PavimentaçãoAsfaltica-Petrobras-VersãoCompleta

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Liedi Bariani Bernucci
Jorge Augusto Pereira Ceratti
Jorge Barbosa Soares
Laura Maria Goretti da Motta
• Formação Básica para Engenheiros •
PAVIMENTAÇÃO
ASFÁLTICA
Rio de Janeiro
2008
Liedi Bariani Bernucci
Laura Maria Goretti da Motta
Jorge Augusto Pereira Ceratti
Jorge Barbosa Soares
Pavimentação asfáltica
Formação básica para engenheiros
3ª. Reimpressão
2010
PATROCINADORES
Petrobras – Petróleo Brasileiro S. A.
Petrobras Distribuidora
Abeda – Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
Copyright © 2007 Liedi Bariani Bernucci, Laura Maria Goretti da Motta, 
Jorge Augusto Pereira Ceratti e Jorge Barbosa Soares
P338 Pavimentação asfáltica : formação básica para engenheiros / Liedi 
Bariani Bernucci... [et al.]. – Rio de Janeiro : PETROBRAS: ABEDA,
2006.
504 f. : il. 
Inclui Bibliografias.
Patrocínio PETROBRAS
1. Asfalto. 2. Pavimentação. 3. Revestimento asfáltico. 4. Mistura.
I. Bernucci, Liedi Bariani. II. Motta, Laura Maria Goretti da. III. Ceratti,
Jorge Augusto Pereira. IV. Soares, Jorge Barbosa.
 CDD 625.85
COORDENAÇÃO DE PRODUÇÃO
Trama Criações de Arte
PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO
Anita Slade
Sonia Goulart
DESENHOS
Rogério Corrêa Alves
REVISÃO DE TEXTO
Mariflor Rocha
CAPA
Clube de Idéias
IMPRESSÃO
Gráfica Imprinta
Ficha catalográfica elaborada pela Petrobras / Biblioteca dos Serviços Compartilhados
APRESENTAÇÃO
Tendo em vista a necessidade premente de melhoria da qualidade das rodovias 
brasileiras e a importância da ampliação da infra-estrutura de transportes, a Pe-
tróleo Brasileiro S.A., a Petrobras Distribuidora S.A. e a Associação Brasileira das 
Empresas Distribuidoras de Asfaltos – Abeda vêm investindo no desenvolvimento 
de novos produtos asfálticos e de modernas técnicas de pavimentação. Para efeti-
vamente aplicar estes novos materiais e a recente tecnologia, é preciso promover a 
capacitação de recursos humanos. 
Assim, essas empresas, unidas em um empreendimento inovador, conceberam 
uma ação para contribuir na formação de engenheiros civis na área de pavimenta-
ção: o Proasfalto – Programa Asfalto na Universidade. Este projeto arrojado foi criado 
para disponibilizar material didático para aulas de graduação de pavimentação visan-
do oferecer sólidos conceitos teóricos e uma visão prática da tecnologia asfáltica.
Para a elaboração do projeto didático, foram convidados quatro professores de 
renomadas instituições de ensino superior do Brasil. Iniciou-se então o projeto que, 
após excelente trabalho dos professores Liedi Bariani Bernucci, da Universidade de 
São Paulo, Laura Maria Goretti da Motta, da Universidade Federal do Rio de Janei-
ro, Jorge Augusto Pereira Ceratti, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, e 
Jorge Barbosa Soares, da Universidade Federal do Ceará, resultou no lançamento 
deste importante documento. 
O livro Pavimentação Asfáltica descreve os materiais usados em pavimentação 
e suas propriedades, além de apresentar as técnicas de execução, de avaliação e 
de restauração de pavimentação. A forma clara e didática como o livro apresenta 
o tema o transforma em uma excelente referência sobre pavimentação e permite 
que ele atenda às necessidades tanto dos iniciantes no assunto quanto dos que já 
atuam na área.
A Universidade Petrobras, co-editora do livro Pavimentação Asfáltica, sente-se 
honrada em participar deste projeto e cumprimenta os autores pela importante ini-
ciativa de estabelecer uma bibliografia de consulta permanente sobre o tema.
Petróleo Brasileiro S.A. – Petrobras
Petrobras Distribuidora S.A. – Asfaltos
Abeda – Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos
PREFÁCIO 7
1 Introdução 9
1.1 PAVIMENTO DO PONTO DE VISTA ESTRUTURAL E FUNCIONAL 9
1.2 UM BREVE HISTÓRICO DA PAVIMENTAÇÃO 11
1.3 SITUAÇÃO ATUAL DA PAVIMENTAÇÃO NO BRASIL 20
1.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS 22
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 24
2 Ligantes asfálticos 25
2.1 INTRODUÇÃO 25
2.2 ASFALTO 26
2.3 ESPECIFICAÇÕES BRASILEIRAS 58
2.4 ASFALTO MODIFICADO POR POLÍMERO 59
2.5 EMULSÃO ASFÁLTICA 81
2.6 ASFALTO DILUÍDO 96
2.7 ASFALTO-ESPUMA 97
2.8 AGENTES REJUVENESCEDORES 99
2.9 O PROGRAMA SHRP 100
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 110
3 Agregados 115
3.1 INTRODUÇÃO 115
3.2 CLASSIFICAÇÃO DOS AGREGADOS 116
3.3 PRODUÇÃO DE AGREGADOS BRITADOS 124
3.4 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS IMPORTANTES DOS AGREGADOS 
 PARA PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA 129
3.5 CARACTERIZAÇÃO DE AGREGADOS SEGUNDO O SHRP 150
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 154
SUMÁRIO
4 Tipos de revestimentos asfálticos 157
4.1 INTRODUÇÃO 157
4.2 MISTURAS USINADAS 158
4.3 MISTURAS IN SITU EM USINAS MÓVEIS 185
4.4 MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS 188
4.5 TRATAMENTOS SUPERFICIAIS 191
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 200
5 Dosagem de diferentes tipos de revestimento 205
5.1 INTRODUÇÃO 205
5.2 DEFINIÇÕES DE MASSAS ESPECÍFICAS PARA MISTURAS ASFÁLTICAS 207
5.3 MISTURAS ASFÁLTICAS A QUENTE 217
5.4 DOSAGEM DE MISTURAS A FRIO 253
5.5 MISTURAS RECICLADAS A QUENTE 256
5.6 TRATAMENTO SUPERFICIAL 263
5.7 MICRORREVESTIMENTO E LAMA ASFÁLTICA 269
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 281
6 Propriedades mecânicas das misturas asfálticas 287
6.1 INTRODUÇÃO 287
6.2 ENSAIOS CONVENCIONAIS 288
6.3 ENSAIOS DE MÓDULO 290
6.4 ENSAIOS DE RUPTURA 308
6.5 ENSAIOS DE DEFORMAÇÃO PERMANENTE 316
6.6 ENSAIOS COMPLEMENTARES 327
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 332
7 Materiais e estruturas de pavimentos asfálticos 337
7.1 INTRODUÇÃO 337
7.2 PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE BASE, SUB-BASE 
 E REFORÇO DO SUBLEITO 339
7.3 MATERIAIS DE BASE, SUB-BASE E REFORÇO DO SUBLEITO 352
7.4 ALGUMAS ESTRUTURAS TÍPICAS DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS 365
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 369
8 Técnicas executivas de revestimentos asfálticos 373
8.1 INTRODUÇÃO 373
8.2 USINAS ASFÁLTICAS 373
8.3 TRANSPORTE E LANÇAMENTO DE MISTURAS ASFÁLTICAS 384
8.4 COMPACTAÇÃO 389
8.5 EXECUÇÃO DE TRATAMENTOS SUPERFICIAIS POR PENETRAÇÃO 393
8.6 EXECUÇÃO DE LAMAS E MICRORREVESTIMENTOS ASFÁLTICOS 397
8.7 CONSIDERAÇÕES FINAIS 401
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 402
9 Diagnóstico de defeitos, avaliação funcional e de aderência 403
9.1 INTRODUÇÃO 403
9.2 SERVENTIA 405
9.3 IRREGULARIDADE LONGITUDINAL 407
9.4 DEFEITOS DE SUPERFÍCIE 413
9.5 AVALIAÇÃO OBJETIVA DE SUPERFÍCIE PELA DETERMINAÇÃO DO IGG 424
9.6 AVALIAÇÃO DE ADERÊNCIA EM PISTAS MOLHADAS 429
9.7 AVALIAÇÃO DE RUÍDO PROVOCADO PELO TRÁFEGO 435
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 438
10 Avaliação estrutural de pavimentos asfálticos 441
10.1 INTRODUÇÃO 441
10.2 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ESTRUTURAL 443
10.3 EQUIPAMENTOS DE AVALIAÇÃO ESTRUTURAL NÃO-DESTRUTIVA 445
10.4 NOÇÕES DE RETROANÁLISE 453
10.5 SIMULADORES DE TRÁFEGO 457
10.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 460
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 461
11 Técnicas de restauração asfáltica 463
11.1 INTRODUÇÃO 463
11.2 TÉCNICAS DE RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS 
 COM PROBLEMAS FUNCIONAIS 466
11.3 TÉCNICAS DE RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS 
 COM PROBLEMAS ESTRUTURAIS 468
11.4 CONSIDERAÇÕES SOBRE O TRINCAMENTO POR REFLEXÃO 469
 BIBLIOGRAFIA CITADA E CONSULTADA 475
ÍNDICE DE FIGURAS 477
ÍNDICE DE TABELAS 486
ÍNDICE REMISSIVO DE TERMOS 490
ÍNDICE REMISSIVO DAS BIBLIOGRAFIAS 496
7
PREFÁCIO
Este livro tem por objetivo principal contribuir para a formação do aluno na área de 
pavimentação asfáltica, dos cursos de Engenharia Civil de universidades e faculda-
des do país. O projeto deste livro integra o Programa Asfalto na Universidade, con-
cebido em conjunto com a Petrobras e a Abeda, nossos parceiros e patrocinadores, 
para apoiar o ensino de graduação, disponibilizandomaterial bibliográfico adicional 
aos estudantes e aos docentes de disciplinas de infra-estrutura de transportes. Os 
autores acreditam que seu conteúdo possa ser também útil a engenheiros e a téc-
nicos da área de pavimentação e, no aspecto de organização do conhecimento, a 
pós-graduandos. 
