UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS Reciclagem dos Pavimentos Prof.: Raul Lobato
Aula 10 Objetivos da Reciclagem; Orientações para a seleção da Reciclagem; Reciclagem a quente; Reciclagem a frio;
Objetivos da Reciclagem Conservação de agregados, de ligantes e de energia; Preservação do meio ambiente; Restauração das condições geométricas existentes.
Objetivos da Reciclagem A REUTILIZAÇÃO DOS AGREGADOS do pavimento degradado para os serviços de reconstrução, restauração e conservação, propiciam uma diminuição da DEMANDA DE NOVOS MATERIAIS e das respectivas DISTÂNCIAS DE TRANSPORTE, prolongando o tempo de exploração das ocorrências existentes. A REUTILIZAÇÃO DOS LIGANTES ASFÁLTICOS constitui-se em outra vantagem importante proporcionada pela reciclagem de materiais. O asfalto remanescente no pavimento antigo é um recurso valioso. Devido a fatores como a OXIDAÇÃO E VOLATILIZAÇÃO, o asfalto envelhecido perde algumas de suas propriedades originais, que podem ser restabelecidas quando é combinado com um asfalto novo ou um agente rejuvenescedor.
Objetivos da Reciclagem Com a reutilização do asfalto envelhecido pode ser reduzida (CERCA DE 50%) a quantidade de asfalto novo para a restauração do pavimento. A adoção de técnicas de reciclagem permite que as CONDIÇÕES GEOMÉTRICAS da pista sejam mantidas ou modificadas facilmente: Drenagem adequada; Desníveis na pista; Altura livre em túneis e passagens inferiores; Acréscimo de carga permanente em pontes e viadutos; Profundidade de sarjetas, altura de meios-fios, bocas-de-lobo e poços e visita.
Orientações para a seleção da reciclagem PATOLOGIAS GÊNESE PROJETO/HIST. CUSTO DESEMPENHO/HIST. RESTR./GEOMETRIA FATORES AMBIENTAIS TRÁFEGO
Orientações para a seleção da reciclagem Os ENSAIOS DE LABORATÓRIO E DE CAMPO deverão ser realizados para determinar as RESERVAS de materiais disponíveis no pavimento e os tipo de ESTABILIZADORES que podem ser usados com estes materiais. A partir dessas informações preliminares poderão ser selecionadas as modalidades de reciclagem em potencial, desenvolvido o PROJETO PRELIMINAR do pavimento e procedida a AVALIAÇÃO ECONÔMICA das alternativas (AVALIAÇÃO GLOBAL)
Orientações para a seleção da reciclagem Após a realização dos serviços deverá ser avaliado o DESEMPENHO DOS MATERIAIS RECICLADOS AO LONGO DO PERÍODO DE TEMPO DE VIDA ÚTIL, mediante a execução de ensaios de laboratório e de campo para a determinação das propriedades dos materiais em serviço. Estas informações devem ser incluídas no SISTEMA DE GERÊNCIA DE PAVIMENTOS e os dados usados como SUBSÍDIOS PARA FUTURAS SELEÇÕES DE ALTERNATIVAS DE RESTAURAÇÃO de pavimentos.
Reciclagem a quente Parte ou toda a estrutura do REVESTIMENTO é REMOVIDA E REDUZIDA a dimensões apropriadas para depois ser misturada a quente no próprio local (IN SITU) ou em USINA ESTACIONÁRIA. O processo pode incluir a adição de novos AGREGADOS, CIMENTO ASFÁLTICO e AGENTE REJUVENESCEDOR. O PRODUTO FINAL deve atender as especificações de misturas asfálticas a quente destinadas às camadas de base, binder ou de rolamento. DNIT 033/2005-ES DNIT 034/2005-ES
Reciclagem a quente CONDIÇÃO DO PAVIMENTO IRREGULARIDADE LONGITUDINAL ADERÊNCIA DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTOS REGULAMENTO AMBIENTAL TRINCAMENTO E DESGASTE CONDIÇÕES ESTRUTURAIS CUSTO E ENERGIA AFUNDAMENTO NA TRILHA DE RODA CAPACIDADE DE TRÁFEGO
Reciclagem a quente Deverão ser feitas COMPARAÇÕES CUIDADOSAS para determinar se a reciclagem é a melhor solução para resolver o conjunto de defeitos observados no trecho. A reciclagem a quente pode corrigir deficiências de misturas betuminosas e pode ser utilizada para AUMENTAR A CAPACIDADE ESTRUTURAL, podendo ser utilizada antes de um RECAPEAMENTO. REFORÇO X RECICLAGEM
Desempenho e Limitações A reciclagem a quente ainda é um processo relativamente novo e devido a maior VARIABILIDADE DOS MATERIAIS removidos em relação aos materiais virgens, devem ser tomados cuidados adicionais no projeto e construção de camadas com misturas recicladas a quente. Devido a esta variabilidade ainda existem INCERTEZAS quanto ao DESEMPENHO das misturas e a aplicação em camadas de rolamento ainda não é extensiva. EXPERIÊNCIA CONTROLE DE QUALID. DOSAGEM EXECUÇÃO A reciclagem a quente envolve, normalmente, um MAIOR NÚMERO DE MATERIAIS que uma mistura normal. Assim, a execução de um projeto de reciclagem requer a AVALIAÇÃO do pavimento, a realização de ENSAIOS de caracterização do material, controle do processo de produção e CONTROLE DE QUALIDADE mais rígidos do que um projeto convencional.
