asfalto-borracha_jlfj

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AVALIAÇÃO LABORATORIAL DE MISTURA ASFÁLTICA DENSA 
MODIFICADA COM ADIÇÃO DE BORRACHA 
 
Sandra A. Margarido Bertollo 
José Leomar Fernandes Júnior 
Universidade de São Paulo 
Escola de Engenharia de São Carlos 
 
Liedi Bariani Bernucci 
Edson de Moura 
Universidade de São Paulo 
Escola Politécnica 
 
RESUMO 
Este trabalho apresenta resultados de estudo laboratorial que teve como objetivo avaliar o efeito produzido pela 
granulometria da borracha reciclada de pneumáticos e pelo envelhecimento de curto prazo sobre as propriedades 
de uma mistura asfáltica densa. Foram preparadas misturas asfálticas com duas granulometrias de borracha, 
substituindo parte dos agregados pétreos em algumas frações da curva granulométrica. Essas misturas foram 
comparadas a uma mistura de controle, sem borracha. Para avaliação das propriedades mecânicas, as misturas 
foram submetidas ao ensaio de compressão diametral dinâmico para determinação do módulo de resiliência, ao 
ensaio de resistência à tração por compressão diametral e ao ensaio de trilha de roda em equipamento simulador 
de tráfego em laboratório. Os resultados mostram que a diminuição do tamanho das partículas de borracha 
influencia positivamente no desempenho do material e que as relações MR/RT encontradas para as misturas com 
borracha sugerem, em princípio, uma maior flexibilidade e resistência à fadiga. 
 
ABSTRACT 
This paper presents the findings of a laboratory study that aimed to evaluate the effects of recycled tire rubber 
gradation and short-term aging on the properties of dense asphalt mixtures. It was considered two ranges of 
rubber particle sizes which substituted part of mineral aggregates in the mixture gradation. The rubber modified 
asphalt mixtures (“dry process”) were compared to a control mixture without rubber. For the evaluation of 
mechanical properties, the asphalt mixtures were submitted to three laboratory tests: dynamic indirect tension for 
the determination of the resilient modulus; tensile strength under indirect tension; and resistance to rutting in a 
repeated load device. The results show that smaller rubber particles are better for the mixture performance and 
the ratio between resilient modulus and tensile strength indicates that asphalt mixtures containing recycled tire 
rubber present higher flexibility and higher resistance to fatigue cracking. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Embora seja significativo o aumento da frota de veículos no Brasil, a magnitude do efeito 
ambiental causado pelos milhões de pneus inservíveis gerados a cada ano não se percebe tão 
facilmente. A disposição final dos pneus representa um problema de difícil solução, pois são 
objetos volumosos que precisam ser armazenados em condições apropriadas para evitar riscos 
de incêndio e proliferação de insetos e roedores. A disposição em aterros sanitários se torna 
inviável, pois os pneus inteiros apresentam baixa compressibilidade e degradação muito lenta. 
 
Alternativas devem ser encontradas no sentido de equacionar a questão destes resíduos no 
país. A Resolução no 258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, publicada 
no Diário Oficial de 02 de dezembro de 1999, determina que as empresas fabricantes e as 
importadoras de pneumáticos ficam obrigadas a coletar e dar destinação final, ambientalmente 
adequada, aos pneus inservíveis existentes no território nacional, na proporção relativa às 
quantidades fabricadas e/ou importadas. 
 
Nos Estados Unidos, país que mais produz pneus inservíveis no mundo (mais de um pneu por 
habitante por ano), existem leis que regulamentam a aquisição, armazenagem e 
processamento de pneus, impõem restrições para armazenagem em aterros sanitários e 
oferecem incentivos para o desenvolvimento de novas alternativas de uso, como por exemplo, 
a incorporação em misturas asfálticas (FHWA, 1993). 
 
Os méritos da utilização de borracha triturada de pneus nas misturas asfálticas devem 
considerar os benefícios em termos ambientais e de engenharia. Enquanto é indiscutível o 
benefício da reciclagem para esse tipo de resíduo, não existe consenso se a utilização de 
borracha triturada traz benefícios significativos às propriedades de engenharia, com a 
obtenção de um pavimento com melhor desempenho em longo prazo, superando as limitações 
dos pavimentos tradicionais. Dentre os potenciais benefícios que a incorporação de borracha 
de pneus usados pode acarretar às misturas asfálticas, destacam-se: aumento da flexibilidade a 
baixas temperaturas, aumento da resistência à deformação permanente a altas temperaturas, 
aumento da resistência à fadiga, maior resistência ao desgaste e ao envelhecimento. 
 
Existem dois métodos de incorporação dos pneus nas misturas asfálticas. No processo úmido 
são adicionadas partículas finas de borracha ao cimento asfáltico, produzindo um novo tipo de 
ligante denominado asfalto-borracha. No processo seco, as partículas de borracha substituem 
parte dos agregados pétreos na mistura. Após a adição do ligante, formam um produto 
denominado concreto asfáltico modificado com adição de borracha. 
 
Este trabalho avaliou, em laboratório, o processo seco de reutilização de borracha de pneus 
em obras de pavimentação asfáltica. Buscou-se, dessa forma, contribuir para a solução do 
grave problema ambiental que é a disposição de resíduos sólidos, pois a reutilização de pneus 
em larga escala no Brasil vai depender do conhecimento profundo dos aspectos econômicos e 
técnicos, relacionados ao meio ambiente e ao desempenho como material de construção. 
 
2. PROCESSO SECO DE INCORPORAÇÃO 
O processo seco de incorporação foi desenvolvido originalmente nos anos 1960, na Suécia, 
sendo patenteado com o nome Rubit®. Nos EUA o método foi patenteado com o nome 
PlusRide®. A preocupação crescente com os aspectos ambientais, manifestada inclusive por 
leis que regulamentam o uso de pneus em misturas asfálticas, trouxe uma nova motivação 
para estudos sobre o tema. Novas tecnologias surgiram desde então, como por exemplo, a 
tecnologia genérica (generic system), desenvolvida em 1989 (Epps, 1994). 
 
O sistema PlusRide® permite a incorporação de 3 a 4% (em relação ao peso total da mistura) 
de borracha com diâmetros que variam de 2 a 6,35 mm. As especificações de graduação do 
agregado pétreo, para diferentes níveis de tráfego, apresentam descontinuidade na faixa entre 
3,18 mm (1/8") e 6,35 mm (1/4"). As partículas de borracha substituem a porção de agregado 
que normalmente ocuparia este espaço. As misturas requerem uma quantidade maior de 
ligante asfáltico, cerca de 1,5 a 2% a mais em relação às misturas convencionais. O volume de 
vazios deve variar entre 2 e 4%, dependendo do nível de tráfego. 
 
Estudos conduzidos por Takallou et al. (1986) e Takallou e Hicks (1988) indicam que as 
misturas modificadas com borracha pelo sistema PlusRide® apresentam maior resistência à 
fadiga do que as misturas convencionais. Também apresentam maior resistência ao 
trincamento térmico, pois as partículas de borracha absorvem as tensões. 
 
Diferentemente do sistema PlusRide®, o sistema genérico de adição de borracha utiliza curvas 
granulométricas tradicionais (densas) onde são incorporadas partículas de borracha com 
diâmetro nominal máximo de 2,00 mm (#10) e menores teores de borracha (1, 2 e 3%). 
Enquanto as partículas finas de borracha reagem com o ligante, as partículas maiores atuam 
como “agregados elásticos" no concreto asfáltico, proporcionando um pavimento resistente à 
fadiga e ao trincamento a baixas temperaturas (FHWA, 1993). 
 
Estudos laboratoriais conduzidos por Oliver (2000) e Gallego et al. (2000) indicaram o 
excelente desempenho de misturas modificadas com adição de borracha, em termos de 
resistência à deformação permanente e vida de fadiga, quando comparada a uma mistura 
convencional. Gallego et al. (2000) ressaltam a importância do tempo de digestão (tempo 
necessário para que ocorra a interação entre ligante e borracha) como parâmetro de maior 
influência sobre o desempenho
de misturas preparadas pelo processo seco. 
 
3. PROGRAMA EXPERIMENTAL 
Para caracterizar as misturas asfálticas estudadas nesta etapa do trabalho foram preparadas 
amostras com duas granulometrias de borracha, uma grossa (G) e outra fina (F), substituindo 
parte dos agregados pétreos em algumas frações da curva granulométrica. Utilizou-se uma 
quantidade de borracha equivalente a 2% do peso total da mistura. Essas misturas foram 
comparadas a uma mistura convencional, sem borracha (mistura de controle). 
 
Anteriormente à compactação, as misturas foram submetidas a uma simulação de 
envelhecimento em estufa por períodos de 2 e 4 horas a 150oC. Procurou-se analisar o efeito 
do tempo de digestão e da granulometria da borracha sobre o teor ótimo de asfalto. 
 
Para seleção do teor ótimo de asfalto considerou-se um volume de vazios de 4% e, para as 
misturas contendo borracha, utilizou-se também a mesma quantidade de ligante da mistura de 
controle. Procurou-se analisar o efeito da granulometria da borracha sobre o teor de asfalto e, 
principalmente, sobre o módulo de resiliência e a resistência à tração. A avaliação da 
capacidade das misturas em resistir às deformações permanentes foi feita através do ensaio de 
trilha de roda em equipamento simulador de tráfego em laboratório. A Figura 1 apresenta o 
método de trabalho utilizado nos experimentos realizados. 
 
4. MATERIAIS 
 
4.1. Agregado Pétreo 
Foram utilizados agregados britados, de natureza basáltica, provenientes da Pedreira INDERP 
localizada no município de Ribeirão Preto - SP. O fíler utilizado foi extraído por 
peneiramento a seco do pó-de-pedra oriundo da mesma pedreira. A Tabela 1 apresenta 
algumas das propriedades dos agregados pétreos utilizados. 
 