A elaboração deste livro em muito assemelha-se à construção de uma estrada, 
e os autores o vêem como mais uma via na incessante busca de novos horizontes. 
Estradas preexistentes influenciam o traçado de novas rodovias, assim como a pre-
existência de diversos materiais bibliográficos contribuiu para o projeto deste livro. 
Os autores procuraram ao máximo trafegar por diversas referências, devidamente 
reconhecidas no texto, e estão cientes de que muitos outros caminhos precisam ser 
percorridos para uma viagem mais plena.
Como em qualquer projeto de engenharia, decisões foram tomadas com vistas à 
delimitação do trabalho. Foram enfocados tópicos julgados menos disponíveis na li-
teratura técnica brasileira sobre materiais de pavimentação – principalmente no que 
se refere aos ligantes asfálticos e aos tipos e propriedades das misturas asfálticas –, 
técnicas executivas e de avaliação de desempenho, bem como as diretrizes para 
a restauração asfáltica de pavimentos. Esses assuntos foram considerados pelos 
autores de grande valia para a construção do conhecimento sobre pavimentação na 
academia. Os autores reconhecem a limitação do escopo deste livro e recomendam 
fortemente que os estudantes busquem bibliografia complementar que enriqueça 
seus conhecimentos, enveredando também pelos caminhos do projeto de dimensio-
namento das estruturas de pavimentos e de restaurações, da mecânica dos pavi-
mentos, da geotecnia, do projeto de tráfego e de drenagem, das técnicas de controle 
tecnológico, da gerência de pavimentos etc. Todas essas áreas do saber afins à pa-
vimentação dão embasamentos aos conceitos necessários para termos pavimentos 
rodoviários, aeroportuários e urbanos mais econômicos, com melhor desempenho e 
mais duráveis para cada situação.
Como toda obra de pavimentação, não faltou neste caso a consultoria e o contro-
le de qualidade, exercidos com competência e elegância pelos cole gas aqui reconhe-
cidos por seus valiosos comentários e sugestões: Dra. Leni Figueiredo Mathias Leite 
e Eng. Luis Alberto do Nascimento (Centro de Pesquisa da Petrobras), Eng. Ilonir 
Antonio Tonial (Petrobras Distribuidora), Eng. Armando Morilha Júnior (Abeda), 
Prof. Dr. Glauco Túlio Pessa Fabbri (Escola de Engenharia de São Carlos/Univer-
sidade de São Paulo), Prof. Sérgio Armando de Sá e Benevides (Universidade Fe-
deral do Ceará), Prof. Álvaro Vieira (Instituto Militar de Engenharia) e Eng. Alfredo 
Monteiro de Castro Neto (Desenvolvimento Rodoviário S.A.). 
A experiência de escrever este livro a oito mãos foi deveras enriquecedora, 
construindo-o em camadas, com materiais convencionais e alternativos, cuida-
dosamente analisados, compatibilizando-se sempre as espessuras das camadas 
e a qualidade dos materiais. No livro, competências e disponibilidades de tempo 
foram devidamente dosadas entre os quatro autores. Um elemento presente foi 
o uso de textos anteriormente escritos pelos quatro autores em co-autoria com 
seus respectivos alunos e colegas de trabalho, sendo estes devidamente referen-
ciados. 
Por fim, tal qual uma estrada, por melhor que tenha sido o projeto e a execu-
ção, esta obra está sujeita a falhas, e o olhar atento dos pares ajudará a realizar 
a manutenção no momento apropriado. O avanço do conhecimento na fascinante 
área de pavimentação segue em alta velocidade e, portanto, alguns trechos da 
obra talvez mereçam restauração num futuro não distante. Novos trechos devem 
surgir. Aos autores e aos leitores cabe permanecer viajando nas mais diversas es-
tradas, em busca de paisagens que ampliem o horizonte do conhecimento. Aqui, 
espera-se ter pavimentado mais uma via para servir de suporte a uma melhor 
compreensão da engenharia rodoviária. Que esta via estimule novas vias, da 
mesma forma que uma estrada possibilita a construção de outras tantas.
Os autores
NOTA IMPORTANTE: Os quatro autores participaram na seleção do conteúdo, na 
organização e na redação de todos os onze capítulos, e consideram suas respec-
tivas contribuições ao livro equilibradas. A ordem relativa à co-autoria levou em 
consideração tão somente a coordenação da produção do livro.
1.1 PAVIMENTO DO PONTO DE VISTA ESTRUTURAL E FUNCIONAL
Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construída sobre 
a superfície final de terraplenagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos 
esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria 
nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança. 
O pavimento rodoviário classifica-se tradicionalmente em dois tipos básicos: rígidos e 
flexíveis. Mais recentemente há uma tendência de usar-se a nomenclatura pavimentos de 
concreto de cimento Portland (ou simplesmente concreto-cimento) e pavimentos asfálti-
cos, respectivamente, para indicar o tipo de revestimento do pavimento. 
Os pavimentos de concreto-cimento são aqueles em que o revestimento é uma placa 
de concreto de cimento Portland. Nesses pavimentos a espessura é fixada em função da 
resistência à flexão das placas de concreto e das resistências das camadas subjacentes. 
As placas de concreto podem ser armadas ou não com barras de aço – Figura 1.1(a). 
É usual designar-se a subcamada desse pavimento como sub-base, uma vez que a qua-
lidade do material dessa camada equivale à sub-base de pavimentos asfálticos. 
Os pavimentos asfálticos são aqueles em que o revestimento é composto por uma 
mistura constituída basicamente de agregados e ligantes asfálticos. É formado por quatro 
camadas principais: revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito. O reves-
timento asfáltico pode ser composto por camada de rolamento – em contato direto com 
as rodas dos veículos e por camadas intermediárias ou de ligação, por vezes denomina-
das de binder, embora essa designação possa levar a uma certa confusão, uma vez que 
esse termo é utilizado na língua inglesa para designar o ligante asfáltico. Dependendo do 
tráfego e dos materiais disponíveis, pode-se ter ausência de algumas camadas. As cama-
das da estrutura repousam sobre o subleito, ou seja, a plataforma da estrada terminada 
após a conclusão dos cortes e aterros – Figura 1.1(b).
O revestimento asfáltico é a camada superior destinada a resistir diretamente às 
ações do tráfego e transmiti-las de forma atenuada às camadas inferiores, impermeabi-
lizar o pavimento, além de melhorar as condições de rolamento (conforto e segurança). 
Os diversos materiais que podem constituir esse revestimento são objeto deste livro. 
As tensões e deformações induzidas na camada asfáltica pelas cargas do tráfego estão 
associadas ao trincamento por fadiga dessa camada. Ela ainda pode apresentar trin-
camento por envelhecimento do ligante asfáltico, ação climática etc. Parte de problemas 
 1
Introdução
10 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
relacionados à deformação permanente e outros defeitos pode ser atribuída ao revesti-
mento asfáltico. Nos pavimentos asfálticos, as camadas de base, sub-base e reforço 
do subleito são de grande importância estrutural. Limitar as tensões e deformações na 
estrutura do pavimento (Figura 1.2), por meio da combinação de materiais e espessuras 
das camadas constituintes, é o objetivo da mecânica dos pavimentos (Medina, 1997).
 
Figura 1.1 Estruturas de pavimentos
(a) Concreto-cimento (corte longitudinal) (b) Asfáltico (corte transversal)
Os revestimentos asfálticos são constituídos por associação de agregados e de mate-
riais asfálticos, podendo ser de duas maneiras principais, por penetração ou por mistura. 
Por penetraçãorefere-se aos executados através de uma ou mais aplicações de material 
asfáltico e de idêntico número de operações de espalhamento e compressão de camadas 
de agregados com granulometrias apropriadas. No revestimento por mistura, o agregado 
é pré-envolvido com o material asfáltico, antes da compressão. Quando o pré-envolvi-
mento é feito na usina denomina-se pré-misturado propriamente dito. Quando o pré-en-
volvimento é feito na pista denomina-se pré-misturado na pista. Os diferentes tipos de 
revestimento serão abordados em maior detalhe no Capítulo 4.
Figura 1.2 Ilustração do sistema de camadas de um pavimento e tensões solicitantes 
(Albernaz, 1997)
11Introdução 
1.2 UM BREVE HISTÓRICO DA PAVIMENTAÇÃO
Embora este livro apresente fundamentalmente aspectos técnicos relativos a pavimentos 
asfálticos, o seu caráter didático levou os autores a abordarem, mesmo que de forma 
resumida, um histórico da pavimentação. A literatura é vasta no assunto, freqüentemente 
objeto de trabalho de profissionais dedicados à historiografia desse tipo de construção. 
De forma alguma é intenção apresentar aqui um texto de referência, mas apenas uma 
coletânea de informações selecionadas a partir de trabalhos nacionais e internacionais 
específicos no assunto e recomendados ao leitor mais interessado. 
No Brasil, Bittencourt (1958) apresenta um memorável apanhado dessa história desde 
os primeiros povos organizados até o início do século XX. Destaca-se também o esforço de 
Prego (2001) de concluir a ação iniciada em 1994 pela Associação Brasileira de Pavimen-
tação, por meio de sua Comissão para Elaborar a Memória da Pavimentação, que nomeou 
inicialmente o engenheiro Murillo Lopes de Souza para escrever sobre o tema. 
Percorrer a história da pavimentação nos remete à própria história da humanidade, 
passando pelo povoamento dos continentes, conquistas territoriais, intercâmbio comer-
cial, cultural e religioso, urbanização e desenvolvimento. Como os pavimentos, a história 
também é construída em camadas e, freqüentemente, as estradas formam um caminho 
para examinar o passado, daí serem uma das primeiras buscas dos arqueólogos nas ex-
plorações de civilizações antigas.
