Pavimentação e compactação de asfalto de baixa temperatura

Baixa temperatura, baixas emissões

Foram impostas condições rigorosas à pavimentação do túnel rodoviário sob a estrada Kriegsstrasse de Karlsruhe: a fim de reduzir as emissões, a construtora deveria usar máquinas com filtros de partículas diesel e asfalto de temperatura reduzida. Usando as vibroacabadoras e rolos HAMM da VÖGELE, o consórcio “Kriegsstrasse Tunnel” de Schleith e Züblin foi capaz de atender aos requisitos e, ao mesmo tempo, pavimentar a mistura com eficiência e alta qualidade.

As máquinas VÖGELE e HAMM constroem uma faixa de rodagem com asfalto de temperatura reduzida

O processo de reorganizar completamente o centro de Karlsruhe em torno da Kriegsstrasse está em andamento desde 2019: o que costumava ser uma estrada larga para o tráfego tornou-se um espaço generoso para pedestres, além de uma pista de bonde decorada com paisagismo e uma avenida arborizada com ciclovias. Ao mesmo tempo, uma linha de trem subterrâneo está sendo construída e o tráfego está sendo desviado para um túnel rodoviário de 1,6 km de extensão. O cliente KASIG (Karlsruher Schieneninfrastruktur-Gesellschaft mbH) deu alta prioridade à proteção da equipe de operários para a pavimentação dos dois furos do túnel (com 5,3 m e 6,8 m de largura, respectivamente). Para isso, somente rolos e vibroacabadoras com filtros de partículas diesel foram autorizados a trabalhar no túnel. Também foi especificado o uso de asfalto de baixa temperatura: como sua temperatura de pavimentação é aproximadamente 30°C inferior à dos asfaltos quentes, eles reduzem significativamente a poluição proveniente de vapores, emissões e altas temperaturas a que a equipe de pavimentação está exposta. Além disso, os especialistas presumem que os asfaltos de temperatura reduzida têm uma resistência particularmente elevada à deformação. Isso é particularmente benéfico em uma rota tão utilizada como o túnel rodoviário de Karlsruhe.

Pequena janela de oportunidade para pavimentação e compactação

No entanto, vários desafios estão envolvidos no processamento dessa mistura: no projeto Karlsruhe, ceras especiais garantiram que fosse possível compactar a mistura, mesmo em baixas temperaturas. No entanto, esse tipo de asfalto endurece no instante em que uma temperatura crítica é atingida, então a mistura teve que ser pavimentada e compactada o mais rápida e agilmente possível. A construtora Martin Paschmann Asphaltbau GmbH usou duas vibroacabadoras VÖGELE do tipo SUPER 1800-3i e três rolos HAMM: um rolo combinado tipo DV + 90i VT-S, um rolo tandem DV + 70i VV-S e um rolo compacto HD 14i VO.

São necessárias vibroacabadoras eficientes e potentes

Para permitir aos rolos o máximo de tempo de compactação possível, era importante que todos os equipamentos da obra funcionassem sem problemas: além do transporte estável da mistura, também era essencial a pavimentação contínua e eficiente. As máquinas SUPER 1800-3i mostraram seu ponto forte - com o manuseio e distribuição ágil e potente de materiais, elas alcançam altas taxas de pavimentação sendo capazes de, consequentemente, pavimentar até mesmo asfaltos de baixa temperatura em alta qualidade. A chamada caixa do rolamento do caracol central aquecida, já patenteada pela VÖGELE, é a principal contribuição neste quesito; ela está localizada onde a mistura cai no caracol para distribuição em toda a largura da máquina. Tal como nas vibroacabadoras VÖGELE, esta superfície é aquecida uniformemente, sem aderência de qualquer material - nem mesmo os asfaltos de baixa temperatura. Além disso, o aquecimento elétrico da mesa garante que os demais componentes em contato com a mistura, como as placas da mesa e os sistemas de compactação, também sejam aquecidos constantemente. Isso garante uma estrutura de superfície uniforme, reduzindo ainda a sujeira dos componentes da máquina.

Um alto grau de pré-compactação e funções automáticas economizam tempo

Além de uma pavimentação limpa e precisa, a pré-compactação é outro fator importante. As mesas extensíveis AB 500 e AB 600 foram utilizadas no túnel rodoviário de Karlsruhe, ambas equipadas com tamper e vibradores como sistemas de compactação. Isso permitiu que as vibroacabadoras atingissem um alto grau de pré-compactação e, assim, reduziu o número de passadas dos rolos. O conceito de operação ErgoPlus 3 também aumentou a eficiência e a qualidade da pavimentação: pois a maior viscosidade do asfalto de temperatura reduzida em relação à mistura a quente também teve impacto na especificação da dimensão do rolo, nas funções automáticas do AutoSet Plus, entre outros, sendo especialmente úteis. O uso da função “Salvar programas de pavimentação” permitiu que o operador da vibroacabadora salvasse os parâmetros de pavimentação uma vez que eles tivessem sido usados com sucesso e depois os utilizasse novamente com o toque de um botão no dia seguinte ou para a próxima seção do projeto.

