Reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland

Transcrição

1 Reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland O estado da arte no Brasil Eng. Ismael Mendes Alvim São Paulo - março/2017

2 Objetivo Essa apresentação tem como objetivo apresentar o estado da arte da técnica e processo executivo dos serviços de recuperação de pavimentos por meio de reciclagem profunda com adição de cimento Portland.

3 APRESENTAÇÃO Fresado - 2 Agregado Solo

4 APRESENTAÇÃO Fresado - 2 Agregado Solo

5 Introdução O aumento crescente no tráfego das rodovias, assim como na capacidade dos caminhões, tipo de pneus, mudanças na legislação e consequentemente na carga por eixo, levaram ao subdimensionamento de uma boa parte da malha rodoviária brasileira. É na esteira dessa realidade, e demanda para recuperação e aumento de capacidade dessa malha viária, é que entram as recicladoras de pavimentos, em seus diversos portes, configurações e versatilidade.

6 Reciclagem profunda Fresado - 2 Solo

7 Definição O que genericamente chamamos de reciclagem profunda, trata-se na verdade de um processo de reconstrução parcial de um pavimento, através da reutilização e reciclagem da totalidade ou parte dos materiais existentes em uma ou mais camadas deste pavimento, com ou sem a adição de novos agregados, aglutinantes hidráulicos, betuminosos ou químicos, sendo o material resultante, utilizado nas camadas, de reforço, sub-base ou base.

8 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS ESQUEMA DO PROCESSO EXECUTIVO Aglutinante hidráulico (cimento ou cal) Novos agregados

9 Principais cuidados Projeto

10 Principais cuidados na elaboração do projeto executivo Espessura da camada reciclada: Deve-se tratar toda a camada com problema, evitando-se deixar sobras, em especial delgadas, no fundo. Levar em consideração o percentual de RAP (material fresado) na mistura e optar, caso seja necessário, pela remoção por fresagem de parte do revestimento asfáltico antes da reciclagem. Adotar, preferencialmente, espessuras iguais ou superiores a 20 cm.

11 Principais cuidados na elaboração do projeto executivo Correção granulométrica: Avaliar a necessidade de se corrigir granulometricamente a mistura; Observar o percentual de material passante na # n. o 4; Teor de cimento: A partir de uma curva granulométrica devidamente enquadrada em uma das faixa da norma, estudar um projeto de mistura que utilize o menor percentual de cimento possível que atenda as necessidades e especificações do projeto.

12 Principais cuidados na elaboração do projeto executivo Camadas inferiores: Levantar de forma criteriosa e estatística a condição das camada inferiores, buscando identificar a necessidade ou não de intervenção para corrigir eventuais deficiências, antes da execução dos serviços de reciclagem. Drenagem: Verificar a necessidade de implantação de drenos de pavimento. Cuidado especial com os pontos de superelevação e de transição de diferentes pavimentos.

13 Problemas de drenagem

16 Na reconstrução de pavimentos por meio da reciclagem

17 Reconstrução de pavimentos O uso de recicladoras na reconstrução de pavimentos, é bem difundida no Brasil. A técnica ou processo utilizado, dependerá da necessidade e característica do pavimento existente, recursos disponíveis (aglutinantes hidráulicos e/ou betuminosos e agregados), além, obviamente, dos custos envolvidos.

18 Reconstrução de pavimentos Nos últimos anos, alguns órgãos rodoviários revisaram suas especificações de serviço sobre o assunto, tornando-as em sintonia com desenvolvimento da técnica, com as pesquisas e literatura nacional e internacional sobre o tema. Exemplos disso são as especificações de serviços de reciclagem com cimento e espuma de asfalto do DNIT: NORMA DNIT 166/2013-ES (Espuma de asfalto) NORMA DNIT 167/2013-ES (Cimento) NORMA DEINFRA P-09/16

19 Reconstrução de pavimentos As técnicas ou processos de reciclagem profunda de pavimentos se dividem em três grupos: Reciclagem simples, ou de reestabilização granulométrica. Reciclagem com adição de aglutinante hidráulico (cimento Portland), com ou sem correção granulométrica, levemente ou fortemente cimentada; Reciclagem com adição de aglutinante betuminoso (emulsão asfáltica ou CAP na forma de espuma).

20 Reciclagem com adição de cimento Portland

21 Reciclagem com adição de cimento A reciclagem profunda de pavimentos com a adição de cimento é utilizada quando a estabilização mecânica ou granulométrica não é suficiente para prover o material reciclado da resistência desejada. Esta adição poderá ou não vir acompanhada da incorporação de novos agregados que seriam adicionados com o objetivo de corrigir deficiências e limitações do material reciclado, tais como: Correção granulométrica; Correção de plasticidade; Aumento de espessura.