Uma das mais antigas estradas pavimentadas implantadas não se destinou a veículos 
com rodas, mas a trenós para o transporte de cargas. Para a construção das pirâmides 
no Egito (2600-2400 a.C.), foram construídas vias com lajões justapostos em base com 
boa capacidade de suporte. O atrito era amenizado com umedecimento constante por 
meio de água, azeite ou musgo molhado (Saunier, 1936). Alguns exemplos de estradas 
de destaque da antigüidade são descritos a seguir. 
Na região geográfica histórica do Oriente Médio, nos anos 600 a.C., a Estrada de 
Semíramis cruzava o rio Tigre e margeava o Eufrates, entre as cidades da Babilônia 
(região da Mesopotâmia – em grego, região entre rios – que abrangia na antigüidade 
aproximadamente o que é hoje o território do Iraque) e Ecbatana (reino da Média, no pla-
nalto iraniano). Na Ásia Menor, ligando Iônia (Éfeso) do Império Grego ao centro do Im-
pério Persa, Susa (no Irã de hoje), há registro da chamada Estrada Real (anos 500 a.C.), 
que era servida de postos de correio, pousadas e até pedágio, tendo mais de 2.000km 
de extensão. À época de Alexandre, o Grande (anos 300 a.C.), havia a estrada de Susa 
até Persépolis (aproximadamente a 600km ao sul do que é hoje Teerã, capital do Irã), 
passando por um posto de pedágio, as Portas Persas, possibilitando o tráfego de veículos 
com rodas desde o nível do mar até 1.800m de altitude. 
Bittencourt (1958) registra diversas referências históricas de estradas construídas 
na antigüidade e que atendiam à Assíria (reino também na Mesopotâmia) e à Babilônia, 
bem como velhos caminhos da Índia e da China, mesmo aqueles considerados ape-
nas itinerários, e identificados a partir de estudos arqueológicos, históricos, agrícolas e 
12 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
lingüísticos. Entre esses caminhos, merece destaque a chamada Estrada da Seda, uma 
das rotas de comércio mais antigas e historicamente importantes devido a sua grande 
influência nas culturas da China, Índia, Ásia e também do Ocidente. Sua localização é na 
região que separa a China da Europa e da Ásia, nas proximidades de um dos mais hostis 
ambientes do planeta, o deserto de Taklimakan, cercado ao norte pelo deserto de Gobi 
e nos outros três extremos pelas maiores cadeias de montanha do mundo, Himalaia, 
Karakorum e Kunlun. A Estrada da Seda não existia apenas com o propósito do comér-
cio da seda, mas de diversas outras mercadorias como ouro, marfim, animais e plan-
tas exóticas. Wild (1992) aponta que o bem mais significativo carregado nessa rota 
não era a seda, mas a religião, o budismo. O apogeu da estrada foi na dinastia Tang 
(anos 600 d.C.) e, após um período de declínio, voltou a se tornar importante com o 
surgimento do Império Mongol sob a liderança de Gêngis Khan (anos 1200 d.C.), por 
ser o caminho de comunicação entre as diversas partes do império. Um dos visitantes 
mais conhecidos e com melhor documentação na história da estrada foi Marco Pólo, 
negociante veneziano, que iniciou suas viagens com apenas 17 anos em 1271 (Bohong, 
1989). O declínio da estrada se deu ainda no século XIII com o crescimento do trans-
porte marítimo na região. O interesse na rota ressurgiu no final do século XIX após 
expedições arqueológicas européias.
Muitas das estradas da antigüidade, como a de Semíramis, transformaram-se na 
modernidade em estradas asfaltadas. Embora seja reconhecida a existência remota 
de sistemas de estradas em diversas partes do globo, construídas para fins religiosos 
(peregrinações) e comerciais, foi atribuída aos romanos a arte maior do planejamento e 
da construção viária. Visando, entre outros, objetivos militares de manutenção da ordem 
no vasto território do império, que se iniciou com Otaviano Augusto no ano 27 a.C., des-
locando tropas de centros estratégicos para as localidades mais longínquas, os romanos 
foram capazes de implantar um sistema robusto construído com elevado nível de critério 
técnico. Vale notar que o sistema viário romano já existia anteriormente à instalação 
do império, embora o mesmo tenha experimentado grande desenvolvimento a partir de 
então. Portanto, há mais de 2.000 anos os romanos já possuíam uma boa malha viária, 
contando ainda com um sistema de planejamento e manutenção. A mais extensa das 
estradas contínuas corria da Muralha de Antonino, na Escócia, a Jerusalém, cobrindo 
aproximadamente 5.000km (Hagen, 1955).
Chevallier (1976) aponta que não havia uma construção padrão para as estradas roma-
nas, embora características comuns sejam encontradas. As informações hoje disponíveis 
advêm fundamentalmente das vias remanescentes. De documentos antigos do século I, 
sabe-se que as vias eram classificadas de acordo com a sua importância, sendo as mais 
importantes as vias públicas do Estado (viae publicae), seguidas das vias construídas pelo 
exército (viae militare), que eventualmente se tornavam públicas; das vias locais ou actus, 
e finalmente das vias privadas ou privatae (Adam, 1994). Semelhantemente aos dias de 
hoje, as vias eram compostas por uma fundação e uma camada de superfície, que varia-
vam de acordo com os materiais disponíveis e a qualidade do terreno natural.
13Introdução 
No que diz respeito à geometria, as vias romanas eram traçadas geralmente em linhas 
retas. Embora fosse comum que seguissem o curso de um riacho ou rio, as vias não 
possuíam o traçado suave como é usual nos dias de hoje, sendo compostas por peque-
nos trechos retos que mudavam de direção com a forma do terreno (Margary, 1973). 
Destaque-se que à época os veículos possuíam eixos fixos, sendo, portanto, as curvas 
incômodas para as manobras.
Havia uma grande preocupação com aterros e drenagem. Em gerala fundação era 
formada por pedras grandes dispostas em linha de modo a proporcionar uma boa plata-
forma e ainda possibilitar a drenagem. A camada intermediária era então colocada sobre 
a fundação sólida. De acordo com Margary (1973), é comum encontrar-se areia nessa 
camada intermediária, misturada ou não com pedregulho ou argila, a fim de adicionar 
resiliência ao pavimento. A última camada de superfície varia bastante; entretanto a 
maioria possui pedras nas bordas formando uma espécie de meio-fio (Adam, 1994). 
É comum o uso de pedregulhos, sílex e outras pedras quebradas (Margary, 1973). A 
grande variabilidade das estradas romanas se deve exatamente à disponibilidade ou não 
desses materiais.
A partir do século II, placas de pedras maiores começaram a ser mais usadas, em 
especial nas cidades principais (Adam, 1994). Nas localidades nas quais se trabalhava 
o ferro, o resíduo da produção era usado na superfície das estradas servindo de mate-
rial ligante das pedras e agregados, formando assim uma espécie de placa. Chevallier 
(1976) aponta que embora atualmente se observem superfícies de estradas romanas 
antigas recobertas com pedras não-conectadas, é provável que o tempo e o tráfego 
tenham retirado o material ligante. Investigações indicam que a espessura da camada 
de superfície variava de 5 a 7,5cm nos casos mais delgados, até situações em que se 
constata uma espessura variável, de 60cm no centro da via a poucos centímetros nas 
bordas. Espessuras maiores são encontradas próximas a pontes, sendo atribuídas ao 
preenchimento necessário para nivelar a estrada (Margary, 1973). Há vários casos de 
sucessivas camadas de recapeamento levando o pavimento a atingir cerca de 1 a 1,5m 
de espessura (Chevallier, 1976). A superfície possui ainda grande declividade a partir do 
centro, chegando a valores de caimento de 30cm para 4,5m de largura, ou seja, uma 
declividade superior a 6%.
Das vias romanas, a mais conhecida de todas, a Via Ápia, foi a primeira a ser nomea-
da em homenagem ao seu construtor, Appius Claudius, que a criou em 312 a.C., durante 
a segunda Guerra Samnita. O objetivo era ligar Roma a Cápua (195km), permitindo ao 
exército romano chegar rapidamente, durante o período não-invernoso, às áreas de Cam-
pania e Samnium, retornando a Roma no inverno. A via atravessa os pântanos de Pontino 
por meio de um aterro de 28km construído sobre estrado de pranchas de madeira. Após 
o sucesso da Via Ápia, foi realizada uma série de outros projetos viários. A Figura 1.3(a) 
traz uma foto nos dias atuais da Via Ostiense que ligava Óstia a Roma; a Figura 1.3(b) 
mostra uma via urbana em Pompéia, no sul da Itália, onde entrou em erupção o vulcão 
Vesúvio em 79 d.C. Observa-se nessa foto que as vias eram pavimentadas com pedras 
14 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
devidamente intervaladas para permitir a circulação dos veículos rodantes; as calçadas 
para pedestres utilizavam a mesma técnica. 
A partir da queda do Império Romano em 476 d.C., e durante os séculos seguintes, 
as novas nações européias fundadas perderam de vista a construção e a conservação das 
estradas. A França foi a primeira, desde os romanos, a reconhecer o efeito do transporte 
no comércio, dando importância à velocidade de viagem (Mascarenhas Neto, 1790). 
Carlos Magno, no final dos anos 700 e início dos anos 800, modernizou a França, seme-
lhantemente aos romanos, em diversas frentes: educacional, cultural e também no que 
diz respeito ao progresso do comércio por meio de boas estradas (Bely, 2001). Masca-
renhas Neto (1790) aponta os séculos X a XII como de pouco cuidado com os Caminhos 
Reais da França, sendo esse descuido uma das causas da decadência do comércio e das 
comodidades da Europa civilizada. O mesmo autor aponta uma mudança significativa no 
reinado de Felipe Augusto (1180-1223), a partir do qual a França passa a ter novamente 
a preocupação de construir novas estradas e conservá-las. O autor indica a legislação 
francesa pertinente ao longo dos anos até a data de sua obra, 1790. Aponta ainda que os 
ingleses, observando a forma como eram calçados os caminhos da França, conseguiram 
então construir as vias mais cômodas, duráveis e velozes da Europa, o que foi importante 
para o progresso da indústria e comércio do país. 