Os ensaios de adesividade para agregados graúdos e miúdos apresentaram resultado não 
satisfatório para o agregado utilizado. Esses métodos não apresentam correlação com o que 
acontece no campo, podendo gerar resultados enganosos. Assim, foram realizados ensaios 
complementares utilizando misturas compactadas (ensaio de umidade induzida - AASHTO, 
1989). O resultado indicou que a mistura compactada não apresenta problemas de adesividade 
entre agregado e ligante. 
 
dos corpos-de-prova
de borracha G e F, considerando envelhecimento de curto prazo
Execução do ensaio
de trilha de roda
Determinação de
MR e RT
Caracterização e Preparação dos Materiais:
CAP-20, Borracha e Agregado Pétreo
Dosagem da mistura de controle e das misturas com 2%
Preparo das Misturas - Envelhecimento de curto prazo
trilha de rodaMarshall
Compactação Moldagem das placas
para o ensaio de
 
Figura 1: Diagrama de blocos do método de trabalho experimental 
 
Trabalhou-se com uma granulometria correspondente ao centro da faixa “C” do DNER (1997) 
adaptada às especificações SUPERPAVE® (FHWA, 1995), conforme Figura 2. O diâmetro 
máximo nominal é de 12,5 mm. 
 
Tabela 1: Características dos agregados pétreos utilizados 
Ensaio Método Material 
 Agregado Graúdo Agregado Miúdo 
Desgaste de agregado por 
Abrasão Los Angeles (%) 
DER-SP M24-61 14,1 (≤ 40) 
Massa específica (g/cm3) DER-SP M3-61 2,858 2,860 
Adesividade DER-SP M78-63 
M149-61 
Não satisfatória 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Abertura das Peneiras
%
 P
as
sa
nd
o
Curva de
Trabalho
Pontos de
Controle
Zona de
Restrição
Faixa "C" do
DNER
 
Figura 2: Curva granulométrica da mistura estudada 
 
4.2. Borracha 
A borracha utilizada foi fornecida pela BORCOL Indústria de Borracha Ltda, localizada no 
município de Sorocaba – SP. Foram utilizadas duas granulometrias de borracha triturada 
disponíveis comercialmente: uma denominada “G” (grossa), contendo partículas com 
diâmetros variando de 9,5 mm (3/8”) até 0,60 mm (#30) e outra, denominada “F” (fina), 
contendo partículas com diâmetros variando de 1,18 mm (#16) até 0,15 mm (#100). 
 
A borracha triturada foi caracterizada por ensaios de massa específica das partículas (obtida 
por picnometria de hélio), porosidade (em mercúrio) e análise termogravimétrica (TGA). A 
Tabela 2 apresenta os resultados desses ensaios para quatro frações granulométricas de 
borracha. 
 
Tabela 2: Características da borracha utilizada 
 Borracha 
Ensaio G F 
 3/8” - #4 #16 - #30 #16 - #30 #50 - #100 
Massa específica das 
partículas (g/cm3) 
1,1334 ± 0,0010 1,1547 ± 0,0007 1,1607 ± 0,0016 1,1934 ± 0,0012 
Perda de massa 
a 170oC (%) 
0,7410 0,7877 - 0,6025 
Porosidade em 
mercúrio (%) 
9,65 16,08 - 68,94 
 
A análise termogravimétrica (TGA) permite que sejam analisadas as mudanças no peso da 
amostra, resultante de transformações químicas, em função da temperatura (taxa de 
aquecimento) ou intervalo de tempo. Empregou-se uma taxa de aquecimento de 10oC/min., no 
intervalo de temperatura de 50 a 600oC. 
 
As amostras de borracha mais grossa (G) apresentaram uma perda de massa, em função da 
liberação dos óleos voláteis do pneu, de 0,7410% a 0,7877% em torno de 170oC, enquanto a 
borracha mais fina (F) apresentou uma perda de massa de 0,6025% a 170oC. 
4.3. Ligante Asfáltico 
O ligante asfáltico utilizado foi o CAP-20 por ser um material de uso rotineiro e 
comercialmente disponível em todo o Brasil. As propriedades do CAP-20 utilizado são 
apresentadas na Tabela 3. 
 
Tabela 3: Propriedades do CAP-20 utilizado no preparo das misturas 
Ensaio Resultado Exigência 
DNC 01/92 
Método 
Viscosidade absoluta a 60oC (poise) 3317 2000 a 3500 NBR 5847 
Viscosidade Saybolt Furol a 135oC (s) 180 120 mín. MB-517 
Viscosidade Saybolt Furol a 177oC (s) 30,3 30 a 150 
Efeito do calor e do ar: 
 Variação em massa (%) 0,044 1,0 máx. MB-425 
 Relação de viscosidade 1,7 4,0 máx. - 
 Ductilidade a 25oC (cm) > 100 20 mín. NBR 6293 
Índice de suscetibilidade térmica -1,0 -1,5 a 1,0 - 
Penetração, 25oC, 100g, 5s (0,1mm) 59 50 mín. NBR 6576 
Ponto de fulgor (oC) 300 235 mín. NBR 11341 
Solubilidade em tricloroetileno (% em massa) 99,7 99,5 mín MB-166 
Massa específica (g/cm3) 1,020 - - 
 
4.4. Misturas 
Procurou-se incorporar a borracha buscando manter o mesmo arranjo granulométrico da 
mistura de controle. Para tanto, criou-se uma lacuna na curva granulométrica do agregado 
pétreo (excluindo parte dos agregados) para possibilitar a adição da borracha triturada. Na 
substituição, considerou-se que a borracha triturada possui formato semelhante ao agregado 
pétreo e, portanto, mesma área superficial. Deste modo, o ajuste na granulometria do 
agregado pétreo considerou apenas os pesos específicos da borracha e do agregado. As duas 
granulometrias de borracha (G e F) foram distribuídas na curva granulométrica dos agregados 
pétreos, acompanhando a faixa C do DNER, conforme Figura 3. 
 
A dosagem das misturas asfálticas foi feita pelo método Marshall de acordo com os padrões 
estabelecidos pela NBR 12891/93 da ABNT (1993). A energia de compactação foi de 75 
golpes por face do corpo-de-prova. A borracha, na temperatura ambiente, foi misturada ao 
agregado pétreo previamente aquecido a 175oC. Em seguida, foi adicionado o ligante asfáltico 
na temperatura de 160oC. A mistura entre agregados, borracha e asfalto foi realizada durante 
aproximadamente 2 minutos, até que o ligante tivesse envolvido todo o material granular. 
Antes da compactação, parte das misturas foi levada para uma estufa na temperatura de 
150oC, onde permanecia durante duas ou quatro horas para simular o envelhecimento durante 
as fases de preparação, transporte e lançamento da mistura na pista. 
 
A massa específica das misturas compactadas foi determinada pelo método AASHTO T-166 
(AASHTO, 1993), utilizando amostras saturadas secas superficialmente. As misturas 
destinadas à determinação do módulo de resiliência e resistência à tração por compressão 
diametral foram moldadas com um teor de asfalto necessário para a obtenção de um volume 
de vazios em torno de 4%. Para verificar a influência do teor de asfalto nas propriedades das 
misturas que contêm borracha, também
foram moldados corpos-de-prova com a mesma 
quantidade de ligante da mistura de controle. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Abertura das Peneiras (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 P
as
sa
da
G
 
(a) Mistura com borracha na granulometria G: 9,5 mm (3/8”) até 0,60 mm (#30) 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Abertura das Peneiras (mm)
Po
rc
en
ta
ge
m
 P
as
sa
da
F
 
(b) Mistura com borracha na granulometria F: 1,18 mm (#16) até 0,15 mm (#100) 
Figura 3: Frações granulométricas onde foram incorporadas as amostras de borracha G e F 
 
5. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 
 
5.1. Envelhecimento de Misturas Asfálticas 
O envelhecimento de misturas asfálticas é um termo usado para descrever as mudanças nas 
propriedades com o passar do tempo, incluindo alterações nas propriedades dos ligantes 
asfálticos e a absorção de ligante pelo agregado. 
 
Uma característica importante dos cimentos asfálticos diz respeito ao envelhecimento, que se 
inicia durante a fase de preparação da mistura, quando o cimento asfáltico é aquecido para 
facilitar os trabalhos de mistura com os agregados pétreos, que também são aquecidos. 
Durante essa fase ocorrem alterações significativas nas propriedades reológicas do ligante, 
como a diminuição da penetração (ou aumento da consistência) e o aumento da viscosidade. 
 
O envelhecimento de curto prazo é causado, principalmente, devido à perda dos componentes 
voláteis e oxidação durante a fase de construção. Acredita-se que o envelhecimento de longo 
prazo seja conseqüência da progressiva oxidação durante a vida em serviço do pavimento. 
Embora, em geral, o envelhecimento possa resultar no enrijecimento da mistura, o que pode 
ser benéfico do ponto de vista da distribuição das cargas e da deformação permanente, poderá 
também resultar num pavimento com tendências ao trincamento e desintegração e na perda de 
durabilidade em termos de resistência ao desgaste e suscetibilidade à umidade. 
 
Nas misturas preparadas com borracha, ocorre um processo chamado de “digestão” da 
borracha, ou seja, a interação asfalto-borracha durante o tempo de preparação e transporte da 
mistura. Buscando analisar o efeito do envelhecimento na mistura de controle e do tempo de 
digestão nas misturas preparadas com borracha, fez-se a simulação do envelhecimento em 
estufa, a 150oC, por períodos de 2 e 4 horas, antes da compactação. A Figura 4 ilustra a 
relação entre teor de ligante e volume de vazios para as misturas com borracha (fina, 2F, e 
grossa, 2G), ambas com 2% de borracha. A mistura de controle não apresentou variação 
significativa do volume de vazios com o tempo de envelhecimento. 
 