22 Reciclagem com adição de cimento NORMA DNIT 167/2013 ES Considerações gerais

23 Reciclagem com adição de cimento Alguns parâmetros importantes que constam da norma DNIT-166/2013-ES: Trata de misturas levemente cimentadas; Define que a mistura reciclada com cimento deverá apresentar granulometria densa e bem graduada e se enquadrar dentro de uma das duas faixas granulométricas apresentadas; O percentual de RAP, ou do revestimento asfáltico na mistura está limitada a 50% em massa, em relação à massa seca da mistura reciclada.

24 Reciclagem com adição de cimento Alguns parâmetros importantes que constam da norma DNIT-166/2013-ES: Pelo menos 95% do material deve passar na peneira de 2 ; Percentagem máxima de 15% de finos passantes na peneira número 200; Inexistência de patamares ou fortes descontinuidades na curvas granulométricas; É desejável que fração passante na peneira de número 4 (4,75 mm) seja, de no mínimo, 50%.

25 Reciclagem com adição de cimento Alguns parâmetros importantes que constam da norma DNIT-166/2013-ES: O espalhamento do cimento deverá ser feito por equipamento dotado de controle eletrônico, para permitir a máxima precisão da taxa de aplicação, independentemente da velocidade de avanço. Também deve possuir sistema de espalhamento controlado por computador de bordo capaz de ser ajustado a qualquer momento e sempre que necessário.

26 Reciclagem com adição de cimento Alguns parâmetros importantes que constam da norma DNIT-166/2013- ES: O tempo entre o espalhamento do cimento e o início da mistura dos materiais não deve exceder a 30 minutos; O prazo de trabalhabilidade da mistura reciclada não deve ultrapassar 2 (duas) horas; Imediatamente após a passagem da recicladora deve ser realizada a pré compactação, para confinar a mistura reciclada e evitar perdas de umidade à medida que a recicladora avança. O equipamento de compactação vem imediatamente atrás da recicladora, para dar consistência a mistura antes que qualquer conformação geométrica seja feita com a motoniveladora.

27 Reciclagem com adição de cimento Alguns parâmetros importantes que constam da norma DNIT-166/2013-ES: Parâmetros que pessoalmente considero restrições oriundas de excesso de zelo e que podem gerar desconformidades no campo, porém sem problema para a camada reciclada: Resistência a compressão simples aos 7 dias de cura, entre 2,1 e 2,5 MPA; Resistência a tração por compressão diametral aos 7 dias de cura, entre 0,25 e 0,35 MPA. Liberação ao tráfego

28 Reciclagem com adição de cimento PROCESSO EXECUTIVO VISÃO GERAL

29 Reciclagem com adição de cimento Os principais cuidados são: Tratar toda a camada com deficiência; Distribuição dos agregados; Distribuição do cimento Portland, deve-se utilizar um equipamento adequado que permita o melhor controle possível; Percentual de RAP na mistura; Velocidade de trabalho da recicladora; Tempo de trabalhabilidade da mistura; Compactação

30 Reciclagem com adição de cimento SEQUÊNCIA EXECUTIVA: Fresagem para redução de espessura Distribuição dos agregados Distribuição do cimento Entrada da recicladora (desagregação, umidificação, e mistura) Compactação preliminar Regularização Compactação final Umidificação e acabamento Controles (Tecnológicos e de qualidade) Pintura impermeabilizante Capa selante

31 Reciclagem com cimento - processo executivo

32 DISTRIBUIÇÃO DOS AGREGADOS Reciclagem com cimento - processo executivo

37 Reciclagem com adição de cimento A distribuição do cimento: As especificações de serviços mais atualizadas, como as do DNIT ES e as do DEINFRA, exigem que a distribuição do cimento seja feita utilizando-se distribuidores mecânicos, dotados de sistema computadorizado de controle de avanço do equipamento x peso x taxa. Isso garante uma distribuição uniforme do cimento, com a menor variação de taxa possível.

38 Reciclagem com cimento - processo executivo DISTRIBUIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND MANUAL

39 Reciclagem com cimento - processo executivo DISTRIBUIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND DISTRIBUIDOR DE CALCÁREO ADAPTADO

40 Reciclagem com cimento - processo executivo DISTRIBUIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND EQUIPAMENTO MECÂNICO-HIDRÁULICO

41 Reciclagem com cimento - processo executivo DISTRIBUIÇÃO COMPUTADORIZADA DE CIMENTO PORTLAND

42 Reciclagem com cimento - processo executivo DISTRIBUIÇÃO COMPUTADORIZADA DE CIMENTO PORTLAND

43 Equipamentos Distribuidores computadorizados de aglutinantes hidráulicos:

44 Reciclagem com adição de cimento A recicladora (desagregação, umidificação e mistura): Velocidade de trabalho Rotação do tambor Controle de umidade

52 Reciclagem com adição de cimento A compactação: As misturas recicladas normalmente são mais densas, e possuem uma dificuldade maior de compactação em função do RAP incorporado e em especial, da sua condição. O ideal para se manter uma boa produtividade preservando-se o prazo de trabalhabilidade da mistura é o uso de compactadores pesados.