A partir da experiência praticada na Inglaterra, Escócia e França, e de sua própria 
experiência nas províncias de Portugal, Mascarenhas Neto (1790) apresenta um Tratado 
para construção de estradas, uma preciosa referência para o meio rodoviário. Destaca o 
autor a facilidade de se encontrar em todas as províncias do reino de então, na superfície 
ou em minas, o saibro, o tufo, terras calcárias e arenosas, podendo, assim, construir em 
Portugal estradas com menos despesas do que na Inglaterra e na França. 
Figura 1.3 Vias romanas 
(a) Via Ostiense, ligando Óstia a Roma (b) Via urbana em Pompéia, Itália
15Introdução 
Já à época havia uma grande preocupação com diversos aspectos hoje sabidamente 
importantes de se considerar para uma boa pavimentação (trechos extraídos de Masca-
renhas Neto, 1790):
� drenagem e abaulamento: “o convexo da superfície da estrada é necessário para que 
as águas, que chovem sobre ela, escorram mais facilmente para os fossos, por ser 
esta expedição mais conveniente à solidez da estrada”;
� erosão: “quando o sítio não contém pedra, ou que ela não se consegue sem longo 
carreto, pode suprir-se formando os lados da estrada com um marachão de terra de 
grossura de quatro pés, na superfície do lado externo, formando uma escarpa; se 
devem semear as gramas ou outras quaisquer ervas, das que enlaçam as raízes”;
� distância de transporte: “o carreto de terras, que faz a sua maior mão-de-obra”;
� compactação: “é preciso calcar artificialmente as matérias da composição da estrada, 
por meio de rolos de ferro”; 
� sobrecarga: “devia ser proibido, que em nenhuma carroça de duas rodas se pudessem 
empregar mais de dois bois, ou de duas bestas, e desta forma se taxava a excessiva 
carga; liberdade para o número de forças vivas, empregadas nos carros de quatro 
rodas, ... peso então se reparte, e causa menos ruína”;
� marcação: “todas as léguas devem estar assinaladas por meio de marcos de pedra”.
O autor discorre ainda sobre temas como a importância de se ter na estrada em 
construção uma casa móvel com ferramentas, máquinas e mantimentos, e até sobre a 
disciplina de trabalho e a presença de um administrador (fiscal). É dedicado um capítulo 
específico à conservação das estradas no qual se coloca entre as obrigações “vigiar qual-
quer pequeno estrago, que ou pelas chuvas, ou pelo trilho dos transportes, principia a 
formar-se no corpo da estrada, nos caixilhos, nos fossos e nos aquedutos”. Finalmente o 
autor discorre sobre os fundos específicos para construção e administração das estradas, 
reconhecendo a importância do pedágio em alguns casos: “A contribuição de Barreira 
é evidentemente o melhor meio para a construção das estradas, e como tal se tem es-
tabelecido legitimamente na Inglaterra”; mas não em todos, “pela pouca povoação, ou 
pela pouca afluência de viajantes nacionais, e estrangeiros, a maior parte das estradas 
de Portugal não são suscetíveis de semelhante meio”.
Na América Latina, merecem destaque as estradas construídas pelos incas, habitan-
tes da região hoje ocupada pelo Equador, Peru, norte do Chile, oeste da Bolívia e noroes-
te da Argentina. O alemão Alexander Von Humboldt, combinação de cientista e viajante 
que durante os anos de 1799 e 1804 realizou expedições científicas por várias partes 
da América do Sul, qualifica as estradas dos incas como “os mais úteis e estupendos 
trabalhos realizados pelo homem”. O império incaico se inicia em 1438, sendo invadido 
por Francisco Pizarro em 1532, quando cai sob o domínio espanhol. A avançada civili-
zação inca construiu um sistema de estradasque abrangia terras hoje da Colômbia até o 
Chile e a Argentina, cobrindo a região árida do litoral, florestas, até grandes altitudes na 
Cordilheira dos Andes. Havia duas estradas principais correndo no sentido longitudinal: 
16 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
uma serrana com cerca de 4.350km e outra costeira com cerca de 3.900km. Interli-
gando-as havia um elaborado sistema de vias transversais, sendo o total da rede viária 
estimado em pelo menos 17.000km, embora se encontrem textos apontando números 
de até 40.000km. A largura das estradas varia de 1,0m nos caminhos para pedestres 
e lhamas a 16,0m nas estradas militares. Foram construídas sempre acima do nível dos 
rios fugindo do alcance de inundações. Hagen (1955) apresenta o resultado primoroso 
de sua excursão de dois anos pela Estrada Real que percorre o Império Inca. 
No Brasil, além dos trabalhos já mencionados de Bittencourt (1958) e Prego (2001), 
outras publicações tratam da história de estradas, só que de forma específica, como Ri-
bas (2003) e Concer (1997). Um resumo histórico de importantes estradas no país pode 
ser encontrado em História das rodovias (2004). Partindo dessas diversas referências, 
faz-se aqui uma cronologia de vias emblemáticas de modo a tentar ilustrar a história da 
pavimentação no país.
Uma das primeiras estradas reportadas tem início em 1560, à época do terceiro go-
vernador-geral do Brasil, Mem de Sá. Trata-se do caminho aberto para ligar São Vicente 
ao Planalto Piratininga. Em 1661, o governo da Capitania de São Vicente recuperou esse 
caminho, construindo o que foi denominada Estrada do Mar (ou Caminho do Mar), per-
mitindo assim o tráfego de veículos. Hoje a estrada também é conhecida como Estrada 
Velha do Mar (Figura 1.4). Em 1789, a estrada foi recuperada, sendo a pavimentação no 
trecho da serra feita com lajes de granito, a chamada Calçada de Lorena, ainda hoje em 
parte preservada. A Estrada do Mar emprestou parte do seu traçado para a construção da 
Estrada da Maioridade, em homenagem à maioridade de D. Pedro II, iniciada em 1837 e 
concluída em 1844. Em 1913, iniciou-se novamente uma recuperação, mas a estrada foi 
posteriormente abandonada devido à concorrência da linha férrea. Em 1920, foi criada a 
Sociedade Caminho do Mar, responsável pela reconstrução da estrada e estabelecimento 
de pedágio e, em 1922, o seu trecho mais íngreme foi pavimentado com concreto. Em 
1923, foi abolido o pedágio pelo governo de São Paulo que comprou a Sociedade Cami-
nho do Mar. Era presidente de São Paulo, Washington Luiz, que foi presidente da Repúbli-
ca de 1926 a 1930, sendo sua a célebre frase “governar é abrir estradas”.
Figura 1.4 Estrada do Mar (História das rodovias, 2004)
17Introdução 
A Estrada Real (Figura 1.5), designação usada em Minas Gerais, ou Caminho do Ouro 
(designação usada em Paraty, RJ) tem sua origem atribuída a uma trilha usada pelos 
índios goianás anteriormente à chegada dos portugueses, daí Trilha Goianá ser também 
uma designação do caminho, entre outras. A estrada possui dois caminhos, o velho, que 
liga Ouro Preto (MG) a Paraty (RJ), e o mais novo, que segue do Rio de Janeiro a Dia-
mantina (MG), também passando por Ouro Preto. Ribas (2003), em uma rica cronologia 
comentada, indica que em 1660, Salvador Correia de Sá e Benevides, então governador 
e administrador geral das Minas (região que englobava o Rio de Janeiro, São Paulo e 
Espírito Santo), deu a ordem de “abrir e descobrir” a trilha dos goianás, com a intenção 
de facilitar a ligação do Rio de Janeiro e São Paulo. Calçado para transportar o ouro das 
minas no século XVIII, melhorado para transportar o café no século XIX, o caminho foi 
abandonado e esquecido no século XX. Já no século XXI, o Caminho do Ouro está sendo 
reestruturado de modo a viabilizar a utilização turística dessa importante veia da história 
do Brasil.
Em 1841, D. Pedro II encarregou o engenheiro alemão Júlio Frederico Koeler de cons-
truir um caminho de Porto da Estrela (RJ) a Petrópolis (História das rodovias, 2004). Sur-
giu assim a Estrada Normal da Serra da Estrela, existente até hoje. Em 1854, facilitando 
o percurso Rio de Janeiro-Petrópolis, a estrada passava a ser usada de forma conjunta 
com a primeira ferrovia do Brasil, ligando Porto Mauá à Raiz da Serra (RJ), inaugurada 
graças ao empreendedorismo de Irineu Evangelista de Souza, o barão de Mauá. A viagem 
até Petrópolis era iniciada por via marítima até Porto Mauá, depois por trem até Raiz da 
Serra, seguindo por diligência na Estrada Normal da Serra da Estrela. 
Concer (1997) apresenta um belo trabalho, a partir do livro do fotógrafo do imperador, 
o francês Revert Henrique Klumb (Klumb, 1872), sobre a história da Estrada de Roda-
gem União e Indústria, ligando Petrópolis (RJ) a Juiz de Fora (MG), sendo a primeira 
rodovia concessionada do Brasil (Figura 1.6). Idealizada pelo comendador Mariano Pro-
cópio e inaugurada por D. Pedro II em 1860 é a primeira estrada brasileira a usar ma-
cadame como base/revestimento. Até então era usual o calçamento de ruas com pedras 
importadas de Portugal. Com uma largura de 7m, leito ensaibrado e compactado, ma-
cadame incluindo pedra passando na peneira de 5” de malha quadrada (Prego, 2001), 
cuidadosamente drenada, inclusive com valetas de alvenaria, várias obras de arte, esta 
Figura 1.5 Resquícios do Caminho do Ouro ou Estrada Real e pavimentação urbana em Paraty, RJ
18 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
estrada tinha um traçado que permitia a então impressionante velocidade de 20km/h 
das diligências. Muito além do seu percurso de 144km, a União e Indústria representa 
um marco na modernização da pavimentação e do país. Sua construção envolveu o le-
vantamento de capital em Londres e no Rio de Janeiro. Da antiga estrada ainda restam 
pontes e construções, incluindo o Museu Rodoviário, onde se pode aprender mais sobre 
a história da estrada em questão e do rodoviarismo brasileiro. A estrada original está hoje 
alterada e absorvida em alguns trechos pela BR-040/RJ.
