RECICLAGEM DE PAVIMENTOS COM ADIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND

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1 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS COM ADIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND William Fedrigo Washington Peres Núñez Jorge Augusto Pereira Ceratti

2 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS COM ADIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND PROPOSIÇÃO DE UM MÉTODO DE DOSAGEM William Fedrigo Washington Peres Núñez Jorge Augusto Pereira Ceratti Universidade Federal do Rio Grande do Sul Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil RESUMO A reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland vem sendo utilizada no país há algumas décadas, porém, apesar da boa aceitação do procedimento e da existência de algumas especificações acerca do assunto, ainda perduram lacunas no conhecimento da técnica. Considerando este problema, o presente trabalho pretende propor um procedimento de dosagem através de um estudo laboratorial utilizando misturas de materiais típicos de pavimentos brasileiros com diferentes teores de cimento, quantidades de fresado e energias de compactação. Além disso, também se pretende desenvolver um procedimento para análise da compatibilidade de um pavimento existente com a técnica, através da escolha e avaliação de trechos rodoviários e documentos. 1. PROPOSTA DA PESQUISA Existem diversas técnicas para se realizar a recuperação de um pavimento. Porém, a crescente preocupação com a preservação ambiental tem incentivado a pesquisa de alternativas ambientalmente corretas para a realização de tal procedimento. Deste modo, a reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland aparece como uma alternativa às técnicas tradicionais, principalmente pelo fato de gerar uma camada estabilizada, pela rapidez executiva e pelo, já citado, aspecto de preservação ambiental. Contudo, apesar de ser aplicada no Brasil há algumas décadas, a escassez de documentação nacional que oriente a realização do serviço representa um limitador ao seu pleno emprego. Considerando estes fatos, a presente pesquisa tem como objetivos definir um procedimento de análise de compatibilidade estrutural do pavimento existente para fins de reciclagem e propor um método de dosagem de materiais para emprego em reciclagem com cimento. 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A Portland Cement Association (PCA, 2010) define a reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland como a técnica que tritura o revestimento asfáltico juntamente com camadas inferiores (base e, por vezes, sub-base) do pavimento existente e mistura esse material com cimento para gerar uma camada estabilizada. Esta camada será mais resistente e proporcionará um melhor desempenho em relação ao pavimento original, assim, possuindo maior durabilidade e ocasionando menores esforços de manutenção. Atualmente, a reciclagem com adição de cimento é aplicada em diversos países. No Brasil, a técnica começou a ser utilizada na década de 1990 e estima-se que, até 2009, mais de 7 milhões de metros quadrados de pavimentos foram recuperados através do seu emprego (Paiva e Oliveira, 2009). 3. METODOLOGIA 3.1. Análise de compatibilidade do pavimento existente para fins de reciclagem Nesta etapa será definido um procedimento para análise de compatibilidade estrutural do 1

3 pavimento existente para fins de reciclagem. A Tabela 1 apresenta os objetivos e metodologia desta etapa. Tabela 1: Objetivos e metodologia da etapa de compatibilidade do pavimento para reciclagem Objetivos Metodologia Disponibilizar diretrizes para a adoção de reciclagem Escolha de trechos rodoviários e relatórios de obras de sucesso para estudo Oferecer fundamentação teórica para respaldar a escolha da técnica Relacionar o nível de degradação do pavimento com a necessidade de reciclar Avaliações visando identificar parâmetros que apontem a reciclagem como técnica mais adequada para restauração 3.2. Proposição de um método de dosagem Esta etapa tem como objetivo propor um método de dosagem de materiais para emprego em reciclagem com cimento. Os objetivos e a metodologia desta etapa são apresentados na Tabela 2. Objetivos Propor um método para emprego na dosagem de materiais reciclados com cimento Oferecer fundamentação teórica para respaldar o procedimento sugerido Tabela 2: Objetivos e metodologia da etapa de dosagem Metodologia Estudo laboratorial com moldagem de CPs para analisar os arranjos do processo de dosagem (resistência à compressão como principal parâmetro) Análise estatística Materiais Até o momento, foram utilizados materiais provenientes da base (brita graduada simples) e revestimento (concreto asfáltico fresado) da rodovia RSC-453, porém, pretende-se utilizar misturas de outros materiais típicos de pavimentos brasileiros. O tipo de cimento utilizado foi o CP II-E-32, devido ao fato deste tipo de cimento ser o mais utilizado no país e ser indicado pela literatura como apto para reciclagem. A Figura 1 apresenta as curvas granulométricas dos materiais. Foi realizada a extração do ligante asfáltico por refluxo do material fresado, obtendo-se um teor de ligante igual a 4,15%. A curva granulométrica do fresado após a extração também é apresentada na Figura Passante (%) ,01 0, Peneira (mm) BGS Fresado Fresado sem ligante Figura 1: Curvas granulométricas dos materiais utilizados 2

