuso do mesmo para outras faixas, ou seja utilizar a FRISAGEM DO ASFALTO, que consiste em raspar o asfalto anterior para ser reutilizado em outro local ou sendo utilizado com aditivos de reforço estrutural como querosene e diesel ou reaproveitamentos de pneus. 
No ponto em questão que é o empolamento do CBUQ o empolamento de transporte e compactação é mínima pois frisando do asfalto tem como início a vários processos como implementação de substâncias nocivas porém químicas, de degradação e fortalecimento dos mesmos, e por fim há de gerar a compactação final pela prensa no próprio pavimento.
Imagem: Calibre das laminas de frisagem asfáltica
Conclusão 
Esta pesquisa tem por finalidade descrever um dos tipos de asfalto mais utilizado no Brasil, suas etapas de usinagem, como ele é aplicado, seus benefícios e malefícios.
 	Existem várias misturas betuminosas com funções diferentes para a aplicação de Asfalto (CBUQ) e outros tipos de pavimentação asfáltica também.
O Asfalto, tecnicamente falando, é conhecido como CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado à Quente. Sua produção é feita em uma Usina de Asfalto.
 	A temperatura que o CBUQ sai da usina é em torno de 165 a 168 graus Celsius, já a sua aplicação é entre 150 e 160 graus.
Em resumo, o CBUQ é composto de CAP, injetado no balão da usina junto com os agregados em percentual de acordo com o traço.
O CM, geralmente CM-30, é o material utilizado na imprimação da base. Sua função é de impermeabilização para evitar que infiltração de água da base para o CBUQ. Após a aplicação do CM é necessário um tempo de, pelo menos, 48h de cura para que ele “rompa”, ou seja, evapore todo o querosene presente na sua composição.
Com isso determinamos que o CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente), é um dos tipos de revestimentos asfálticos mais utilizados nas vias urbanas e rodovias brasileiras. Os pavimentos são estruturas compostas por múltiplas camadas, sendo que o revestimento é a camada responsável por receber e transmitir a carga dos veículos, além de servir de proteção do solo contra intemperismo. Trazendo assim ao Brasil, o comércio nacional e população grandes vantagens, nos afetando diretamente em quase todas as áreas das nossas vidas, alguns exemplos são; alimentação, vestimentas, negócios e outras coisas mais.
Bibliografia 
Normas Técnicas de Referência
DNER-ES 385/99 (#) – Pavimentação – concreto asfáltico com asfalto polímero
DNER-ES 386/99 (#) – Pavimentação – pré- misturado a quente com asfalto polímero – camada porosa de atrito
DNER-ES 387/99 (#) – Pavimentação – areia asfalto a quente com asfalto polímero
DNER-ES 388/99 (#) – Pavimentação – micro pré-misturado a quente com asfalto polímero
DNER-ES 395/99 (#) – Pavimentação – Pavimentação – pintura de ligação com asfalto polímero
 
Sites de Apoio 
http://www.ufjf.br/pavimentacao/files/2011/08/Pavimenta
http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/16/artigo260588-5.aspx
http://www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/Modulo%206%20-%20Misturas%20Asfalticas.pdf
http://pedreirao.com.br/misturas-betuminosas-cbuq-cap-rr-cm-passo-a-passo/
http://asfaltodequalidade.blogspot.com.br/2015/09/cbuq-x-pmf.html