A conversão da rodovia do Arizona para concreto de cimento Portland pode comprovar os benefícios do uso da retificação diamantada como alternativa à retificação e ao enchimento convencionais. A previsão é de que, ao longo de 30 anos, os custos de manutenção serão reduzidos em US$ 3,9 bilhões.
Este artigo é baseado em um webinar realizado originalmente durante a Conferência Técnica da International Grooving and Grinding Association (IGGA) em dezembro de 2020. Assista à demonstração completa abaixo.
Os moradores da região de Phoenix desejam estradas suaves, bonitas e tranquilas. No entanto, devido ao crescimento populacional explosivo na região e à falta de verbas para manutenção, as condições das estradas na região vêm se deteriorando na última década. O Departamento de Transportes do Arizona (ADOT) está estudando soluções criativas para manter sua malha rodoviária e oferecer o tipo de via que o público espera.
Phoenix é a quinta cidade mais populosa dos Estados Unidos e continua crescendo. A rede de estradas e pontes de 699 quilômetros da cidade é mantida pela área central do Departamento de Transportes do Arizona (ADOT), sendo a maior parte composta por rodovias de quatro pistas, além de faixas adicionais para veículos de alta velocidade (HOV). Com um orçamento de construção de US$ 500 milhões por ano, a região normalmente realiza de 20 a 25 projetos de construção em uma rede rodoviária de alto tráfego a cada ano.
O Arizona utiliza pavimentos de concreto desde a década de 1920. O concreto pode ser usado por décadas e só precisa de manutenção a cada 20 a 25 anos. Para o Arizona, 40 anos de experiência bem-sucedida permitiram que ele fosse usado durante a construção das principais rodovias do estado na década de 1960. Na época, pavimentar a estrada com concreto significava fazer uma troca em termos de ruído rodoviário. Durante esse período, a superfície de concreto é acabada por estanhagem (puxando um ancinho de metal na superfície de concreto perpendicularmente ao fluxo de tráfego), e os pneus que passam sobre o concreto estanhado produzem um zumbido barulhento e coerente. Em 2003, para resolver o problema de ruído, uma Camada de Fricção de Asfalto-Borracha (AR-ACFC) de 1 pol. foi aplicada sobre Concreto de Cimento Portland (PCC). Isso proporciona uma aparência consistente, som silencioso e viagem confortável. No entanto, preservar a superfície da AR-ACFC provou ser um desafio.
A vida útil do AR-ACFC é de aproximadamente 10 anos. As rodovias do Arizona já ultrapassaram sua vida útil e estão envelhecendo. A estratificação e questões relacionadas representam problemas para os motoristas e o Ministério dos Transportes. Embora a delaminação geralmente resulte em uma perda de apenas cerca de 2,5 cm de profundidade da estrada (porque o asfalto-borracha de 2,5 cm de espessura se separou do concreto abaixo), o ponto de delaminação é considerado um buraco pelo público em geral e um problema sério.
Após testar a retificação diamantada, superfícies de concreto de última geração e o acabamento da superfície de concreto com uma retificadora deslizante ou microfresagem, o ADOT determinou que a textura longitudinal obtida pela retificação diamantada proporciona uma aparência agradável de veludo cotelê, bom desempenho de direção (conforme demonstrado pelos baixos índices de IRI) e baixas emissões de ruído. Randy Everett e Departamento de Transportes do Arizona
O Arizona utiliza o Índice Internacional de Rugosidade (IRI) para medir as condições das estradas, e o número vem diminuindo. (O IRI é um tipo de dado estatístico de rugosidade, quase universalmente utilizado por instituições nacionais como indicador de desempenho de seus sistemas de gestão de pavimentos. Quanto menor o valor, menor a rugosidade, o que é desejável.) De acordo com medições do IRI realizadas em 2010, 72% das rodovias interestaduais da região estão em boas condições. Em 2018, essa proporção caiu para 53%. As rotas do sistema rodoviário nacional também apresentam tendência de queda. Medições em 2010 mostraram que 68% das estradas estavam em boas condições. Em 2018, esse número caiu para 35%.