 
Durante o Império (1822-1889) foram poucos os desenvolvimentos nos transportes 
do Brasil, principalmente o transporte rodoviário. No início do século XX, havia no país 
500km de estradas com revestimento de macadame hidráulico ou variações, sendo o 
tráfego restrito a veículos de tração animal (Prego, 2001). Em 1896 veio da Europa para 
o Brasil o primeiro veículo de carga. Em 1903 foram licenciados os primeiros carros 
particulares e em 1906 foi criado o Ministério da Viação e Obras Públicas. Em 1909 o 
automóvel Ford modelo T foi lançado nos Estados Unidos por Henry Ford, sendo a Ford 
Motor Company instalada no Brasil em 1919. Em 1916 foi realizado o I Congresso Na-
cional de Estradas de Rodagem no Rio de Janeiro. 
Em 1928 foi inaugurada pelo presidente Washington Luiz a Rodovia Rio-São Paulo, 
com 506km de extensão, representando um marco da nova política rodoviária federal. 
Em 1949, quando da entrega da pavimentação de mais um trecho da que era conhecida 
como BR-2, a rodovia passou a se chamar Presidente Dutra. Também em 1928 foi inau-
gurada pelo presidente a Rio-Petrópolis. 
Destaca-se em 1937 a criação, pelo presidente Getúlio Vargas, do Departamento 
Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), subordinado ao Ministério de Viação e Obras 
Públicas. Na década de 1940 observou-se um avanço de pavimentação fruto da tecnolo-
gia desenvolvida durante a 2ª Guerra Mundial. Em 1942, houve o contato de engenhei-
ros brasileiros com engenheiros norte-americanos que construíram pistas de aeroportos 
e estradas de acesso durante a guerra utilizando o então recém-desenvolvido ensaio 
Figura 1.6 Estrada União e Indústria – foto à época de sua construção (Concer, 1997)
19Introdução 
California Bearing Ratio (CBR). Neste ano o Brasil possuía apenas 1.300km de rodovias 
pavimentadas, uma das menores extensõesda América Latina. 
O grande impulso na construção rodoviária brasileira ocorreu nas décadas de 1940 e 
1950, graças à criação do Fundo Rodoviário Nacional (FRN) em 1946, oriundo do im-
posto sobre combustíveis líquidos. Destaque-se ainda a criação da Petrobras em 1953. 
O ano de 1950 foi destacado por Prego (2001) como o início da execução de pavimen-
tos em escala industrial e da organização de grandes firmas construtoras. Anteriormente, 
embora já existisse o Laboratório Central do DNER, não havia ainda procedimentos 
amplamente aceitos para a aplicação das tecnologias rodoviárias. Isto tanto é verdadeiro 
que a pavimentação da Presidente Dutra, em 1950, foi feita sem estudo geotécnico, 
com espessuras constantes de 35cm, sendo 20cm de base de macadame hidráulico e 
15cm de um revestimento de macadame betuminoso por penetração dosado pela regra 
“a quantidade de ligante é a que o agregado pede”. Em alguns trechos se adotou pavi-
mento de concreto de cimento Portland. Registre-se, contudo, já nesta obra os esforços 
de alguns engenheiros para implantação de métodos de projeto e controle.
Na década de 1950 foi feito um programa de melhoria das estradas vicinais, incluindo a 
abertura e melhoramento de estradas no Nordeste como forma de aliviar a precária situação 
dessa região castigada por secas periódicas. Em 1955 entrou em funcionamento a fábrica 
de asfalto da Refinaria Presidente Bernardes da Petrobras, com capacidade de 116.000t/
ano. Em 1956, a indústria automobilística foi implantada no país. O governo de Juscelino 
Kubitschek (1956-1961) impulsionou o rodoviarismo aumentando sobremaneira a área 
pavimentada do país. Em 1958 e 1959, foram criados, respectivamente, o Instituto de 
Pesquisas Rodoviárias (IPR), no âmbito do CNPq, atuando em colaboração com o DNER, e 
a Associação Brasileira de Pavimentação (ABPv). Brasília foi inaugurada em 1960.
Durante o governo militar (1964-1984), entre os projetos de estradas de destaque 
estão a Rodovia Transamazônica e a Ponte Rio-Niterói. Em 1985, o Brasil contava com 
aproximadamente 110.000km de rodovias pavimentadas, saltando em 1993 para apro-
ximadamente 133.000km, conforme indica a evolução da rede rodoviária ilustrada na 
Tabela 1.1, que não inclui a rede viária municipal, responsável pela grande malha não-pa-
vimentada no país. Números de 2005 apontam 1.400.000km de rodovias não-pavimen-
tadas (federais, estaduais e municipais) e 196.000km de rodovias pavimentadas, sendo 
58.000km federais, 115.000km estaduais e 23.000km municipais. Esse percentual (de 
cerca de 10% de vias pavimentadas) contrasta com um percentual nos Estados Unidos e 
na Europa de mais de 50% e de uma média na América do Sul superior a 20%. 
Para ilustrar o atraso do país em relação aos investimentos na área de infra-estrutura, 
principalmente na pavimentação, em 1998 o consumo de asfalto por ano nos Estados 
Unidos era de 27 milhões de toneladas, tendo ultrapassado 33 milhões em 2005. No 
Brasil, somente nos últimos 2 anos é que este consumo retomou a marca de 1998 de 
cerca de 2 milhões de toneladas por ano. Levando-se em consideração que os dois paí-
ses têm áreas semelhantes, de 9,8 e 8,5 milhões de km2, respectivamente, fica clara a 
condição precária de desenvolvimento do país neste aspecto.
20 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
O programa de concessões no país iniciou-se em 1996 e essas vêm apresentando 
qualidade superior quando comparadas às vias não-concessionadas, numa clara indica-
ção de que há tecnologia no país para produção de vias duráveis e de grande conforto 
ao rolamento. Em 2007 a malha concedida nas esferas federais, estaduais e municipais 
era da ordem de 9.500 km.
1.3 SITUAÇÃO ATUAL DA PAVIMENTAÇÃO NO BRASIL
Levantamentos recorrentes da Confederação Nacional do Transporte – CNT têm conside-
rado a grande maioria dos pavimentos do Brasil de baixo conforto ao rolamento, incluindo 
muitos trechos concessionados da malha federal. Estima-se de 1 a 2 bilhões de reais, por 
ano, para manutenção das rodovias federais. Acredita-se que seriam necessários R$ 10 
bilhões para recuperação de toda a malha viária federal. Nas últimas décadas, o investi-
mento em infra-estrutura rodoviária se encontra bem aquém das necessidades do país, 
havendo uma crescente insatisfação do setor produtivo com esse nível de investimento. 
Observa-se que os bens produzidos no país podem ser mais competitivos na fase de produ-
ção, mas perdem competitividade, notadamente, no quesito infra-estrutura de transportes, 
devido a uma matriz modal deficiente, onde as estradas (principal meio de escoamento da 
produção nacional) encontram-se em estado tal que não são capazes de atender as ne-
cessidades de transporte de carga nacionais. Essa realidade nos torna pouco competitivos 
no mercado exterior e cria uma situação econômica nacional insustentável.
Segundo dados do Geipot, 2001, aproximadamente 60% do transporte de cargas 
realizado no Brasil é rodoviário. O modal ferroviário responde por 21%, o aquaviário por 
Ano
FEDERAL ESTADUAL
Pavimentada
Não- 
pavimentada
Total Pavimentada
Não- 
pavimentada
Total
1970 24.146 27.394 51.540 24.431 105.040 129.471
1975 40.190 28.774 68.964 20.641 86.320 106.961
1980 39.685 19.480 59.165 41.612 105.756 147.368
1985 46.455 14.410 60.865 63.084 100.903 163.987
1990 50.310 13.417 63.727 78.284 110.769 189.053
1993 51.612 13.783 65.395 81.765 110.773 192.538
2003 57.143 14.049 71.192 84.352 111.410 195.762
2005 58.149 14.651 72.800 98.377 109.963 208.340
2007 61.304 13.636 74.940 106.548 113.451 219.999
Fonte: Ministério dos Transportes - http://www.transportes.gov.br/bit/inrodo.htm
TABELA 1.1 EVOLUÇÃO DA REDE RODOVIÁRIA FEDERAL E ESTADUAL (KM)
21Introdução 
14%, o dutoviário por 5% e o aéreo por menos de 1%. O modal de transporte rodoviário 
encontra-se em parte em estado deficiente, sendo os investimentos nas rodovias priori-
tários neste momento, não apenas por ser o modal mais utilizado, mas por exigir menor 
investimento quando comparado aos demais modais. Destaque-se ainda que pelo modal 
rodoviário circulam 96% dos passageiros.
De acordo com a pesquisa da CNT publicada em 2004, a malha rodoviária brasilei-
ra encontra-se em condições insatisfatórias aos usuários tanto quanto ao desempenho, 
quanto à segurança e à economia. Já em 1997, a pesquisa CNT apontava que 92,3% 
das estradas brasileiras avaliadas na pesquisa eram classificadas como deficientes/ruins/
péssimas em seu estado geral. Em 2004, esse índice ficou em 74,7%, e em 2009, 
69,0% de regular/ruim/péssimo. Observa-se uma leve melhoria, mas de forma muito 
lenta. Ressalta-se que, nos três quesitos avaliados na pesquisa, ou seja, pavimento, 
sinalização e geometria da via, a qualidade do pavimento está estabilizada com aproxi-
madamente 55% de regular/ruim/péssimo desde 2004.
A competitividade da economia brasileira é prejudicada pela falta de investimento 
em infra-estrutura, uma vez que isso acarreta um número crescente de acidentes, des-
perdício de carga e gasto elevado com manutenção e combustíveis. Pelas estimativas 
da Associação Nacional dos Usuários de Transporte (Anut), o país perde US$ 5 bilhões 
por ano com a precariedade, principalmente das estradas e dos outros segmentos do 
transporte. Enquanto a Anut calcula em R$ 24 bilhões anuais os investimentos neces-
sários para ampliar a capacidade do sistema de transportes como um todo para trazer 
equilíbrio à matriz, o Sindicato Nacional da Indústria da Construção Pesada (Sinicon) 
estima em R$ 5 bilhões anuais para o país recuperar e pavimentar as principais estra-
das do país. 