Mistura 2G
2
3
4
5
6
7
8
6 6,5 7 7,5 8
% Ligante
V
v 
(%
) 0h
2h
4h
Mistura 2F
2
3
4
5
6
7
8
6 6,5 7 7,5 8 8,5
% Ligante
V
v 
(%
) 0h
2h
4h
Figura 4: Efeito do envelhecimento (tempo de digestão) para as misturas com borracha 
 
Observa-se o efeito do tempo de digestão nas misturas que contém borracha: as misturas 
envelhecidas requerem maiores teores de ligante para a obtenção de um volume de vazios de 
4%. Uma parcela do ligante requerido pode estar sendo absorvida pela borracha, que 
apresenta elevada porosidade. A borracha triturada deve ser considerada como um agregado, 
entretanto, a parcela de borracha mais fina, que passa na peneira de abertura 0,84 mm (# 20), 
reage parcialmente com o ligante. Essa ocorrência ficou evidente quando, após a mistura, 
verificou-se "aumento de volume", principalmente na mistura 2F. Para a mistura 2G ocorreu 
reação, pois também apresenta partículas que passam na peneira de 0,84 mm, só que de forma 
menos eficiente (ou seja, exigindo um maior tempo de reação). Logo, a quantidade de 
borracha fina introduzida na mistura irá determinar o grau de modificação do ligante asfáltico. 
 
5.2. Determinação das Propriedades Mecânicas 
Procurou-se avaliar a influência do teor de asfalto e da granulometria da borracha sobre as 
propriedades mecânicas das misturas envelhecidas em estufa por 2 horas. Para tanto, foram 
confeccionados corpos-de-prova contendo 2% de borracha (em peso da mistura) nas 
granulometrias G (9,5 mm - 0,60 mm) e F (1,18 mm - 0,15 mm). As misturas 2F’, 2G’ e de 
controle foram dosadas para a obtenção de um volume de vazios de 4%. As misturas 2F e 2G 
foram moldadas utilizando a mesma quantidade de ligante da mistura de controle. 
 
A Tabela 4 apresenta a composição das misturas, os valores de teor de asfalto, volume de 
vazios (Vv), massa específica aparente (Dap), relação betume/vazios (RBV), fluência (F) e 
estabilidade Marshall (E). Esses valores representam a média de três corpos-de-prova. O valor 
mínimo estabelecido para a estabilidade Marshall e a faixa de fluência variam de acordo com 
o órgão que faz a especificação. Todas as misturas apresentam valor de estabilidade superior 
ao mínimo estabelecido pelo DER-SP (750 kg) e pela NBR 12891/93. Entretanto, somente as 
misturas de controle e 2F possuem valor de fluência dentro das especificações. 
 
Deve-se destacar que o ensaio Marshall, apesar de questionado porque as tensões que 
ocorrem durante a determinação da estabilidade e fluência são de difícil interpretação e por 
apresentar elevada dispersão de resultados, ainda é uma referência no Brasil, motivo pelo qual 
foi incluído neste trabalho. Complementarmente, foram realizados ensaios para determinação 
do módulo de resiliência (DNER, 1994a) e resistência à tração por compressão diametral 
(DNER, 1994b). 
 
Tabela 4: Resultados dos ensaios Marshall. 
 
Parâmetro 
 
Misturas 
Especificaçã
o 
NBR 12948:
 2G' 2G 2F' 2F 1G 1F Controle Camada de 
Rolamento 
Composição: 
 Agregado (g) 1140 1140 1141,7 1141,7 1170 1170,8 1200 - 
 Borracha (g) 24 24 24 24 12 12 - - 
 CAP-20 (g) 91,7 79,3 98,6 79,3 79,3 79,3 79,3 - 
Teor CAP-20 (%) 7,3 6,4 7,8 6,4 6,3 6,3 6,2 - 
Dap 2,365 2,344 2,356 2,325 2,399 2,387 2,469 - 
Vv (%) 4 6,1 4 7,1 5,4 5,9 4 3 a 5 
RBV (%) 80 69 83 67 73 71 79 75 a 82 
E (kg) 937 978 872 1059 1219 1013 1399 350 
F (mm) 5,2 4,7 5,1 4,5 4,5 4,1 3,2 2,0 a 4,6 
 
O módulo de resiliência (MR) é um fator importante para o dimensionamento racional dos 
pavimentos, estando intimamente ligado ao projeto da mistura, enquanto que a resistência à 
tração (RT) é a associada ao comportamento estrutural adequado ou não das misturas quanto 
à vida de fadiga. 
 
Para a avaliação da capacidade das misturas em resistir às deformações permanentes foi 
utilizado um equipamento simulador de tráfego em laboratório, idealizado pelo Laboratoire 
Central des Ponts et Chaussées – LCPC. Os ensaios foram realizados no Laboratório de 
Tecnologia de Pavimentação, do Departamento de Engenharia de Transportes da Escola 
Politécnica da USP, em São Paulo. Os procedimentos do ensaio são descritos nas normas 
francesas NF P 98-253-1 (AFNOR, 1991a) e NF P 98-250-2 (AFNOR, 1991b). 
 
Para a realização deste ensaio foram moldadas placas de 180 mm de largura por 500 mm de 
comprimento e 50 mm de altura. O processo de compactação se desenvolve por amassamento, 
através de um roda dotada de um pneu de borracha. A pressão do pneu, a carga do eixo e a 
quantidade de passadas da roda são controladas. Para cada mistura foram moldadas duas 
placas. 
No equipamento simulador de tráfego são colocadas duas placas de cada vez. O ensaio se 
realiza mediante a aplicação de uma carga através de uma roda dotada de pneus lisos. A 
pressão dos pneus e a carga dos eixos são controladas. A passagem das rodas sobre as placas 
se faz através de ciclos de ida e volta do pneu (cada ciclo tem a duração de 1 segundo). As 
medidas das deformações foram feitas em 15 pontos distintos da trilha de roda, sendo 
realizadas no decorrer do ensaio, após 100, 300, 1.000, 3.000, 10.000 e 30.000 ciclos. Os 
ensaios foram realizados em temperatura controlada de 60oC. 
 
Para cada conjunto de placas obtém-se uma equação de regressão
do tipo y = a . Nb, onde “y” 
representa o valor do afundamento na trilha de roda, “N” é o número de ciclos e “a” e “b” são 
obtidos de análise de regressão. A Figura 5 apresenta o resultado das regressões para as 
misturas analisadas, destacando-se que o coeficiente “b” representa a taxa de deformação com 
o número de ciclos. 
 
1%
10%
100%
100 1000 10000 100000
Número de Ciclos
Pr
of
un
di
da
de
 d
a 
Tr
ilh
a 
Controle
2G'
2F'
2G
2F
 
Figura 5: Resultados dos ensaios de trilha de roda 
 
A Tabela 5 apresenta o resumo dos resultados (média de 3 corpos-de-prova) obtidos para MR 
e RT, a relação MR/RT e os resultados do ensaio de trilha de roda (média entre duas placas 
ensaiadas). 
 
Tabela 5: Resumo dos resultados obtidos nos ensaios mecânicos 
Parâmetro Misturas 
 2G' 2G 2F' 2F 1G 1F Controle 
MR (MPa, 25oC) 1942 1634 2687 2104 2165 2793 3637 
RT (MPa, 25oC) 1,09 1,02 1,12 0,99 1,14 1,11 1,37 
MR/RT 1782 1602 2399 2125 1899 2516 2655 
Def. Permanente: 
 Afundamento * 16% * 9% 10% 8% 9% 
 (30.000 ciclos) 
 Coef. Angular 0,396 0,2234 0,3757 0,1499 0,2129 0,1681 0,1789 
*O ensaio foi finalizado após 3.000 ciclos devido à deformação excessiva 
 
Pelos resultados apresentados na Figura 5 e Tabela 5, quanto à resistência ao acúmulo de 
deformação permanente nas trilhas de roda, a mistura que apresentou melhor desempenho foi 
a com granulometria fina e teor de ligante igual ao da mistura de controle (2F), seguida pela 
mistura de controle. A mistura com pior desempenho foi a com granulometria grossa e teor de 
ligante correspondente a um volume de vazios de aproximadamente 4% (2G’), seguida pela 
2F’ (granulometria fina, teor para Vv = 4%) e 2G (granulometria grossa e teor igual ao da 
mistura de controle). 
 
A mistura 2F apresentou menor taxa de deformação (curva menos inclinada) quando 
comparada à mistura de controle, ou seja, a mistura 2F apresenta o menor potencial de 
desenvolver deformação permanente nas trilhas de roda. Os resultados dos ensaios de trilha 
de roda indicam, nas misturas modificadas e dosadas para um volume de vazios de 4%, 
problemas no travamento da estrutura granular, com formação um esqueleto menos estável e 
menos resistente. 
 
Na Tabela 5 observa-se que ocorre uma diminuição do valor do módulo de resiliência das 
misturas modificadas, sendo essa redução maior nas misturas que contêm borracha na 
granulometria grossa (G). As misturas com borracha apresentam relações MR/RT menores 
que a encontrada para a mistura de controle, indicando uma maior flexibilidade e melhor 
resistência à fadiga quando comparadas à mistura de controle. 
 
6. CONCLUSÕES 
O tempo de digestão da borracha é um fator que deve ser considerado no projeto de misturas 
modificadas com adição de borracha (processo seco). Uma particularidade dessas misturas 
está relacionada à expansão do corpo-de-prova após o término do processo de compactação. 
Este aumento de volume é um fenômeno dependente do tempo de digestão, cuja magnitude 
está relacionada à complexa interação entre os fatores tipo e graduação da borracha, 
porcentagens de borracha e ligante e temperatura durante a produção em usina, transporte, 
lançamento e compactação. O tempo de digestão permite que ocorra reação entre as partículas 
de borracha e o ligante asfáltico, sendo que a quantidade de partículas menores introduzida na 
mistura determina o grau de modificação do ligante. Estudo complementar, já em 
desenvolvimento pelos autores deste trabalho, procura avaliar como o tempo de digestão 
influencia as propriedades das misturas asfálticas compactadas. 
 