Com o aumento dos custos — e a impossibilidade de o orçamento acompanhar — em abril de 2019, o ADOT começou a procurar opções de armazenamento melhores do que as anteriores. Para pavimentos que ainda estão em boas condições dentro da janela de vida útil de 10 a 15 anos — e está se tornando cada vez mais importante para o departamento manter o pavimento existente em boas condições — as opções incluem selagem de fissuras, selagem por pulverização (aplicação de uma fina camada de emulsão asfáltica leve e de solidificação lenta) ou reparo de buracos individuais. Para pavimentos que excedem a vida útil de projeto, uma opção é triturar o asfalto deteriorado e aplicar uma nova camada de asfalto borracha. No entanto, devido à extensão da área a ser reparada, isso se mostra muito caro. Outro obstáculo para qualquer solução que exija trituração repetida da superfície asfáltica é que o equipamento de trituração inevitavelmente afetará e danificará o concreto subjacente, e a perda de material de concreto nas juntas é particularmente grave.
O que aconteceria se o Arizona retornasse à superfície original do PCC? O ADOT sabe que as rodovias de concreto do estado são projetadas para proporcionar estabilidade estrutural duradoura. O departamento percebeu que, se pudessem usar o PCC subjacente para melhorar sua superfície dentada original e formar uma estrada tranquila e transitável, a estrada restaurada poderia durar mais e exigir manutenção. Além disso, o custo é muito menor do que o asfalto.
Como parte do projeto na SR 101 ao norte de Phoenix, a camada AR-ACFC foi removida, então o ADOT instalou quatro seções de teste para explorar soluções futuras que utilizarão o concreto existente, garantindo suavidade, condução silenciosa e boa aparência da estrada. O departamento revisou o polimento diamantado e a Superfície de Concreto de Próxima Geração (NGCS), uma textura com perfil de solo controlado e textura geral negativa ou descendente, que foi desenvolvida como um pavimento de concreto particularmente silencioso. O ADOT também está considerando o uso de um polidor deslizante (um processo no qual uma máquina guia rolamentos de esferas para a superfície da estrada para melhorar as características de atrito) ou microfresagem para acabamento da superfície de concreto. Após testar cada método, o ADOT determinou que a textura longitudinal obtida pelo polimento diamantado proporciona uma aparência agradável de veludo cotelê, bem como uma boa experiência de condução (conforme indicado pelo baixo valor de IRI) e baixo ruído. O processo de polimento diamantado também se mostrou suave o suficiente para proteger áreas de concreto, especialmente ao redor das juntas, que foram previamente danificadas pela fresagem. O polimento diamantado também é uma solução econômica.
Em maio de 2019, o ADOT decidiu polir com diamante um pequeno trecho da SR 202, localizado na região sul de Phoenix. A estrada AR-ACFC, com 15 anos de existência, estava tão solta e em camadas que pedras soltas eram atiradas no para-brisa, e motoristas reclamavam que o para-brisa era danificado por pedras voadoras todos os dias. A proporção de sinistros nessa região é maior do que em outras regiões do país. A calçada também é muito barulhenta e difícil de dirigir. O ADOT optou por acabamentos com acabamento diamantado para as duas faixas da direita ao longo de 800 metros da SR 202. Eles usaram uma caçamba de carregadeira para remover a camada de AR-ACFC existente sem danificar o concreto abaixo. O departamento testou esse método com sucesso em abril, quando estavam pensando em maneiras de retornar à estrada PCC. Após a conclusão do projeto, o representante do ADOT notou que os motoristas mudavam da faixa AR-ACFC para a faixa de concreto com acabamento diamantado para experimentar as características aprimoradas de direção e ruído.
Embora nem todos os projetos-piloto tenham sido concluídos, as conclusões preliminares sobre os custos indicam que a economia associada ao uso de pavimento de concreto e polimento diamantado para otimizar a aparência, a lisura e o som poderia reduzir a manutenção em até US$ 3,9 bilhões por ano. Ao longo de um período de 30 anos. Randy Everett e o Departamento de Transportes do Arizona
Nessa época, a Associação Governamental de Maricopa (MAG) divulgou um relatório avaliando o ruído e a dirigibilidade das rodovias locais. O relatório reconhece a dificuldade de manutenção da malha viária e se concentra nas características de ruído da via. Uma conclusão importante é que, como a vantagem do AR-ACFC em termos de ruído desaparece tão rapidamente, "o tratamento com solo diamantado deve ser considerado em vez da sobreposição de asfalto-borracha". Outro desenvolvimento simultâneo é um contrato de aquisição de manutenção que permite o polimento diamantado. A empreiteira foi contratada para manutenção e construção.