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59 Reciclagem com adição de cimento O desempenho: A camada reciclada com cimento se comportará como uma estrutura rígida. O módulo resiliente poderá ser maior ou menor em função do percentual de cimento, RAP na mistura e do tipo e condição do CAP existente nesse RAP. As misturas levemente cimentadas possuem normalmente teores de cimento próximos a 3% em peso da mistura e resistência a compressão simples aos 7 dias entre 2,1 e 2,8 MPA. As misturas fortemente cimentada possuem normalmente teores maiores e resistência a compressão simples aos 7 dias entre 4 e 5 MPA.

60 Reciclagem com adição de cimento Controle: São aqueles normalmente pertinentes às misturas cimentadas: Compressão simples; Tração pela compressão diametral; Taxa de agregados; Teor de cimento; Granulometria; Densidade in situ; Deflexão

61 ATIVIDADES CAMPO LABORATÓRIO Determinação de taxas Moldagens de CP s Densidade in situ Deflexão Agregado Material reciclado Cimento Agregado Compressão simples Abrasão Los Angeles Granulometria Finura Cimento Compressão diametral Índice de forma Rompimento de CP s Emulsão (pintura de ligação) Proctor Durabilidade Equivalente de areia

62 ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS IN SITU

63 Estabilização de solos A recicladora é amplamente usada em serviços de estabilização e homogeneização de solos in situ. Além da sua excelente capacidade de homogeneização, as recicladoras apresentam algumas vantagens competitivas: Maior flexibilidade; Alta produtividade; Redução na movimentação de materiais; Menor consumo de água; Custo competitivo

64 Estabilização de solos A recicladora possui capacidade de misturar uma gama enorme de materiais, sendo os mais comuns: Solo-brita; Solo-cimento; Solo-cal; Solo-brita-cimento; Solo-emulsão

65 Estabilização de solos - processo executivo Água da mistura Direção de funcionamento Material homogeneizado solo cimento

66 Processo Executivo O processo executivo da estabilização na própria pista tanto do solo melhorado com cimento como do solo-cimento são semelhantes e possuem a seguinte sequência: Distribuição do solo na pista; Distribuição do cimento; Umidificação e mistura dos materiais (solo e cimento); Compactação; Acabamento; Controles, tecnológico e de qualidade; Pintura de impermeabilização e cura.

67 Processo Executivo Distribuição dos materiais (solo e/ou outro): Fresado - 2

68 Processo Executivo Distribuição do cimento: Fresado - 2

69 Processo Executivo Umidificação e mistura: Fresado - 2

70 Processo Executivo Compactação: Fresado - 2

71 Processo Executivo Acabamento: Fresado - 2

72 Processo Executivo Controles tecnológico e de qualidade: Fresado - 2

73 Processo Executivo Pintura impermeabilizante e cura: Fresado - 2

74 Estabilização de solos - processo executivo

75 Cuidados: Distribuição dos solos e agregados: Promover a distribuição o mais uniforme possível; Distribuição do cimento: Promover a distribuição buscando a taxa mais uniforme possível; Os resultados variarão em função do método ou do equipamento escolhido. Quanto maior a variação da taxa, em função do método escolhido, maior deverá ser fator de segurança, de forma a garantir que a menor taxa encontrada seja igual ou superior a definida em projeto.

76 Cuidados: Umidificação e mistura: Controle de umidade do equipamento x variação de umidade do solo (visual e atrás da máquina); Velocidade de trabalho do equipamento (recicladora) x velocidade de rotação do tambor. A velocidade de avanço da recicladora será aquela que produza a melhor mistura; Compactação: A patrulha de compactação deverá ser dimensionada de forma que consiga acompanhar o avanço da recicladora; Tempo de trabalhabilidade da mistura cimentada;

77 Cuidados: Regularização e acabamento: Os serviços de regularização da camada só poderão ser executados após o término da compactação inicial; O acabamento deverá ocorrer dentro do período diário do serviço, respeitando-se o tempo de trabalhabilidade da mistura tratada com cimento, que será tanto menor quanto maior for a temperatura ambiente. Pintura impermeabilizante: A impermeabilização da camada deverá ocorrer invariavelmente logo após o acabamento e dentro do mesmo dia da sua execução.

78 Cuidados: Cura: Um ponto fundamental da cura é a proteção da camada para evitar a perda de umidade e uma aceleração da taxa de secagem da camada superficial. A perda de umidade superficial levará ao aparecimento de fissuras superficiais e dependendo do tempo de exposição, a fissuras e trincamentos profundos. No caso do solo-cimento, como a estabilização se dará pela reação do cimento, deve-se evitar o tráfego sobre a camada nos primeiros dias.