Os resultados dos ensaios de trilha de roda indicam que a diminuição das partículas de 
borracha proporciona uma melhora de desempenho em termos de resistência à deformação 
permanente. As misturas modificadas com adição de borracha dosadas para um volume de 
vazios de 4% apresentaram deformação permanente excessiva e precoce. Isso indica que os 
teores de ligante utilizados são extremamente elevados para essas misturas, fato constatado no 
ensaio Marshall em razão dos elevados valores de fluência. Esse fato indica que o valor de 
volume de vazios não deve ser usado como critério na determinação do teor ótimo de ligante 
para essas misturas. 
 
As misturas modificadas com borracha apresentaram menores valores de módulo de 
resiliência (MR) e de resistência à tração (RT) quando comparadas à mistura de controle. A 
granulometria da borracha e o teor de ligante tiveram pequena influência nos resultados de 
resistência à tração. As misturas com borracha na granulometria grossa se mostraram mais 
resilientes, indicando que as partículas maiores de borracha atuam como “molas” na mistura. 
As relações MR/RT para as misturas modificadas com borracha sugerem uma maior 
flexibilidade e melhor resistência à fadiga quando comparadas à mistura de controle. 
 
Agradecimentos 
Esta pesquisa conta com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), através 
da concessão de uma bolsa de doutorado. Os autores também agradecem ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
(IPT) pela realização dos ensaios de caracterização do ligante asfáltico. 
 
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Endereço dos autores: 
Universidade de São
Paulo Fone: (16)273-9598 
Escola de Engenharia de São Carlos - Dep. de Transportes Fax: (16)273-9602 
Av. Trabalhador São-carlense, 400 - Centro leomar@sc.usp.br e samberto@sc.usp.br 
13566-590 - São Carlos, SP, Brasil 
 
Escola Politécnica da USP - Departamento de Transportes Fones: (11)3818-5213 / 3818-5485 
Av. Prof. Almeida Prado, Travessa 2, s/n Fax: (11)3818-5716 
05508-900 - São Paulo, SP, Brasil liedi@usp.br e edmoura@usp.br 
312.pdf
AVALIAÇÃO DE MISTURAS ASFÁLTICAS SMA PRODUZIDAS COM LIGANTE 
ASFALTO-BORRACHA QUANTO À DEFORMAÇÃO PERMANENTE 
 
Cláudio Luiz Dubeux Neves Filho 
Universidade de São Paulo 
Escola de Engenharia de São Carlos 
Liédi Legi Bariani Bernucci 
Universidade de São Paulo 
Escola Politécnica 
José Leomar Fernandes Júnior 
Universidade de São Paulo 
Escola de Engenharia de São Carlos 
 
RESUMO 
As misturas asfálticas do tipo SMA apresentam granulometria descontínua, composta por uma maior fração de 
agregados graúdos e uma rica massa de ligante/fíler (mastique). Possuem um esqueleto pétreo de alta 
estabilidade devido ao contato pedra-pedra, que proporciona uma maior resistência à deformação permanente. 
Geralmente, apresentam um teor de ligante asfáltico maior do que o das misturas de concreto asfáltico 
convencional, formando uma película asfáltica mais espessa. São utilizadas fibras para evitar o escorrimento do 
ligante durante as etapas de produção e lançamento e, geralmente, são usados asfaltos modificados por polímero. 
Esta pesquisa tem por objetivo comparar, por meio do ensaio de deformação permanente em simulador de 
tráfego, o comportamento de misturas SMA com diferentes tipos de ligante (asfalto convencional CAP 20, 
modificado por polímero e asfalto-borracha) com um concreto asfáltico convencional de granulometria contínua 
(Faixa C do DNER). Os resultados obtidos mostram que, em termos de deformação permanente, as misturas 
SMA apresentam melhor comportamento do que o concreto asfáltico convencional e que a mistura SMA com 
asfalto-borracha tem comportamento muito mais próximo do da mistura SMA produzida com um ligante 
modificado por polímero do que o da mistura SMA produzida com um asfalto convencional. 
 
ABSTRACT 
SMA is a gap-graded asphalt mixture with a large proportion of high quality coarse aggregate and a high content 
of mastic (binder/filler). The larger proportion of coarse aggregate provides a greater stone-to-stone contact, 
which results in a mixture more resistant to permanent deformation than the conventional Hot Mix Asphalt 
(HMA). The asphalt content is higher than the content typically used for a conventional HMA, which increases 
the film thickness. Fibers are used to prevent the drainage of the asphalt binder during the HMA production and 
placement, and polymer-modified asphalt cements are usually used. The behavior of SMA mixtures produced 
with different binders (conventional AC-20, polymer-modified, and asphalt-rubber), in terms of permanent 
deformation, is evaluated in a laboratory traffic simulator and compared to the behavior of a conventional dense-
graded HMA. The results show that, in terms of permanent deformation, SMA mixtures are better than HMA 
mixtures and SMA mixtures produced with asphalt-rubber are much closer to SMA mixtures produced with 
polymer-modified binder than SMA mixtures produced with conventional asphalts. 
 
1. INTRODUÇÃO 
O SMA (Stone Mastic Asphalt, terminologia mais utilizada na Europa, ou Stone Matrix 
Asphalt, terminologia mais utilizada nos EUA) é um tipo de mistura asfáltica usada como 
revestimento de pavimentos rodoviários e de aeroportos, desenvolvida na Alemanha no final 
da década de 60 (NAPA, 2002). 
 
A mistura asfáltica SMA apresenta granulometria descontínua, composta por uma maior 
fração (entre 70% e 80%) de agregados graúdos britados de alta qualidade, uma rica massa de 
ligante/fíler (10% passando na peneira n° 200), chamada de argamassa ou mastique, e 
aproximadamente 4% de volume de vazios. Essas misturas formam um esqueleto de alta 
estabilidade devido ao contato pedra-pedra e, geralmente, consomem de 1 a 1,5% a mais de 
cimento asfáltico quando comparadas às misturas de concreto asfáltico convencional. 
 
 
Estudos mostram a necessidade do uso de modificadores nos ligantes para misturas SMA. 
Devido a um teor asfáltico mais elevado nessas misturas, há uma tendência da ocorrência de 
escorrimento do ligante. A inibição do escorrimento tem sido conseguida com o uso de fibras. 
Entre vários tipos (celulose, minerais etc.), as de celulose vêm sendo utilizadas com 
freqüência e têm apresentado bons resultados (Brown, 1993; Lanchas, 1999). 
 
O uso do ligante asfalto-borracha, produzido com borracha de pneus descartados, tem 
crescido bastante, motivado não apenas pelo seu benefício ambiental, como também pela 
melhora proporcionada às propriedades mecânicas do concreto asfáltico (Oda, 2000). 
Portanto, por se tratar de um tipo de ligante já em uso comercial, torna-se bastante clara a 
necessidade de se avaliar o seu comportamento quando utilizado em misturas SMA. 
 
Deste modo, esta pesquisa tem por objetivo avaliar se o ligante asfalto-borracha possibilita 
misturas asfálticas SMA capazes de atender aos valores limites de aceitação. E, através de 
ensaios de laboratório, avaliar o comportamento das misturas SMA com diferentes tipos de 
ligante, comparando-as com um concreto asfáltico convencional de granulometria contínua 
(Faixa C do DNER), utilizado freqüentemente no Brasil. 
 
2. MISTURAS ASFÁLTICAS SMA 
 
2.1. Materiais 
 
2.1.1. Agregados 
As misturas asfálticas SMA possuem uma curva granulométrica descontínua, onde 
prevalecem os agregados graúdos, com uma porcentagem em torno de 70%. Há, portanto, um 
maior contato pedra-pedra, sendo recomendado o uso de agregados britados de alta qualidade, 
com uma boa microtextura e sempre virgens, ou seja, não podem ser provenientes de 
revestimentos reciclados. Na maioria dos países da Europa é exigido o uso de agregados 
100% britados (EAPA, 1998). 
 
Para garantir a estabilidade da mistura, tem-se uma argamassa (mastique) rica em fíler e 
asfalto. Nas misturas SMA, o teor de fíler (material passado na peneira #200, de 0,075 mm) 
situa-se entre 8% e 13%, um pouco superior ao de um concreto asfáltico convencional. A 
Figura 1 dá uma idéia do esqueleto pétreo de uma mistura SMA, com o mastique envolvendo 
os agregados e proporcionando estabilidade, comparado a um concreto asfáltico convencional 
de distribuição granulométrica contínua (CAUQ). 
 
A granulometria de uma mistura SMA é, normalmente, determinada pelo diâmetro máximo 
nominal (uma abertura de peneira maior do que a primeira peneira que retém mais de 10%) e, 
às vezes, pela peneira de ponto de quebra, definida como o diâmetro da peneira que separa as 
proporções relativas dos agregados graúdos e finos (Lynn et al., 1999). 
 
Na Europa, os tipos de SMA mais utilizados são 0/5 (agregados com diâmetro inferior a 
5 mm), 0/6, 0/8 e 0/11, sendo este último o mais comumente usado para vias de tráfego 
pesado. Nos EUA, as faixas granulométricas têm como diâmetro máximo nominal (DMN) do 
agregado: 25 mm, 19 mm, 12,5 mm, 9,5 mm e 4,75 mm e as porcentagens passadas são em 
volume (EAPA, 1998; Brown e Cooley Jr., 1999). 
 