O quadro de precária infra-estrutura rodoviária, bem como dos demais modais de trans-
portes, repercute na capacidade produtiva do país contribuindo para o chamado “Custo 
Brasil”. Melhorias na infra-estrutura são viabilizadas por meio de fontes específicasde 
financiamento. No Brasil, tradicionalmente, o financiamento da infra-estrutura rodoviária se 
deu por meio dos recursos públicos, principalmente originários de impostos vinculados ou 
de repasses do Tesouro, previstos nos orçamentos anuais dos estados e da União. De 1948 
a 1988 os recursos do Fundo Rodoviário Nacional (FRN) oriundos do imposto sobre com-
bustíveis e lubrificantes, permitiram ao governo federal financiar a construção de rodovias 
pelos estados, provocando uma expansão da malha pavimentada da ordem de 12% anuais 
no período de 1956-1980. Em 1975 o panorama começou a ser alterado, com transfe-
rência gradativa de parcelas para o Fundo Nacional do Desenvolvimento (FND), chegando 
a 50% em 1979. Em 1982 esse processo foi ampliado, com a transferência de 100% do 
FRN para o FND. A partir desse ano a administração do setor rodoviário passou a contar 
apenas com recursos dos orçamentos anuais, insuficientes para atender a infra-estrutura, e 
com financiamentos de bancos de desenvolvimento nacionais e internacionais.
Mais recentemente foi criada a CIDE (Contribuição de Intervenção no Domínio Eco-
nômico, Lei nº 10.336, de 19 de dezembro de 2001) como o principal mecanismo para 
22 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
recuperar e ampliar a malha rodoviária. Essa contribuição foi criada com o propósito de 
financiar o setor de infra-estrutura de transportes, o subsídio ao álcool e ao gás, progra-
mas de proteção ao meio ambiente e ao transporte urbano. Incidem sobre a importação 
e a comercialização de gasolina, diesel, querosene de aviação e outros querosenes, óleos 
combustíveis, gás liquefeito de petróleo (GLP), inclusive o derivado de gás natural e de 
nafta, e álcool etílico combustível. De acordo com dados de 2007, a arrecadação total 
desde 2001 já ultrapassava R$ 43,3 bilhões. Esses números seriam suficientes para 
recuperação e ampliação das rodovias. Contudo, os recursos da CIDE têm tido outras 
destinações, além da infra-estrutura viária.
Outras fontes de financiamento potenciais incluem mecanismos tradicionais de médio 
e longo prazos dos bancos de desenvolvimento, até as sofisticadas opções de investimen-
tos através das Parcerias Público-Privadas ou dos chamados Fundos de Investimentos 
em Direitos Creditórios – FIDCs, conhecidos também no mercado financeiro como fundos 
de recebíveis. Atualmente, o Projeto de Lei nº 2.546, de 2003, que trata sobre as Parce-
rias Público-Privadas (PPP) está tramitando no Congresso Nacional. Não obstante a este 
fato, alguns estados da Federação já regulamentaram essa modalidade de parceria. Há 
ainda o caso de Mato Grosso, onde uma iniciativa denominada Consórcios Rodoviários 
e Agroestradas já possibilitou de 2003 até 2005 a recuperação de 96km da rodovia 
MT-449 no norte do estado. Iniciativas semelhantes vêm sendo desenvolvidas em outras 
rodovias no mesmo estado, como é o caso da BR-163. No que diz respeito aos Fundos 
de Investimentos em Direitos Creditórios (FIDCs), estima-se hoje no Brasil a existência de 
19 desses fundos. De acordo com informações do mercado financeiro, esses fundos de 
recebíveis são administrados por bancos conceituados, instalados no Brasil, que garan-
tem operações com grandes empresas. A criação e a regulamentação dos fundos de rece-
bíveis estão consubstanciadas, respectivamente, na Resolução nº 2.907/01 do Conselho 
Monetário Nacional e na Instrução nº 356/01, da Comissão de Valores Mobiliários.
1.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Como mencionado, são substanciais os gastos com manutenção e reconstrução precoce 
de nossos pavimentos. Esses gastos são inaceitáveis uma vez que podemos dispor de 
equipamentos de laboratório e de campo que permitam um melhor entendimento dos 
materiais e de métodos de projeto teórico-empíricos. A existência de uma infra-estrutura 
laboratorial e a formação de recursos humanos de alto nível na área torna possível a in-
vestigação de materiais alternativos e novas tecnologias para as camadas do pavimento. 
O cenário exposto torna clara a necessidade de uma discussão ampla das razões do mau 
estado das vias no país. Para que essa discussão seja conseqüente é necessário o en-
volvimento efetivo dos diversos elementos da cadeia produtiva da pavimentação asfáltica 
(produtores e distribuidores de asfalto, fábricas de emulsão, fornecedores de agregados, 
órgãos rodoviários, empresas de construção pesada, consultoras etc.). Compondo essa 
23Introdução 
cadeia estão as universidades, atuando em três vertentes fundamentais: (i) ensino, por 
meio da formação de pessoal; (ii) pesquisa, através do avanço do conhecimento e apro-
fundamento do entendimento dos fenômenos que regem o comportamento dos materiais 
de pavimentação e dos pavimentos em serviço; (iii) extensão, por meio da prestação de 
serviços não-convencionais para solução de problemas específicos. Esses três aspectos 
– pessoal, conhecimento, serviços especializados – são vitais para uma eficiente cadeia 
produtiva. No que diz respeito à formação de pessoal, o país é hoje ainda carente de 
bibliografia consolidada e didática que apresente os conceitos fundamentais da área 
de pavimentação, em particular dos revestimentos asfálticos. Espera-se que a presente 
iniciativa contribua para a formação de uma massa crítica em todo o país de modo a 
possibilitar discussões e ações coordenadas para a pesquisa e o desenvolvimento das 
diversas tecnologias de pavimentação asfáltica. 
24 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
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2.1 INTRODUÇÃO
O asfalto é um dos mais antigos e versáteis materiais de construção utilizados pelo homem. 
O Manual de asfalto (IA, 1989 versão em português, 2001) lista mais de 100 das princi-
pais aplicações desse material, desde a agricultura até a indústria.O uso em pavimenta-
ção é um dos mais importantes entre todos e um dos mais antigos também. Na maioria 
dos países do mundo, a pavimentação asfáltica é a principal forma de revestimento. No 
Brasil, cerca de 95% das estradas pavimentadas são de revestimento asfáltico, além de 
ser também utilizado em grande parte das ruas.
Há várias razões para o uso intensivo do asfalto em pavimentação, sendo as prin-
cipais: proporciona forte união dos agregados, agindo como um ligante que permite 
flexibilidade controlável; é impermeabilizante, é durável e resistente à ação da maioria 
dos ácidos, dos álcalis e dos sais, podendo ser utilizado aquecido ou emulsionado, em 
amplas combinações de esqueleto mineral, com ou sem aditivos.
As seguintes definições e conceituações são empregadas com referência ao material:
� betume: comumente é definido como uma mistura de hidrocarbonetos solúvel no 
bissulfeto de carbono;
� asfalto: mistura de hidrocarbonetos derivados do petróleo de forma natural ou por 
destilação, cujo principal componente é o betume, podendo conter ainda outros ma-
teriais, como oxigênio, nitrogênio e enxofre, em pequena proporção; 
� alcatrão: é uma designação genérica de um produto que contém hidrocarbonetos, que 
se obtém da queima ou destilação destrutiva do carvão, madeira etc.
Portanto, o asfalto e o alcatrão são materiais betuminosos porque contêm betume, mas 
não podem ser confundidos porque suas propriedades são bastante diferentes. O alcatrão 
praticamente não é mais usado em pavimentação desde que se determinou o seu poder 
cancerígeno, além do fato de sua pouca homogeneidade e baixa qualidade em termos de 
ligante para pavimentação, derivada da própria forma de obtenção do mesmo.
No que diz respeito à terminologia, há uma preferência dos europeus em utilizar o ter-
mo betume para designar o ligante obtido do petróleo, enquanto os americanos, inclusive 
os brasileiros, utilizam mais comumente o termo asfalto para designar o mesmo material. 
Veja como exemplo, The Asphalt Institute dos Estados Unidos e a Comissão de Asfalto do 
Instituto Brasileiro do Petróleo e Gás que empregam o termo asfalto, e os conhecidos The 
 2
Ligantes asfálticos
26 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
Shell Bitumen Handbook e o Congresso Eurobitume, europeus, que dão preferência para a 
outra designação. Os europeus utilizam às vezes o termo asphalt para designar a mistura 
dos agregados com o asfalto (Shell, 2003), o que se designa atualmente no Brasil generi-
camente de mistura asfáltica e nos Estados Unidos de asphalt mixture ou asphalt mix.
Com a total predominância atual do ligante proveniente do petróleo na pavimentação, com 
o abandono do alcatrão, fica aceitável a utilização dos termos betume e asfalto como sinôni-
mos, sendo que a grande facilidade de divulgação dos conhecimentos entre os países hoje 
em dia faz com que se tenha acesso a informações tanto européias quanto americanas.
Quando o asfalto se enquadra em uma determinada classificação particular, que em 
geral se baseia em propriedades físicas que pretendem assegurar o bom desempenho 
do material na obra, ele passa a ser denominado comumente pela sigla CAP – cimento 
asfáltico de petróleo, seguida de algum outro identificador numérico, como se verá neste 
capítulo, no item 2.3. 
Há ainda os asfaltos naturais, provenientes de “lagos” formados a partir de depósito 
de petróleo que migraram para a superfície, e após processos naturais de perda de outras 
frações, resultaram num produto que contém betume e eventualmente materiais mine-
rais. Foram as primeiras e únicas fontes de asfalto para os vários usos nos últimos 5.000 
anos até que, no início do século XX, o domínio das técnicas de exploração de petróleo 
em profundidade e posterior refino tornaram a utilização dos asfaltos naturais restrita. As 
primeiras pavimentações asfálticas no Brasil empregaram asfalto natural, importado de 
Trinidad, em barris, nas ruas do Rio de Janeiro em 1908 (Prego, 1999).