O ADOT acredita que é hora de dar o próximo passo e planeja iniciar um projeto maior de retificação diamantada na SR 202 em fevereiro de 2020. O projeto abrange um trecho de 6,4 km de extensão e quatro faixas de largura, incluindo trechos inclinados. A área era grande demais para usar uma carregadeira para remover o asfalto, então uma fresadora foi usada. O departamento corta tiras no asfalto-borracha para o empreiteiro de fresagem usar como guia durante o processo de fresagem. Ao facilitar a visualização da superfície do PCC pelo operador sob a cobertura, o equipamento de fresagem pode ser ajustado e os danos ao concreto subjacente podem ser minimizados. A superfície final retificada com diamante da SR 202 atende a todos os padrões do ADOT - é silenciosa, lisa e atraente - em comparação com superfícies de asfalto, o valor do IRI era muito favorável nas décadas de 1920 e 1930. Essas características de ruído comparáveis podem ser obtidas porque, embora o novo pavimento AR-ACFC seja cerca de 5 dB mais silencioso do que o pavimento em formato de diamante, quando o pavimento AR-ACFC é usado por 5 a 9 anos, seus resultados de medição são comparáveis ou superiores. Além de o nível de ruído do novo pavimento em formato de diamante SR 202 ser muito baixo para os motoristas, a calçada também gera menos ruído nas comunidades vizinhas.
O sucesso dos primeiros projetos levou o ADOT a iniciar outros três projetos-piloto de polimento de diamante. O polimento de diamante do Loop 101 Price Freeway foi concluído. O polimento de diamante do Loop 101 Pima Freeway será realizado no início de 2021, e a construção do Loop 101 I-17 até a 75th Avenue está prevista para os próximos cinco anos. O ADOT monitorará o desempenho de todos os itens para verificar o suporte das juntas, se o concreto descascou e a manutenção da qualidade de som e do passeio.
Embora nem todos os projetos-piloto tenham sido concluídos, os dados coletados até o momento justificam a consideração da retificação diamantada como alternativa à retificação e ao preenchimento convencionais. Os resultados preliminares da investigação de custos mostram que a economia associada ao uso de pavimento de concreto e à retificação diamantada para otimizar a aparência, a lisura e o som pode reduzir os custos de manutenção em até US$ 3,9 bilhões ao longo de um período de 30 anos.
Ao utilizar o pavimento de concreto existente em Phoenix, não só o orçamento de manutenção pode ser ampliado e mais estradas são mantidas em boas condições, como a durabilidade do concreto garante que as interrupções relacionadas à manutenção das estradas sejam minimizadas. Mais importante ainda, o público poderá desfrutar de uma superfície lisa e silenciosa para dirigir.
Randy Everett é administrador sênior do Departamento de Transportes do Arizona Central.
A IGGA é uma associação comercial sem fins lucrativos fundada em 1972 por um grupo de profissionais dedicados do setor, dedicados ao desenvolvimento de processos de retificação e ranhuramento diamantados para superfícies de concreto e asfalto de cimento Portland. Em 1995, a IGGA uniu-se a uma afiliada da Associação Americana de Pavimentos de Concreto (ACPA), formando a atual Parceria IGGA/ACPA para Proteção de Pavimentos de Concreto (IGGA/ACPA CP3). Hoje, essa parceria é um recurso técnico e líder do setor na comercialização global de superfícies de pavimento otimizadas, reparo e proteção de pavimentos de concreto. A missão da IGGA é tornar-se o principal recurso tecnológico e de promoção para a aceitação e o uso correto de retificação e ranhuramento diamantados, bem como para a preservação e restauração de concreto policristalino (PCC).
Horário da publicação: 08/09/2021