 
Figura 1: Esqu
 
 
2.1.2. Ligante asfáltico
As misturas SMA poss
e 1,5% superior ao de 
dos agregados causado
seja necessário o uso d
na consistência do liga
 
O uso de ligantes mo
resistência à deforma
temperaturas, aumento
escorrimento, embora 
 
2.1.3. Uso do ligante a
Ao mesmo tempo em q
de pneus descartados
ambiental, o que justi
adição de borracha de 
pneus usados e melh
elevadas temperaturas
flexibilidade (retardan
proporcionada pelos re
 
A borracha de pneus
misturas asfálticas. Ne
as partículas de borrac
do ligante, formam o 
úmido”, onde a borrac
do agregado, formando
 
O obstáculo ao empre
pois a trituração dos pn
os trabalhos de pesqui
 
SMA
eleto pétreo de uma mistura SMA e d
 
uem uma
película de ligante asfáltic
concretos asfálticos convencionais, c
 pelo contato pedra-pedra. O teor de
e aditivos, geralmente polímeros e/o
nte asfáltico. 
dificados por polímeros é justificado
ção permanente, em virtude da 
 da vida útil do revestimento e reduç
estes ainda sejam necessários para alg
sfalto-borracha 
ue ocorre o crescimento da frota de 
. Este tipo de resíduo é bastante 
fica a busca de soluções para a sua
pneus em ligantes asfálticos são mini
orar o desempenho dos pavimento
 (reduzindo a deformação permanent
do o aparecimento de trincas) e
vestimentos asfálticos. 
 usados tem sido utilizada na pav
sse caso, o seu uso se dá de duas ma
ha triturada substituem parte dos agr
concreto asfáltico modificado com a
ha de pneus moída é incorporada ao
 o ligante asfalto-borracha. 
go dessa tecnologia tem sido, princ
eus ainda representa um custo relati
sa apresentarem resultados sobre a v
CAUQ
 
e um CAUQ (NAPA, 2002) 
o mais espessa, com teor entre 1% 
om o objetivo de evitar o desgaste 
 ligante mais elevado faz com que 
u fibras, buscando-se um aumento 
 por algumas razões: aumento da 
maior viscosidade sob elevadas 
ão da necessidade de inibidores de 
umas misturas asfálticas. 
veículos, cresce também o número 
problemático do ponto de vista 
 disposição final. Os objetivos da 
mizar o problema da disposição de 
s mediante aumento da rigidez a 
e nas trilhas de roda), aumento da 
 aumento da impermeabilização 
imentação e, particularmente, nas 
neiras: o “processo seco”, quando 
egados na mistura e, após a adição 
dição de borracha; e o “processo 
 cimento asfáltico antes da adição 
ipalmente, de origem econômica, 
vamente alto. Porém, à medida que 
iabilidade técnica e a sociedade se 
conscientizar do elevado custo ambiental da disposição de pneus inservíveis, certamente o uso 
do ligante asfalto-borracha se disseminará. 
 
Pesquisa realizada por Oda (2000) concluiu que o ligante asfalto-borracha pode ser benéfico 
aos pavimentos, melhorando as propriedades de resistência ao acúmulo de deformação 
permanente (maior rigidez a elevadas temperaturas) e de resistência à formação de trincas por 
fadiga (maior elasticidade). Além disso, as amostras ensaiadas também apresentaram 
suficiente resistência à formação de trincas por contração térmica. 
 
2.1.4. Fibras 
Fibras são adicionadas às misturas SMA para se evitar o escorrimento do ligante durante o 
processo de construção (produção e aplicação da mistura), especialmente durante o transporte. 
As fibras, geralmente, não têm influência sobre o desempenho da mistura depois da 
compactação, embora possibilitem um maior teor de ligante, o que gera uma película mais 
espessa ao redor do agregado, retardando a oxidação, a penetração de umidade e a separação 
dos agregados. Essas vantagens servem para proteger o concreto asfáltico do desgaste. 
 
As fibras podem ser de vidro ou celulose e são fornecidas soltas ou peletizadas. As fibras de 
celulose peletizadas podem ser facilmente adicionadas à mistura asfáltica e já são de uso 
freqüente em misturas SMA no Estado de São Paulo, com bons resultados, além de se ter 
registro de sucesso em pesquisas realizadas nos EUA (estados de Michigan, Wisconsin e 
Flórida) e no Canadá (província de Ontário). Segundo Lanchas (1999), as fibras de celulose 
são o melhor veículo para o asfalto, pois são quimicamente inertes, resistentes a ácidos 
diluídos e soluções alcalinas e totalmente inócuas do ponto de vista fisiológico e toxicológico. 
Além disso, são produzidas de fontes renováveis. 
 
No processo de mistura de um concreto asfáltico, as fibras peletizadas são adicionadas à 
mistura seca, com os agregados já aquecidos. Com a colocação do ligante e início do processo 
de mistura, as fibras soltam-se e espalham-se por toda a mistura. O asfalto que as envolve 
mistura-se ao ligante sem qualquer problema. 
 
Em muitos casos, a determinação do teor de fibras se baseia na experiência. Várias 
publicações sugerem o teor de 0,3% a 0,5%. Contudo, existem ensaios que verificam se as 
fibras são suficientes para inibir o escorrimento do ligante, como os utilizados, por exemplo, 
na Holanda e na Alemanha (Schellenberg test) e nos EUA (AASHTO T-305/97 - Draindown 
Sensitivity). 
 
Pesquisa realizada por Brown (1993) mostra que a presença ou teor de fibras não altera as 
propriedades volumétricas e mecânicas das misturas asfálticas SMA. Foram produzidas 
misturas asfálticas SMA com diferentes teores de fibras de celulose (0,0%, 0,2 %, 0,3% e 
0,4%), avaliadas através de propriedades volumétricas e mecânicas [GSI (gyratory shear 
index), tensão de cisalhamento do GTM (gyratory test machine) e compressão axial confinada 
(creep confinado)]. A variação do teor de fibras não teve influência em nenhuma das 
propriedades avaliadas, contribuindo apenas para a inibição do escorrimento de ligante. 
 
Beligni et al. (2000), no entanto, utilizaram um teor de fibras mais elevado e seus resultados 
mostraram que o excesso de fibras piorou as propriedades mecânicas da mistura (resistência à 
tração por compressão diametral e à deformação permanente no simulador de tráfego LCPC). 
 
 
Tendo em vista que uma pequena variação no teor de fibras não traz grande conseqüência nas 
propriedades mecânicas, apenas no escorrimento, e que apenas quando se varia de forma 
exagerada (por excesso ou ausência) ocorre influência nas propriedades mecânicas, a 
dosagem do teor de fibras tem como objetivo a redução dos custos, buscando uma quantidade 
mínima para impedir o escorrimento. 
 
2.2. Características funcionais 
Além de ter uma finalidade estrutural, por suportar as cargas provenientes do tráfego, a 
camada de revestimento também deve atender às condições de segurança e conforto, com 
adequada resistência à derrapagem (coeficiente de atrito), baixo nível de irregularidade 
longitudinal, baixo nível de ruído e boa visibilidade sob qualquer condição climática. 
 
As misturas SMA têm uma macrotextura mais rugosa, ocasionada pela ausência de agregados 
médios. Quanto à microtextura, um revestimento com mistura SMA, quando recém 
construído, tem um filme de ligante mais espesso na superfície, por isso é necessário um certo 
período de tráfego para desgastar o filme do ligante e desenvolver uma boa microtextura. Em 
muitos países da Europa há a prática de aplicação de areia proveniente de britagem 
(0 a 2 mm) para evitar uma espera pela ação do tráfego e trazer segurança ao usuário já no 
início da vida em serviço da camada (EAPA, 1998). 
 
Nas misturas asfálticas SMA, devido à forte estrutura dos agregados, o acabamento inicial da 
pavimentadora tem maior influência sobre a qualidade do rolamento, limitando o efeito da 
compactação adicional pelo rolo. Conseqüentemente, uma mistura asfáltica SMA pode 
alcançar níveis maiores de conforto se comparada a um concreto asfáltico convencional. 
 
Um dos ganhos apresentados pelas misturas SMA é a redução dos ruídos do tráfego, 
ocasionando maior conforto aos usuários e benefício ambiental (redução da poluição sonora). 
Isto se explica pelo fato de que a macrotextura mais rugosa tem maior número de faces e 
arestas e, conseqüentemente, uma maior superfície para absorção do som (EAPA, 1998; 
Schmiedlin, 1998). 
 
Uma macrotextura mais rugosa significa mais faces não paralelas à superfície da camada de 
rolamento, resultando numa redução do reflexo da luz proveniente dos veículos e no borrifo 
de água (spray) dos pneus, aumentando, assim, a visibilidade e trazendo mais segurança para 
os usuários (Lanchas, 1999; EAPA, 1998). 
 
2.3. Características estruturais 
 
2.3.1. Resistência à deformação permanente em trilha de roda 
A ocorrência acentuada desse defeito tem duas razões principais: mau dimensionamento das 
camadas do pavimento, quando o acúmulo de deformações situa-se no subleito; deformações 
nas misturas asfálticas com baixa resistência ao cisalhamento, que depende da 
susceptibilidade térmica do ligante asfáltico e do esqueleto dos agregados minerais.
As misturas SMA têm apresentado uma maior resistência à deformação permanente quando 
comparadas aos concretos asfálticos convencionais, como mostram várias pesquisas no Brasil, 
na Europa e na América do Norte (Reis, 2002; Mourão, 2003; EAPA, 1998; NAPA, 2002). 
 
 
2.3.2. Resistência ao aparecimento e propagação de trincas por fadiga 
Por ter um maior teor de ligante e, conseqüentemente, uma película asfáltica mais espessa, as 
misturas SMA têm apresentado uma boa resistência ao aparecimento e propagação de trincas 
por fadiga, causadas pela repetição da ação do tráfego ao longo da vida em serviço do 
pavimento. Segundo Schmiedlin (1998), resultados de pesquisas em trechos construídos no 
estado de Wisconsin (EUA) indicaram, de uma maneira geral, que as misturas SMA tiveram 
desempenho melhor que o concreto asfáltico convencional. 
 