2.2 ASFALTO
2.2.1 Natureza
O asfalto utilizado em pavimentação é um ligante betuminoso que provém da destilação 
do petróleo e que tem a propriedade de ser um adesivo termoviscoplástico, impermeável 
à água e pouco reativo. A baixa reatividade química a muitos agentes não evita que esse 
material possa sofrer, no entanto, um processo de envelhecimento por oxidação lenta 
pelo contato com o ar e a água.
No Brasil utiliza-se a denominação CAP para designar esse produto semi-sólido a 
temperaturas baixas, viscoelástico à temperatura ambiente e líquido a altas tempera-
turas, e que se enquadra em limites de consistência para determinadas temperaturas 
estabelecidas em especificações que serão mostradas mais adiante.
A característica de termoviscoelasticidade desse material manifesta-se no comportamen-
to mecânico, sendo suscetível à velocidade, ao tempo e à intensidade de carregamento, e à 
temperatura de serviço. O comportamento termoviscoelástico é mais comumente assumido 
do que o termoviscoplástico, com suficiente aproximação do real comportamento do material. 
O CAP é um material quase totalmente solúvel em benzeno, tricloroetileno ou em bissulfeto 
de carbono, propriedade que será utilizada como um dos requisitos de especificação.
27Ligantes asfálticos
2.2.2 Composição química
Os petróleos ou óleos crus diferem em suas propriedades físicas e químicas, variando 
de líquidos negros viscosos até líquidos castanhos bastante fluidos, com composição 
química predominantemente parafínica, naftênica ou aromática. Existem perto de 1.500 
tipos de petróleo explorados no mundo, porém somente uma pequena porção deles é 
considerada apropriada para produzir asfalto (Shell, 2003). Como os óleos crus têm 
composições distintas dependendo de sua origem, os asfaltos resultantes de cada tipo 
também terão composições químicas distintas.
Os petróleos distinguem-se pela maior ou menor presença de asfalto em sua compo-
sição. Petróleos venezuelanos, como o Boscan e o Bachaquero, são reconhecidos mun-
dialmente como os de melhor qualidade para a produção de asfalto para pavimentação 
(Pinto, 1991; Leite, 1999; Shell, 2003).
Atualmente no Brasil existem petróleos com qualidade semelhante ao Bachaquero que 
são utilizados para a produção de asfalto. No Brasil e em outros países são raras as plan-
tas de produção de asfalto a partir de um único petróleo, sendo mais comum unidades de 
refino que produzem asfalto a partir da mistura de diversos petróleos.
Os CAPs são constituídos de 90 a 95% de hidrocarbonetos e de 5 a 10% de heteroá-
tomos (oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais – vanádio, níquel, ferro, magnésio e cálcio) 
unidos por ligações covalentes. Os cimentos asfálticos de petróleos brasileiros têm baixo 
teor de enxofre e de metais, e alto teor de nitrogênio, enquanto os procedentes de petró-
leos árabes e venezuelanos têm alto teor de enxofre (Leite, 1999).
A composição química é bastante complexa sendo que o número de átomos de car-
bono por molécula varia de 20 a 120. A composição química do CAP tem influência no 
desempenho físico e mecânico das misturas asfálticas, mas sua maior influência será nos 
processos de incorporação de agentes modificadores tais como os polímeros, como será 
visto mais adiante neste capítulo, no item 2.4.
Uma análise elementar dos asfaltos manufaturados pode apresentar as seguintes pro-
porções de componentes (Shell, 2003): carbono de 82 a 88%; hidrogênio de 8 a 11%; 
enxofre de 0 a 6%; oxigênio de 0 a 1,5% e nitrogênio de 0 a 1%. A composição varia 
com a fonte do petróleo, com as modificações induzidas nos processos de refino e du-
rante o envelhecimento na usinagem e em serviço. A Tabela 2.1 mostra um exemplo de 
composição química de alguns ligantes asfálticos.
A composição química também varia com o tipo de fracionamento a que se submete o 
ligante asfáltico, sendo o método mais moderno atualmenteempregado, normalizado pela 
ASTM D 4124-01, aquele que separa as seguintes frações: saturados, nafteno-aromáticos, 
polar-aromáticos e asfaltenos. Os asfaltenos são separados primeiro por precipitação com 
adição de n-heptano, e os outros constituintes, englobados na designação genérica de mal-
tenos, são solúveis no n-heptano e separados por cromatografia de adsorção. Na Europa 
utiliza-se método similar conhecido como SARA (S de saturados, A de aromáticos, R de 
resinas e A de asfaltenos), sendo a separação dos constituintes realizada por cromatografia 
de camada fina com detecção por ionização de chama (Leite, 1999; Shell, 2003).
28 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
A Figura 2.1(a) mostra dois equipamentos usados para essa análise e de maneira 
esquemática a Figura 2.1(b) relaciona os passos da análise da composição química dos 
ligantes asfálticos pelo método SARA. 
A Figura 2.2 mostra a representação esquemática desses componentes do asfalto 
(Shell, 2003).
No fracionamento SARA e ASTM D 4124 a separação de asfaltenos por n-heptano é 
seguida de adsorção dos maltenos em alumina e subseqüente desorção com solventes de 
polaridade crescente, separando-os em saturados, nafteno-aromáticos e polar-aromáticos.
Na cromatografia de camada fina (TLC – método Iatroscan), a precipitação dos as-
faltenos com n-heptano é seguida por separação dos constituintes solúveis em colunas 
capilares recheadas com sílica ou alumina, como meio de adsorção. Após a eluição com 
solventes de diferentes polaridades, efetua-se, por ionização de chama, a detecção de 
saturados, aromáticos e resinas. O método Iatroscan também separa por polaridade os 
asfaltenos, além dos saturados, aromáticos e resinas, em colunas capilares, procedendo 
em seguida à eluição e à detecção por chama.
Para determinar o teor de heteroátomos em pre gam-se (Leite, 1999):
� nitrogênio, enxofre e oxigênio: análise elementar que envolve combustão, purificação 
dos gases e detecção por titulação, quimiluminescência ou infravermelho;
� níquel, vanádio e ferro: absorção atômica ou fluorescência de raio X;
� nitrogênio básico: titulação potenciométrica.
A massa molar é obtida por osmometria de pressão de vapor (VPO) utilizando o to-
lueno como solvente. O carbono aromático é obtido a partir do espectro integrável de 
experimentos em ressonância nuclear magnética (RNM) – carbono 13.
A cromatografia por permeação em gel (GPC) é utilizada para separação dos cons-
tituintes dos CAPs diluídos em solvente, por tamanho – pequenas moléculas movem-se 
TABELA 2.1 EXEMPLOS DE COMPOSIÇÕES QUÍMICAS DE ASFALTOS POR TIPO DE CRU 
(LEITE, 2003)
Origem Mexicano Boscan 
Venezuela
Califórnia 
Estados Unidos
Cabiúnas 
Brasil
Cabiúnas 
Brasil
Árabe Leve 
Oriente Médio
Refinaria – RLAM 
Bahia
 – Regap 
Minas Gerais
Replan 
São Paulo
Reduc 
Rio de Janeiro
Carbono % 83,8 82,9 86,8 86,5 85,4 83,9
Hidrogênio % 9,9 10,4 10,9 11,5 10,9 9,8
Nitrogênio % 0,3 0,8 1,1 0,9 0,9 0,5
Enxofre % 5,2 5,4 1,0 0,9 2,1 4,4
Oxigênio % 0,8 0,3 0,2 0,2 0,7 1,4
Vanádio ppm 180 1.380 4 38 210 78
Níquel ppm 22 109 6 32 66 24
29Ligantes asfálticos
Cromatografia Detector de ionização de chama
(a) Vista dos equipamentos usados para análise de CAP
(b) Esquema
Figura 2.1 Equipamentos utilizados no método SARA e esquema da análise química 
do ligante asfáltico (adaptado de Shell, 2003)
lentamente, entrando no meio poroso da coluna, ao passo que estruturas maiores não 
conseguem penetrar, passando rapidamente pela coluna. O cromatograma resultante é o 
de distribuição de tamanho dos constituintes, começando pelos maiores e finalizando pelos 
menores. Efetua-se a comparação dos CAPs pelos perfis obtidos na análise (Leite, 1999).
30 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
Os asfaltenos são aglomerados de compostos polares e polarizáveis formados por as-
so cia ções intermoleculares, constituídos de hidrocarbonetos naftênicos condensados e de 
cadeias saturadas curtas, sendo sólidos amorfos pretos ou marrons. A quantidade de asfal-
tenos tem grande efeito nas características reológicas do CAP: quanto maior o percentual 
de asfaltenos, mais duro e mais viscoso será o ligante asfáltico, embora se deva considerar 
ainda a forma do asfalteno, sendo maior o efeito sobre a reologia quanto mais esférica for 
a partícula. Em geral os asfaltenos constituem de 5 a 25% do CAP (Shell, 2003).
As resinas são solúveis em n-heptano. São compostos de hidrogênio e carbono, com 
pequena proporção de oxigênio, enxofre e nitrogênio. São sólidos ou semi-sólidos marrom- 
escuros, sendo de natureza polar e fortemente adesiva. As proporções de resinas e asfal-
tenos governam o comportamento como solução (Sol) ou como gelatina (Gel) do CAP.
Os componentes aromáticos são de baixa massa molar e em maior proporção no asfal-
to, sendo o meio de dispersão e peptização dos asfaltenos. Esses componentes formam um 
líquido viscoso amarelo polar, com cadeias não-saturadas de carbono, constituindo de 40 a 
65% do total do asfalto. Os saturados são cadeias retas e ramificadas de hidrocarbonetos, 
sendo óleos viscosos não-polares transparentes, compondo de 5 a 20% dos asfaltos. 
O CAP é tradicionalmente considerado uma dispersão coloidal (Girdler, 1965) de 
asfaltenos em saturados e aromáticos, conhecidos genericamente por maltenos, imersos 
em resinas, que são como micelas diretas ou reversas, ou seja, grupos polares orien-
tados para fora ou para o centro. O modelo de Yen ou modelo de micelas (Yen, 1991) 
está representado na Figura 2.3. Uma micela é um aglomerado de moléculas em uma 
solução coloidal. Um colóide é uma mistura que consiste de grandes moléculas simples, 
dispersas em uma segunda substância (Leite, 1999; Hunter, 2000).