Um desafio na compactação final

Além dos desafios enfrentados durante a pavimentação, este projeto também demonstrou que "em comparação com a pavimentação a quente, é mais difícil para a frota de rolos atingir a compactação final porque a janela disponível para atingir essa compactação é muito menor com asfaltos de temperatura reduzida", relata Sebastian Boldt, encarregado da Schleith GmbH. A janela menor significa que o rolo precisava trabalhar particularmente próximo à vibroacabadora e em passagens curtas e regulares. “Isso permite que os rolos gerem uma grande potência de compactação no curto espaço de tempo disponível. No entanto, também é possível compactar o asfalto de temperatura reduzida homogeneamente em toda a faixa de rodagem de forma dinâmica, ou seja, usando vibradores ou oscilação”, diz Dr. Axel Mühlhausen, especialista em aplicação da HAMM. Se a frota de rolos consistir em rolos tandem e rolos combinados, os aventais térmicos são úteis para evitar que os pneus esfriem rapidamente. Os furos do túnel foram pavimentados com asfalto em dois trechos. “No primeiro trecho, extremamente curto, adaptamos o processo de pavimentação e os padrões de laminação para se adequar à facilidade de compactação da mistura”, relata o engenheiro Christian Riede. Como gerente sênior de construção da empreiteira geral Schleith, ele coordenou todo o trabalho de asfalto. “Embora fosse possível processar o concreto asfáltico de temperatura reduzida usado por um período relativamente longo, ele enrijecia muito rapidamente. Este aumento instantâneo na rigidez torna o trabalho de compactação mais difícil e é uma diferença chave do asfalto quente convencional. Isso prova mais uma vez que o uso estratégico da janela de tempo é um fator chave para o sucesso da compactação de alta qualidade.”

Aplicação ideal para rolos combinados

O cliente especificou rolos de peso médio na primeira passagem para compactar a base combinada e as camadas de ligante feitas de concreto asfáltico. Um rolo combinado tipo DV + 90i VT-S da HAMM, pesando aproximadamente 9 t, foi usado para isso. Primeiramente, usou-se pneus pneumáticos para compactar a mistura, que é inicialmente suscetível à pressão. Este movimento de trabalho dos pneus primeiro gera uma estrutura densa. O cilindro então garante a uniformidade necessária. Se o rolo se aproximar da vibroacabadora em ângulo, isso evita ondulações de maneira eficaz. Ao compactar misturas suscetíveis à pressão em aglutinante, base ou camadas de superfície, os pneus pneumáticos amassam e trabalham a mistura sem empurrá-la ou rasgá-la. Para fazer isso, o rolo com pneus pneumáticos requer uma boa tração. Nos rolos HAMM, o controle de tração garante isso em todas as situações. Além disso, o design inteligente da suspensão da roda com compensação de nível no DV + garante que o peso seja distribuído uniformemente na base da estrada.

Rolos tandem na equipe

A compactação final foi concluída por uma equipe envolvendo um rolo tandem HD 14i VO (4,5 t) e um rolo tandem DV + 70i-VV-S com pivô central - a janela de tempo reduzida significa que a potência de compactação precisava ser aplicada rapidamente. Ao pavimentar uma camada de asfalto livre, as áreas das bordas em particular precisam ser comprimidas e compactadas rapidamente - assim que o asfalto tivesse resistência suficiente à deformação. Isso não foi necessário no túnel, pois o percurso estava sendo pavimentado entre sarjetas já concluídas.

Soma positiva

Assim que a última seção do túnel foi pavimentada, as equipes da Martin Paschmann Asphaltbau GmbH e da Schleith GmbH avaliaram o trabalho. “Pavimentar asfalto de temperatura reduzida ainda é uma novidade para muitas pessoas, então há uma falta de parâmetros baseados na experiência - especialmente no que diz respeito às características do material durante a compactação; por isso verificamos continuamente a densidade usando uma sonda de isótopo. Tanto as medições quanto os exames laboratoriais efetuados subsequentemente confirmaram que produzimos uma faixa de rodagem de elevada qualidade e homogeneamente compactada com as vibroacabadoras VÖGELE e os rolos HAMM”, afirma Christian Riede.

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Reinhard-Wirtgen-Straße 2
53578 Windhagen
Alemanha

SUPER 1800-3

Vibroacabadoras de esteiras Universal Class

Largura básica 2,55 m
Largura de pavimentação, máx. 10 m
Taxa máxima de assentamento (até) 700 t/h
AB 500

Mesa extensível

Largura de pavimentação 2,55 m - 8,50 m
Largura básica 2,55 m
Sistemas de compactação TV, TP1, TP2, TP2 Plus
AB 600

Mesa extensível

Largura de pavimentação 3,00 m - 9,50 m
Largura básica 3 m
Sistemas de compactação TV, TP1, TP2, TP2 Plus