3. MATERIAIS E MÉTODO 
 
3.1. Programação laboratorial 
Esta pesquisa tem por objetivo avaliar, com base em resultados de ensaios de laboratório 
(deformação permanente no simulador de tráfego tipo LCPC), misturas asfálticas SMA com 
diferentes tipos de ligante: CAP 20, sem modificador; asfalto modificado por polímero SBS; 
e, particularmente, asfalto-borracha. É feita a comparação com uma mistura de referência, de 
granulometria contínua (Faixa C do DNER) e com ligante convencional (CAP 20, sem 
modificador). As quatro misturas asfálticas ensaiadas são apresentadas na Tabela 1. 
 
Tabela 1: Nome e composição das misturas asfálticas avaliadas 
Nome Granulometria Tipo de ligante 
CAUQ-AC Faixa C (DNER) CAP 20 
SMA-AC SMA DMN = 12 mm (AASHTO) CAP 20 
SMA-AP SMA DMN = 12 mm (AASHTO) Asfalto modificado por polímero 
SMA-AB SMA DMN = 12 mm (AASHTO) Asfalto-borracha 
 
3.2. Materiais 
 
3.2.1. Agregados 
Os agregados utilizados são provenientes da pedreira Bandeirantes, localizada próxima à 
cidade de São Carlos. Trata-se de um agregado basáltico britado, cujo fíler é proveniente do 
peneiramento do pó de pedra. Essa fonte de agregado foi escolhida por ter sido utilizada em 
diversas pesquisas do Departamento de Transportes da Escola de Engenharia de São Carlos da 
USP (STT-EESC-USP) e em muitas obras rodoviárias da região de São Carlos-SP. 
 
O material foi submetido ao ensaio de Desgaste por Abrasão Los Angeles, tendo como 
resultado 28% de perda. Foi realizado também o ensaio de Massa Específica dos Sólidos, 
obtendo-se o resultado de 2,872 g/cm3, válido para todas as frações de agregado (graúdo, fino 
e fíler). O material disponível foi peneirado nas peneiras de abertura de 19,1 mm (3/4”), 
12,7 mm (1/2”), 9,52 mm (3/8”), 4,76 mm (# 4), 2,00 mm (# 10), 0,42 mm (# 40), 0,177 mm 
(# 80) e 0,074 mm (# 200). Todo o material retido na peneira de 2,00 mm foi lavado. 
 
Os materiais separados nos intervalos dessas peneiras foram combinados para a obtenção da 
quantidade necessária para os corpos de prova e para as placas (ensaio de deformação 
permanente no simulador de tráfego LCPC). Foram escolhidas duas curvas granulométricas 
(Figura 2): 
 
• Centro da Faixa C do DNER: utilizado para a mistura de referência (CAUQ-AC), devido 
ao grande uso dessa graduação em misturas asfálticas densas; 
 
• Centro da faixa de SMA (especificação AASHTO MP-8), com diâmetro máximo nominal 
de 12,5 mm: graduação utilizada para concreto asfáltico destinado a camadas de 
rolamento com espessura entre 4 e 8 centímetros. 
 
Granulometria - Faixa C (DNER) e SMA (AASHTO)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100
Diâmetro (mm)
P
or
ce
nt
ag
em
 p
as
sa
nd
o
Faixa C
SMA
 
Figura 2: Curvas granulométricas do CAUQ (Faixa C – DNER, 1997) e do SMA 
(DMN = 12,5 mm – AASHTO, 2000) 
 
3.2.2. Ligante asfáltico 
Foram utilizados um cimento asfáltico convencional (CAP 20) e um asfalto modificado por 
polímero (5% a 6% de polímero SBS, nome comercial Betuflex B 80/60), além do asfalto-
borracha, produzido com um teor de 18% de borracha de pneus moída (passada na peneira 
#80, de 0,175 mm), misturada com cimento asfáltico a uma temperatura acima de 200°C, 
durante uma hora. Para evitar a introdução de fatores não-controlados, procurou-se trabalhar 
com ligantes de uma mesma fonte, todos eles doados pela empresa Ipiranga Asfaltos. 
 
No caso do cimento asfáltico convencional (CAP 20), as temperaturas de mistura e 
compactação foram determinadas a partir da norma DNER ME-043/95, que estabelece 
intervalos de viscosidade do ensaio Saybolt-Furol. Já para os ligantes modificados (asfalto 
com polímero e asfalto-borracha), foram utilizados resultados do ensaio de viscosidade 
aparente. Nesse caso, as viscosidades do ligante para mistura e compactação do concreto 
asfáltico no ensaio de dosagem Marshall foram, respectivamente, de 200 cP e 300 cP (ABNT 
- NBR 12891). 
 
 
A partir dos resultados de caracterização dos ligantes asfálticos CAP 20, asfalto com polímero 
e asfalto-borracha são apresentados os intervalos de temperatura para mistura e compactação 
do concreto asfáltico (Tabela 2). 
 
Tabela 2: Temperatura para mistura e compactação das misturas asfálticas 
 CAP 20 Asfalto com polímero Asfalto-borracha 
Mistura 151°C a 156°C 170°C a 174°C 167°C a 171°C 
Compactação 139°C a 144°C 165ºC a 169°C 164°C a 168°C 
 
3.2.3. Fibras 
Foram utilizadas fibras de celulose, nome comercial VIATOP 66, com teor em peso de 0,3 % 
do total da mistura, doadas pela empresa Ecofibras. Trata-se de uma fibra de celulose envolta 
em asfalto e na forma peletizada (grãos). O numero 66 indica que contém 66% de fibra e 
34 % de asfalto. 
 
3.3. Avaliação da resistência ao acúmulo de deformação permanente em trilha de roda 
Uma grande preocupação ao se projetar um revestimento asfáltico é avaliar e garantir uma 
adequada resistência ao acúmulo de deformação permanente. Neste trabalho, utiliza-se um 
equipamento simulador de tráfego LCPC (Laboratoire Central de Ponts e Chaussées), do 
Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da Escola Politécnica da USP (LTP-EPUSP). 
 
São moldadas placas de concreto asfáltico produzidas com o teor asfáltico de projeto, 
mediante amassamento em uma mesa compactadora tipo LCPC. As placas têm 18,0 cm de 
largura, 50,0 cm de comprimento, 5,0 cm de altura e pesam entre 11 e 12 kg, dependendo da 
densidade aparente da mistura asfáltica (AFNOR, 1991a). 
 
O ensaio é realizado a uma temperatura de 60°C e faz-se leituras do afundamento em 15 
pontos da superfície da placa após 100, 300, 1000, 3000, 10000 e 30000 ciclos. A deformação 
permanente é a razão entre a média aritmética dos afundamentos, em milímetros, e a 
espessura inicial da placa, também em milímetros (AFNOR, 1991b). 
 
Traça-se, então, em um gráfico bi-logaritmo, a deformação permanente em função do número 
de ciclos. A norma francesa NF P 98-253-1 fixa em 5% o limite máximo de deformação 
permanente, após 30000 ciclos, para revestimento de pavimentos submetidos a tráfego muito 
pesado, e 10% para tráfego médio e leve. 
 
4. ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
4.1. Seleção do teor asfáltico de projeto 
O teor asfáltico de projeto foi selecionado a partir de dosagem Marshall para as misturas de 
CAUQ convencional (mistura de referência), utilizando CAP 20, e de SMA. No caso das 
misturas SMA, primeiramente foi feita uma dosagem Marshall com CAP 20, porém os 
resultados não foram satisfatórios. O processo de usinagem e compactação dos corpos de 
prova foi revisto e foram realizadas novas dosagens Marshall, utilizando asfalto modificado 
por polímero e asfalto-borracha. 
 
 
Os resultados da dosagem Marshall ficaram dentro do esperado. Para a mistura de referência, 
com graduação no centro da Faixa C (DNER), cimento asfáltico convencional e para um 
volume de vazios de 4%, o teor asfáltico correspondente foi de 5,3%, valor adotado por 
atender a todas as exigências da especificação DNER-ES 313/97. 
 
O valor do teor asfáltico de projeto selecionado para as misturas SMA foi de 6,5 %, 
correspondente a um volume de vazios bem próximo de 4% nas duas
dosagens realizadas, 
com asfalto-polímero e com asfalto-borracha. A proximidade dos resultados de volume de 
vazios motivou a escolha de um teor único para as três misturas de SMA avaliadas neste 
trabalho (6,5 %), que também atende a todas as exigências da especificação DNER-
ES 313/97. 
 
Pôde-se calcular, então, a espessura média da película de ligante, considerando-se os grãos 
esféricos e com mesmo diâmetro, igual ao valor médio do intervalo entre peneiras. No caso da 
mistura de referência, a espessura foi de 7,4 µm, enquanto que para as misturas SMA foi de 
11,3 µm, aproximadamente 50 % maior que a do concreto asfáltico convencional. 
 
4.2. Resistência a danos causados por umidade induzida 
O ensaio AASHTO T-283/99 (Resistance of Compacted Bituminous Mixture to Moisture 
Induced Damage) foi realizado no LTP-EPUSP, com corpos de prova da mistura de 
referência (CAUQ-AC), com teor asfáltico de projeto (5,3%), porém com volume de vazios 
entre 6% e 8%. Para se conseguir isso, os corpos de prova foram compactados com menor 
energia, em torno de 18 golpes por face. 
 
Os corpos de prova submetidos ao acondicionamento apresentaram resistência à tração média 
de 1,253 MPa, enquanto que o grupo sem acondicionamento apresentou média de 1,205 MPa. 
Conseqüentemente, a relação de resistência à tração foi de 103,9 %. Os valores das 
resistências à tração ficaram bastante próximos, seja dos corpos de prova que foram 
submetidos ou não ao condicionamento, indicando que não houve perda de adesividade nas 
amostras com a indução de água. Portanto, pode-se concluir que a adesividade entre o 
agregado usado neste trabalho e o CAP 20 é satisfatória. Como isso ocorreu para a mistura 
mais susceptível à perda de adesividade (CAUQ-AC), constatou-se de que não havia a 
necessidade de realizar o ensaio para as outras misturas, já que a avaliação da adesividade não 
é o enfoque deste trabalho. 
 