Em presença de quantidade suficiente de resinas e aromáticos, os asfaltenos formam 
micelas com boa mobilidade e resultam em ligantes conhecidos como Sol. Porém, se as 
frações não estão bem balanceadas, há formação de estruturas de pacotes de micelas com 
Figura 2.2 Representação esquemática dos componentes dos asfaltos (apud Shell, 2003)
(a) Saturados (b) Asfaltenos
(c) Aromáticos (d) Resinas
31Ligantes asfálticos
vazios internos que resultam em ligantes de comportamento conhecido como Gel, sendo um 
exemplo desse tipo os asfaltos oxidados utilizados em impermeabilizações. Esse comporta-
mento Gel pode ser minimizado com o aumento de temperatura (Leite, 1999; Shell, 2003). 
A Figura 2.4 mostra a representação esquemática dos comportamentos Sol e Gel.
Ramos et al. (1995) dizem que os asfaltos tipo Sol apresentam maior suscetibilidade 
térmica por terem óleos intermicelares muito aromáticos, o que os torna mais moles, me-
nos resistentes à aplicação direta das cargas, porém mais suscetíveis a um pleno retorno 
à posição original após a aplicação da carga. Já os asfaltos tipo Gel são mais resistentes à 
(a) Ligante Sol
(b) Ligante Gel
Figura 2.4 Representação esquemática do ligante asfáltico de comportamento Sol e Gel (Shell, 2003)
Figura 2.3 Modelo de micelas de Yen (1991)
32 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
aplicação das cargas e menos suscetíveis ao retorno, conseqüentemente são mais propen-
sos ao trincamento prematuro. Entretanto, essas e todas as demais propriedades do CAP 
variam muito com a temperatura, por isso a característica de suscetibilidade térmica de 
cada ligante é de extrema importância para o comportamento futuro do pavimento.
A proporção de cada fração desses quatro componentes dos ligantes varia de acordo 
com o óleo de origem e com o processo de produção, e depois de aplicado nas obras 
há variação ao longo do tempo, sendo que em geral o conteúdo de asfaltenos proporcio-
nalmente aumenta, o de resinas mais ou menos se mantém e o de aromáticos decresce, 
mantendo-se pouco variável o teorde saturados.
Embora a composição química possa ser relacionada com as propriedades físicas 
dos vários componentes do CAP, nota-se que asfaltos de composições químicas dife-
rentes podem apresentar características físicas similares, desde que derivados de óleos 
diferentes. Portanto, é impossível definir componentes individuais mínimos em termos 
químicos como garantia de comportamento adequado de um ligante do ponto de vista 
de desempenho na pavimentação (Shell, 2003).
Muitos pesquisadores têm tentado mostrar a existência de micelas de asfaltenos 
usando técnicas de cromatografia por exclusão de tamanho, microscópio eletrônico e 
ressonância nuclear magnética, e em muitos casos o modelo de representação da estru-
tura do asfalto como micela não se mostra coerente com os resultados obtidos.
Novas proposições de modelo estrutural do asfalto têm surgido, tal como o proposto 
pelo SHRP (Strategic Highway Research Program) ilustrado na Figura 2.5. Foram eviden-
ciados, por meio de técnicas de análise de espectroscopia infravermelha e cromatografia de 
troca de íons (IEC), numerosos tipos possíveis de interação entre moléculas dos ligantes, 
incluindo pontes de hidrogênio, ligações P
P, forças de Van der Waals e atrações polares. 
O programa SHRP identificou a presença de substâncias anfóteras nos asfaltos, ou seja, 
que contêm grupamentos ácidos e básicos juntos, que vão controlar a viscosidade do ligan-
te. O modelo estrutural do programa SHRP não considera válido o conceito de asfaltenos 
e classifica os compostos constituintes em polares e não-polares. 
Figura 2.5 Modelo de estrutura do asfalto proposto pelo SHRP (apud Leite, 2003)
33Ligantes asfálticos
SHRP (1991) mostra que novas técnicas de medição indicam que a massa molar 
média do CAP varia entre 700 e 900, muito menor do que se admitia anteriormente, 
o que indica uma estrutura formada por associações moleculares fracamente ligadas, 
denominadas microestruturas. Esse modelo estrutural classifica os compostos consti-
tuintes do CAP em polares e não-polares, ligados por forças intra e intermoleculares que 
são responsáveis pela formação de redes tridimensionais que explicam as características 
viscoelásticas do ligante asfáltico.
Uma outra forma de descrever a estrutura do asfalto é pelo método da solubilidade, 
que envolve a determinação da atração ou da repulsão das partículas individuais utilizan-
do uma série de titulações.
2.2.3 Processos de produção, estocagem e manuseio
Quase todo o asfalto em uso hoje em dia é obtido do processamento de petróleo bruto 
(ou cru) em plantas especiais denominadas refinarias. Muitas refinarias são localizadas 
próximas a locais com transporte por água, ou são supridas por dutos a partir de termi-
nais marítimos.
A escolha do petróleo que pode resultar em um asfalto dentro da especificação para 
uso em pavimentação é feita através de avaliação de resíduos de vácuo de petró leos. 
Nessa avaliação pelo menos cinco resíduos de vácuo correspondentes a diferentes tem-
peraturas de corte são obtidos em unidades PEV (ponto de ebulição verdadeiro) no 
laboratório do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Américo Leopoldo Miguez de 
Mello (Cenpes) para cada tipo de petróleo. Os resíduos são caracterizados quimicamente 
e quanto aos requisitos das especificações brasileiras, européias e americanas Super-
pave do CAP. Em função dos resultados obtidos, podem-se estimar as características 
de resíduos intermediários, mais leves ou pesados, podem-se ainda construir curvas de 
propriedades versus temperaturas de corte, gráficos de penetração versus ponto de amo-
lecimento e penetração versus viscosidade a 60ºC, bem como gráficos de Heukelom dos 
diferentes resíduos através do software BR-asfaltos. A comparação dos resultados com 
as especificações e os critérios internos Petrobras indica se o petróleo é adequado ou não 
para produção de cimentos asfálticos de petróleo e ainda a seleção das temperaturas de 
corte apropriadas à obtenção dos diversos tipos de CAP. 
O teor de parafinas é um dos critérios empregados na seleção de petróleos adequados 
que é determinado por meio de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) feita, por 
exemplo, com o uso do equipamento Sistema Mettler DSC-30/TA 4000. A calorimetria 
com o DSC é uma técnica rápida e precisa, com boa repetibilidade, que consome peque-
na quantidade de amostra.
 O refino é o conjunto de processos de separação e/ou transformação dos constituintes 
do petróleo. Existem diferentes processos de refino de petróleo que produzem os ligantes 
asfálticos. O mais antigo é o da destilação direta, que pode ser realizada em um ou dois 
estágios. Quando o petróleo é de base asfáltica, designado por petróleo pesado (isto é, 
tem muito asfalto, proporcionalmente a outras frações ou petróleos), como por exemplo os 
34 Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros
venezuelanos Boscan, Bachaquero, Lagunillas e Tia Juana, e o brasileiro Fazenda Alegre, 
é necessário apenas um estágio de destilação a vácuo e este processo produz um CAP de 
consistência adequada para a pavimentação. 
Se o petróleo não é de base asfáltica, como por exemplo os leves: Árabe Leve, Safa-
niya, Kirkuk e Kuwait, são necessários dois estágios de destilação: atmosférica e a vácuo. 
Petróleos ditos intermediários são processados em dois estágios, resultando no chamado 
resíduo de vácuo, cujas condições de pressão e temperatura definem o atendimento às 
especificações para uso em pavimentação. Pode ser ainda empregada a desasfaltação 
por solvente quando o petróleo processado é leve ou intermediário, que consiste em um 
processo de extração com alcanos de baixa massa molar (ex. propano/butano) dos resí-
duos de vácuo (Leite, 1999; Shell, 2003). 
As Figuras 2.6(a, b, c, d, e, f), elaboradas originalmente por Tonial e Bastos (1995) 
da Petrobras, mostram os possíveis processos utilizados para a produção de asfaltos, 
pelos métodos citados acima. As refinarias têm colunas ou torres de destilação que 
são divididas em intervalos por faixa de temperatura de obtenção dos vários cortes do 
petróleo (nafta, querosene, gasóleos) antes de se obter o asfalto. Daí, muitas vezes o 
asfalto ser denominado “resíduo” do petróleo, embora esse termo não se associe de for-
ma alguma a um material sem características adequadas ao uso, mas sim ao processo 
de refino.
Quando acondicionados de maneira apropriada, o que acontece de uma forma geral 
nos tanques das refinarias, os asfaltos podem ser mantidos a elevadas temperaturas 
por um tempo considerável sem que sejam afetados adversamente (Tonial, 2001; Shell, 
2003). Porém, um aquecimento a temperaturas elevadas (maiores do que 150ºC), mes-
mo por tempos relativamente curtos (menores que um minuto, como ocorre na usina-
gem) pode causar um envelhecimento elevado do ligante desde que haja presença de ar 
e uma espessura muito fina de asfalto. Portanto, quanto maior a temperatura, o tempo 
de aquecimento e menor a espessura de película asfáltica, maior será o envelhecimento 
do ligante. A espessura do ligante ao envolver os agregados pode ser muito fina se a 
relação entre o volume de ligante e a superfície específica dos agregados não for bem 
proporcionada.
De forma a evitar um possível endurecimento e envelhecimento do ligante durante a 
estocagem, os tanques devem ser munidos de sensores de temperatura, posicionados 
na região dos aquecedores e serem removíveis para manutenção freqüente. A oxidação 
e a perda de frações voláteis podem ocorrer pela superfície exposta sendo proporcional 
a essa área e à temperatura do tanque, e, portanto, os tanques verticalmente mais altos 
são preferíveis aos mais baixos, ou seja, a relação altura/raio do tanque circular deve ser 
tecnicamente a maior possível, considerando a relação área/volume de estocagem (Shell, 
2003). A recirculação de material, quando o tempo de estocagem é elevado, deve