4 Métodos Os métodos apresentados foram os utilizados para o material proveniente da rodovia RSC- 453, mas também são válidos para outros materiais que venham a ser utilizados. Primeiramente, foram definidas duas combinações de fresado e brita graduada. Então, foi verificado se as curvas granulométricas dessas combinações se enquadravam na faixa granulométrica limite para reciclagem com cimento proposta pela Wirtgen (2012). Após, foram realizados ensaios de compactação com o objetivo de se obter os parâmetros de compactação dessas combinações mais o acréscimo de cimento. Os teores de cimento adicionados às misturas foram de 2%, 4% e 6%, em peso. As energias de compactação utilizadas foram correspondentes às energias intermediária e modificada do ensaio de Proctor. Então, foram moldados corpos de prova (CPs) cilíndricos (10 x 20 cm) para realização de ensaios de resistência à compressão simples (RCS). Os CPs foram moldados com a umidade ótima e variando-se o número de golpes para que se atingisse a massa específica aparente seca máxima. Os períodos de cura foram de 3, 7 e 14 dias, sendo esta realizada em câmara úmida. Ainda, serão realizados ensaios de resistência à tração por compressão diametral (CPs tipo Marshall) e de módulo de resiliência (triaxial e por compressão diametral). É prevista a moldagem de CPs prismáticos (10 x 10 x 40 cm) para ensaios de tração na flexão e CPs cilíndricos (25 x 50 cm) para ensaios de módulo de resiliência de grande porte. Os procedimentos de moldagem e cura serão semelhantes aos utilizados para os ensaios de RCS. 4. RESULTADOS PARCIAIS E DISCUSSÕES Neste item são apresentados os resultados parciais da pesquisa, também é realizada uma breve discussão acerca destes resultados. Os resultados obtidos até o momento se limitam a etapa de dosagem de materiais para emprego em reciclagem com cimento. As combinações de fresado e brita graduada utilizadas e suas curvas granulométricas são apresentadas na Figura 2. Nota-se que as duas curvas granulométricas estão dentro da faixa limite para realização de reciclagem com cimento proposta pela Wirtgen (2012) Passante (%) ,01 0, Peneira (mm) Limites Wirtgen 20% fresado + 80% BGS 50% fresado + 50% BGS Figura 2: Curvas granulométricas das misturas utilizadas Os resultados obtidos a partir dos ensaios de compactação são apresentados na Tabela 3. Observa-se que, para um mesmo teor de cimento e energia de compactação, o aumento de 3

5 fresado ocasiona decréscimos na massa específica aparente seca máxima e no teor de umidade ótimo. Também é possível verificar que não existe grande variação nos parâmetros obtidos. Tabela 3: Resultados obtidos através dos ensaios de compactação Cimento (%) Fresado (%) Energia Massa específica seca máxima (g/cm³) Umidade ótima (%) 2 20 Modificada 2,075 8, Modificada 2,060 8, Modificada 2,110 7, Modificada 2,070 7, Intermediária 2,030 9, Intermediária 2,025 9, Intermediária 2,080 9, Intermediária 2,070 8,0 Alguns dos ensaios de RCS já foram realizados e os resultados obtidos são apresentados na Tabela 4. Pode-se verificar que o acréscimo de fresado reduz a RCS aos 3 dias de cura. Entretanto, aos 7 dias de cura, a RCS fica muito próxima à da mistura com menor porcentagem de fresado. Este efeito pode ser devido ao fato do ligante diminuir o intertravamento das partículas quando o período de cura for curto. Também se percebe que a RCS aumenta com a utilização de uma energia de compactação maior e com o acréscimo de cimento, como era esperado. Os resultados apresentados são médias de 3 CPs, sendo que a RCS de cada CP ficou entre o intervalo da média mais ou menos um desvio padrão. Tabela 4: Primeiros resultados obtidos através dos ensaios de resistência à compressão simples Cimento (%) Fresado (%) Energia 3 dias 7 dias 14 dias 2 20 Modificada 2,33 2,65 3, Modificada 1,61 2,63 2, Modificada 3, Modificada 2, Intermediária 1, Intermediária 1, Intermediária 4, Intermediária 4, REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Paiva. C. E. L e P. C. A. Oliveira (2009) Reciclagem de pavimentos: Estudo da influência do tipo de cimento Portland na resistência à compressão simples do material reciclado. Anais do IV Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projetos de Reforço, Fortaleza, 12 p. Portland Cement Association (2010) Design of full-depth reclamation with Portland cement (FDR-PC) pavements. Anais do 2010 Annual Conference of the Transportation Association of Canada, Halifax, 12 p. Wirtgen (2012) Reciclagem a frio: Tecnologia de reciclagem a frio Wirtgen. Windhagen, Alemanha. William Fedrigo (williamfedrigo@hotmail.com) Washington Peres Núñez (wpnunez@superig.com.br) Jorge Augusto Pereira Ceratti (jorge.ceratti@ufrgs.br) Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul Av. Osvaldo Aranha, 99, 3º andar, Centro Porto Alegre, RS, Brasil 4