4.3. Deformação permanente em trilha de roda 
Todas as misturas asfálticas, após usinadas, foram colocadas na estufa, para que fosse feito o 
envelhecimento de curto prazo, preconizado pelo procedimento AASHTO PP-2 (Standard 
Practice for Mixture Conditioning of Hot Mix Asphalt). Deve-se destacar que as misturas 
SMA, principalmente a mistura com CAP convencional (SMA-AC), deixavam a impressão de 
excesso de ligante aderido ao recipiente do misturador. 
 
Foram compactadas, na mesa compactadora LCPC, duas placas para cada mistura avaliada. O 
processo de compactação ocorreu de forma satisfatória, minimizando a impressão de excesso 
de ligante percebida durante a usinagem. Depois de compactadas, pôde-se observar a 
macrotextura das placas. As misturas SMA apresentavam uma macrotextura mais rugosa que 
a mistura de referência. Pôde-se notar, também, que os agregados graúdos ficaram recobertos 
com ligante, o que confirma a necessidade do tráfego inicial para desenvolver a microtextura. 
 
 
As misturas asfálticas foram ensaiadas no simulador de tráfego LCPC, a uma temperatura de 
60°C, sendo realizadas leituras dos afundamentos em 15 pontos da superfície das placas, a 
100, 300, 1.000, 3.000, 10.000 e 30.000 ciclos, onde cada ciclo corresponde a duas passadas 
do pneu. A Tabela 3 apresenta um resumo dos resultados obtidos nos ensaios, bem como o 
coeficiente angular da curva de deformação permanente. Quanto menor for esse parâmetro, 
menor a potencialidade de um concreto asfáltico desenvolver altos valores de deformação 
permanente. 
 
Tabela 3: Resultados do ensaio de deformação permanente em trilha de roda no simulador de 
tráfego LCPC 
Misturas CAUQ-AC SMA-AC SMA-AP SMA-AB 
1.000 ciclos 2,25 % 4,76 % 3,85 % 3,95 % 
10.000 ciclos 5,57 % 7,03 % 4,94 % 5,53 % Deformação 
30.000 ciclos 8,85 % 9,85 % 5,39 % 5,98 % 
Coeficiente Angular 0,4029 0,1999 0,1194 0,1529 
 
Com base nos resultados obtidos, pode-se verificar o melhor desempenho das misturas 
asfálticas SMA quanto à resistência à deformação permanente em trilhas de roda. A mistura 
de referência (CAUQ-AC) teve um valor de deformação a 30.000 ciclos bastante próximo da 
mistura SMA-AC, porém o coeficiente angular foi bem mais elevado. 
 
As misturas SMA com outros tipos de ligante (asfalto com polímero e asfalto-borracha) 
tiveram os menores valores de deformação permanente e os menores valores de coeficientes 
angulares. Constata-se que a grande diferença entre os coeficientes angulares das curvas de 
deformação permanente é função, principalmente, do tipo de mistura (CAUQ ou SMA), ou 
seja, pela estrutura de agregados minerais. Por outro lado, a influência do tipo de ligante é 
verificada pela posição relativa das curvas, que mantêm um certo paralelismo, com menores 
valores de deformação permanente para o asfalto com polímero e para o asfalto-borracha 
(Figura 3). 
 
5. CONCLUSÕES 
Este trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento de misturas asfálticas SMA por meio 
de ensaios de laboratório, comparando com um concreto asfáltico convencional e dando maior 
destaque à mistura produzida com ligante asfalto-borracha. 
 
No ensaio de deformação permanente no simulador de tráfego LCPC, as três misturas SMA 
apresentaram coeficiente angular muito próximo, embora a mistura com asfalto modificado 
por polímero tenha tido menor deformação a 30.000 ciclos, resultado já esperado devido à 
ação dos modificadores no desempenho do concreto asfáltico. A mistura SMA com asfalto-
borracha teve um desempenho igual ao da mistura com polímero até os 1.000 ciclos da 
simulação e, mesmo aos 30.000 ciclos, a diferença entre ambas foi de apenas 0,6 % de 
deformação (0,3 mm de afundamento). Diferença de desempenho tão pequena motiva o uso 
do ligante asfalto-borracha para misturas do tipo SMA, pois além do custo inferior ao do 
ligante modificado por polímero, a utilização desse tipo de ligante em obras de pavimentação 
é uma alternativa para a disposição ambientalmente adequada de pneus descartados. 
 
 
Deformação permanente em trilha de roda
Todas as misturas
0,1%
1,0%
10,0%
100,0%
100 1000 10000 100000
Número de ciclos
De
fo
rm
aç
ão
CBUQ-AC SMA-AC SMA-AP SMA-AB
 
Figura 3: Deformação permanente em trilha de roda para todas as misturas ensaiadas 
 
Conforme verificado neste trabalho, as misturas SMA possuem uma película asfáltica mais 
espessa, da ordem de 50% maior do que a de uma mistura com granulometria contínua, o que 
é uma vantagem quanto à inibição do desgaste. Por outro lado, têm uma maior 
susceptibilidade ao escorrimento do ligante, que é evitado com a utilização de fibras. 
 
As misturas asfálticas SMA produzidas neste trabalho foram dosadas para um volume de 
vazios próximo de 4 %, determinado através do ensaio Marshall. Sugere-se a verificação do 
teor ótimo de ligante por meio de outros ensaios, como, por exemplo, o ensaio de deformação 
permanente no simulador de tráfego LCPC e o compactador giratório da Especificação 
Superpave. 
 
Para misturas asfálticas SMA com ligante asfalto-borracha, pode-se estudar seu 
comportamento com diferentes tipos de asfalto-borracha, variando-se, por exemplo, o teor e a 
graduação da borracha. Sugere-se, também, a investigação do teor de fibras necessário para 
evitar o escorrimento em função da viscosidade do ligante, pois o ligante asfalto-borracha é 
muito mais viscoso e poderia requerer um menor teor de fibras. 
 
Agradecimento 
À FAPESP pelo apoio financeiro concedido para a realização do trabalho. 
 
 
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Endereço dos autores: 
Departamento de Transportes 
Escola de Engenharia de São Carlos – USP 
Av. Trabalhador Sãocarlense, 400 
13566-590 – São Carlos – SP – Brasil 
Tel.: (16) 3373-9598; Fax: (16) 3373-9602; e-mail: leomar@sc.usp.br 
 
Departamento de Transportes 
Escola Politécnica – USP 
Tel.: (11) 3091-5485; (11) 3091-6090; e-mail: liedi@usp.br
 
 
313.PDF
IV Congreso de Ingeniería del Transporte
José V. Colomer - Alfredo García (Eds.)
© Valencia - CIT2000
Evaluación de las Propiedades del Asfalto-Caucho para
Utilización en Pavimentación Asfáltica
Sandra Oda
Deparatamento de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Maringá, DEC/UEM, Brasil.
José Leomar Fernandes Júnior
Departamento de Transportes, Escola de Engenharia de Sao Carlos, EESC/USP, Brasil.
RESUMEN
Este trabajo presenta un estudio que está desarrollándose para usar caucho de neumáticos
como material de pavimentación. Se tiene como objetivo reconciliar la reducción del
problema de disposición de residuos sólidos en los terraplenes sanitarios y mejorar la acción
de los pavimentos. Algunas resultados muestran que las mezclas de asfalto ejecutadas con
caucho molido de neumáticos, tienen sus propiedades mejoradas, aumentando la flexibilidad
de los pavimentos y, por consiguiente, retardando la aparición de fisuras, sellando las fisuras
existentes y aumentando la impermeabilización proporcionado por las capas asfálticas. El
caucho molido puede ser mezclado con cemento asfáltico antes de adicionar el agregado
(proceso húmedo), o puede ser adicionado al agregado directamente antes de la mezcla con
el asfalto (proceso seco). En este trabajo se analiza la mezcla del cemento asfáltico com
caucho de neumáticos a través del proceso húmedo. Este consiste de una mezcla de
cemento asfáltico y aproximadamente 5 a 25% de caucho molido, a una temperatura entre
170 a 200oC, los que forman una composición llamada asfalto-caucho. Para evaluar el
asfalto-caucho, se utiliza de los ensayos adoptados por el Programa SHRP (Strategic
Highway Research Program), que ha estado intentando desarrollar métodos de análisis de
materiales bituminosos, con base en las propiedades fundamentales (directamente
relacionado a la acción de los pavimentos en servicio), además de los ensayos normalmente
usados para el cemento asfáltico.
1. INTRODUCCIÓN
Los objetivos de la inclusión de caucho de neumáticos usados en cementos asfálticos y
mezclas bituminosas son: minimizar el problema de disposición en locales inadecuados, pues
los neumáticos descartados, además de ocupar mucho espacio en los terraplenes sanitarios,
acaban sirviendo de locales para procreación de insectos y otros vectores de enfermedades;
mejorar el desempeño de los pavimentos mediante el aumento de la rigidez a altas
temperaturas (reduciendo la deformación permanente de las marcas de las ruedas), aumento
Infraestructuras del Transporte2
de la flexibilidad (retardando la aparición de fisuras), aumento en la impermeabilización
proporcionada por los revestimientos asfálticos y utilización como sello de fisuras
existentes.
El caucho de neumáticos molido puede ser utilizado como material para pavimentación a
través de la mezcla con el cemento asfáltico antes de la adición del agregado (proceso
húmedo) o como parte del agregado (proceso seco). En este trabajo, se estudia el
comportamiento de la mezcla cemento asfalto-caucho (proceso húmedo). Se hace un
análisis de las propiedades reológicas de asfalto-caucho producidos en laboratorio
utilizando los ensayos adoptados por el Superpave, además de los ensayos convencionales.
2. MEZCLA ASFALTO-CAUCHO (PROCESO HÚMEDO)
El proceso húmedo consiste de la mezcla de cemento asfáltico y caucho molido (15 a 25%),
a una temperatura elevada (170 a 200oC), durante un determinado período de tiempo (20 a
120 minutos). Esa mezcla reacciona y forma un compuesto llamado asfalto-caucho
(asphalt-rubber), con propiedades reológicas diferentes del cemento original, pudiendo ser
incorporados aditivos para ajustar la viscosidad de la mezcla (diluyentes).
En el proceso húmedo, la interacción entre el cemento asfáltico, el caucho molido es
clasificado como una reacción. El grado de modificación del cemento depende de varios
factores, incluyendo el tamaño y la textura del caucho, la proporción de cemento asfáltico y
caucho, el tiempo y la temperatura de reacción, la compatibilidad del cemento con el caucho
(polaridades), la energía mecánica durante la mezcla y reacción y, el uso de aditivos. En este
trabajo no son considerados los factores energía mecánica, tipo de caucho y diluyente, pues
se utiliza un único agitador, adquirido exclusivamente para esta investigación, un único tipo
de caucho (polar) y no son utilizados aditivos.
2.1 Materiales
Los materiales utilizados en las mezclas son caucho molido de neumáticos descartados y
cemento asfáltico de petróleo.
2.1.1 Caucho
El caucho utilizado en el cemento asfalto-caucho puede ser proveniente de neumáticos de
automóviles o camiones. Generalmente, neumáticos de automóviles son compuestos por
cerca de 16 a 20% de caucho natural y de 26 a 31% de caucho sintético, en tanto que
neumáticos de camiones son compuestos por cerca de 31 a 33% de caucho natural e de 16 a
21% de caucho sintético.
El grado de reacción química entre el cemento y el caucho depende de la composición del
asfalto, la cantidad y granulometria del caucho molido. Una ventaja del uso de caucho fino
es que
la mezcla asfalto-caucho resultante es más homogénea (Page et al., 1992).
S. Oda, J. L. Fernandes 3
a) Tipo de caucho
El caucho utilizado en este trabajo fue proporcionado por la Relastomer Tecnología y
Participações S.A., siendo una mezcla de caucho de neumáticos de automóviles y camiones.
El proceso Relastomer tiene como característica básica recuperar cauchos vulcanizados y
semi-vulcanizados utilizando bajas temperaturas (máximo de 80oC). El producto generado
(caucho en polvo) presenta una alta homogeneidad, manteniendo cerca de 75% de las
características físicas de la composición original.
b) Tamaño de las partículas de caucho
La granulometria del caucho puede variar con el proceso de producción (equipamiento,
temperatura, etc.). El caucho utilizado en este trabajo está compuesta de partículas que
pasan en la malla no 40 e quedan detenidas en la malla no 200 (0,42 a 0,075 mm).
c) Proporción de Caucho
La proporción de caucho depende del tamaño de las partículas y del tipo de aplicación en
que será usado el cemento asfalto-caucho, pudiendo variar de 5 a 26%. La proporción
óptima, en camadas de revestimiento densas (granulometria cerrada), es de cerca de 5% de
caucho pasado en la malla nº 50 (0,178 mm), en cuanto que en camadas de revestimiento
con granulometria abierta el valor más citado en la literatura técnica es de 12% de caucho
pasado en la malla nº 30 (0,42 mm). En aplicaciones de cemento asfalto-caucho entre el
pavimento existente y la camada de refuerzo, se puede adoptar proporciones más elevadas,
de hasta 20% de caucho pasado en la malla nº 10 (PAGE et al., 1992). En este trabajo, son
consideradas las proporciones de 6, 12, 18 y 24% de caucho.
2.1.2 Cemento asfáltico
En el Brasil, los petróleos más pesados son clasificados por penetración (CAP 30/45, CAP
50/60 e CAP 85/100) y los petróleos más leves son clasificados por viscosidad (CAP 7,
CAP 20 e CAP 40). De acuerdo con la especificación Superpave, que selecciona el cemento
asfáltico en función del clima de la región en que será utilizado el material. El Estado de San
Pablo, Brasil, necesitaría, en condiciones normales, de un cemento PG 64-10. En este
trabajo, el cemento asfáltico utilizado es el CAP 20, que es el más utilizado en las obras de
pavimentación en el Estado de San Pablo, Brasil. Ese material presenta las siguientes
características: punto de ablandamiento de 51ºC, punto de fulgor de 289ºC y penetración de
41,7 (1/10mm).
2.2 Equipamientos
Para realizar las mezclas de asfalto con el caucho se utiliza un agitador mecánico indicado
para productos viscosos, marca FISATOM (modelo 722), con potencia de 255 W, 230 V,
60 Hz, con control de rotación variando de 530 a 2000 rpm., vara de 600 mm de longitud y
Infraestructuras del Transporte4
hélice tipo naval de diámetro de 80 mm. El recipiente para colocar la mezcla consiste en una
panela eléctrica de cerámica con termostato para controlar la temperatura de la mezcla.
3 ENSAYOS REALIZADOS
3.1 Ensayos Convencionales
Para calificar los diferentes tipos de asfaltos, llevando en cuenta las propiedades físicas,
químicas e reológicas, fueron establecidos ensayos basados en experiencias prácticas
(también denominados empíricos o convencionales), que buscan garantizar un desempeño
satisfactorio y el pleno suceso en la aplicación de los asfaltos.
3.1.1 Ensayo de penetración
El ensayo de penetración sirve para determinar la viscosidad de los materiales asfálticos a
través de la penetración, distancia en décimos de milímetro que una aguja padrón penetra
verticalmente en una muestra de material asfáltico bajo condiciones específicas de
temperatura (25oC), carga (100 g) y tiempo (5 s).
3.1.2 Punto de ablandamiento (Método del anillo y bola)
El punto de ablandamiento de un material, en el ensayo del anillo y bola, es el valor de la
temperatura en la cual la consistencia de un cemento asfáltico pasa del estado plástico o
semi-sólido para el estado líquido. Es la temperatura observada en el momento en que una
esfera metálica padrón atraviesa un anillo, también padrón, lleno de material asfáltico y toca
una placa de referencia, después de haber recorrido una distancia de 25,4 mm.
3.1.3 Punto de fulgor
El punto de fulgor de un cemento asfáltico es la temperatura en la cual existe una liberación
de vapores del producto suficiente para, en mezcla con aire y en la presencia de una llama,
provocar una centella. Por tanto, indica la temperatura arriba de la cual el asfalto debe ser
manipulado como producto inflamable, desde que haya una fuente de ignición (chispas,
llamas, rayos, tempestad magnética). Es un ensayo muy práctico que permite también,
verificar contaminaciones en el asfalto con solventes, que tienen punto de fulgor más bajos
que los de los asfaltos.
3.2 Ensayos Superpave
La nueva especificación Superpave, desarrollada a partir del Programa SHRP, clasifica los
cementos asfálticos con base en el desempeño y lleva en consideración las condiciones
climáticas así como el volumen y las cargas del tráfico. Para determinar las propiedades
fundamentales relacionadas a los principales defectos que ocurren en las mezclas asfálticas,
la especificación Superpave presenta una serie de nuevos ensayos de laboratorio, en
substitución a los ensayos convencionales.
S. Oda, J. L. Fernandes 5
La premisa adoptada en el Programa SHRP fue de que los métodos empíricos no garantizan
un buen desempeño a largo plazo y que precisaban ser revisados o substituidos. De esta
forma, los ensayos Superpave, realizados a temperaturas similares a las que ocurren durante
la vida en servicio de los pavimentos, buscan simular tres estados críticos de la vida del
cemento: el comportamiento durante el transporte, almacenamiento y manipulación; el
comportamiento durante la producción y aplicación de la mezcla en la pista (simulado por el
envejecimiento en el ensayo de rotación de la película fina en estufa, RTFOT); y el
comportamiento después de la liberación al tráfico (simulado por el envejecimiento en el
vaso de presión, PAV). Los ensayos Superpave realizados en este trabajo para evaluar el
cemento asfalto-caucho son descritos a seguir.
3.2.1 Cizallamiento dinámico
El ensayo de cizallamiento dinámico, realizado con el equipamiento Reómetro de
Cizallamiento Dinámico (DSR, Dynamic Shear Rheometer), simula la acumulación de
deformación permanente del cemento a temperaturas máximas en servicio y a tasas de carga
compatibles con el tráfico (t = 0,1 s; v = 80 km/h), siendo estipulados valores mínimos de la
resistencia a la deformación permanente antes del envejecimiento en estufa de película fina
rotativa (RTFOT). También simula el fenómeno de fatiga del revestimiento a temperaturas
medias del pavimento en servicio, realizando el ensayo después del envejecimiento en vaso
de presión y en estufa de película fina rotativa. En este caso, son fijados valores máximos de
rigidez para prevenir la aparición de fisuras por fatiga.
En el ensayo DSR el asfalto es colocado (comprimido) entre dos placas paralelas, una fija y
otra oscilante. La velocidad de oscilación (frecuencia) es de 10 radianes por segundo, lo que
equivale aproximadamente a 1,59 Hz. La especificación Superpave establece ensayos bajo
tensión controlada, en la que el reómetro aplica una fuerza de torsión constante para
mantener la placa oscilante.
El DSR es usado para caracterizar tanto el comportamiento viscoso como el elástico, a
través de la medida del módulo de cizallamiento complejo (G*) y del ángulo de fase (δ) de
los cementos asfálticos. El módulo G* es la medida de la resistencia total del material a la
deformación cuando son expuestos a pulsos repetidos de tensiones de cizallamiento, y
consiste de un componente elástico (recuperable) y otro viscoso (no-recuperable). El δ es
un indicador de la cantidad relativa de deformación recuperable y no-recuperable.
3.2.2 Rigidez a la fluencia en flexión
Para evaluar las propiedades de los cementos a bajas temperaturas es utilizado el reómetro
de viga a la flexión (BBR, Bending Beam