Avaliação dos Materiais A primeira etapa na AVALIAÇÃO DOS MATERIAIS é a coleta geral dos dados históricos sobre o PROJETO. Estas informações incluem a descrição das seções do pavimento, dados de tráfego, materiais utilizados, dados sobre o projeto da mistura, dados de drenagem, condição do pavimento, histórico de conservação, etc. Grande parte destas informações deve ter sido disponível na fase inicial do planejamento, quando a reciclagem foi selecionada como uma alternativa de restauração (AVALIAÇÃO GLOBAL). Estas informações são necessárias para mostrar se há materiais suficientes em quantidade e qualidade.
Avaliação dos Materiais A presença de MATERIAIS com muita VARIAÇÃO pode acarretar a seleção de SUB-PROJETOS para análise e RECICLAGEM DIFERENCIADA. O número excessivo de subprojetos pode tornar a reciclagem ANTIECONÔMICA, devido ao elevado número de ensaios para cada segmento. AMOSTRAS REPRESENTATIVAS
Projeto da Mistura 1ª ETAPA: fixação de segmentos homogêneos da camada a ser reciclada; 2ª ETAPA: retirada de amostras destes segmentos e realização de ensaios; Extração do asfalto (DNER-ME 53/94); Granulometria (DNER-ME 83/94); Outros ensaios: Recuperação do Asfalto, Fracionamento Químico. 3ª ETAPA: determinação das quantidades de materiais a serem adicionados à mistura a ser reciclada; Rejuvenescedores. 4ª ETAPA: determinação das proporções finais dos componentes da mistura através do método Marshall
Técnicas Construtivas As técnicas de reciclagem a quente, que serão descritas a seguir, podem ser classificadas em dois grandes grupos: Reciclagem a quente no local ou in situ ; Reciclagem a quente em usinas estacionárias.
Reciclagem a Quente no Local A reciclagem a quente no local ou in situ é definida como um processo de correção de defeitos de superfície, através do CORTE e FRAGMENTAÇÃO do REVESTIMENTO ASFÁLTICO antigo (geralmente por fresagem), MISTURA com agente rejuvenescedor, agregado virgem, material ou mistura asfáltica, e posterior distribuição da mistura reciclada sobre o pavimento, SEM REMOVER DO LOCAL o material a ser reciclado. Esta modalidade de restauração de pavimentos poderá ser considerada no conjunto das alternativas exequíveis, desde que NÃO HAJA PROBLEMAS ESTRUTURAIS, de drenagem ou de qualidade dos materiais constituintes do pavimento.
Reciclagem a Quente no Local Como as técnicas de reciclagem a quente in situ envolve REELABORAÇÃO DE UMA CAMADA DO REVESTIMENTO relativamente delgada, elas devem ser utilizadas para CORREÇÃO DE DEFEITOS DE SUPERFÍCIE, exclusivamente de classe funcional. Podem ser corrigidos defeitos com severidade baixa ou média tais como desagregações, corrugações, afundamentos nas trilhas de roda, locais de baixa aderência, exsudações e locais com problemas de declividade transversal.
Método Wirtgen (DNER ES -187/87) QTDE. DE ENSAIOS VISCOSIDADE DO LIGANTE REJUVENESCEDOR EM QTDE. CRITICA
Reciclagem em Usinas Estacionárias A reciclagem a quente em usinas estacionárias é um processo no qual uma PARTE OU TODA A ESTRUTURA do revestimento é REMOVIDA E REDUZIDA, geralmente através de fresagem à frio, e posteriormente TRANSPORTADA para ser misturada e recuperada em usina de asfalto. O processo inclui a ADIÇÃO de novos agregados, material de enchimento, CAP e, se necessário, um agente rejuvenescedor. O tipo de usina mais empregado é a drum-mixer e o PRODUTO FINAL deve atender às especificações de misturas asfálticas a serem aplicadas nas camadas de base, de binder ou de rolamento.
Reciclagem em Usinas Estacionárias 1ª ETAPA: Preparação do material; 2ª ETAPA: Avaliação dos estoques; 3ª ETAPA: Usinagem a quente; Usinas do tipo intermitente (gravimétrica); Usinas do tipo tambor misturador (drum-mixer) 4ª ETAPA: Lançamento e Compactação.
Reciclagem em Usinas Estacionárias
Reciclagem em Usinas Estacionárias DOUBLE BARREL
Vantagens da Reciclagem e Quente PROCESSO NECESSIDADE DE ENERGIA (BTU/ton) Recape com mistura nova ( e = 4cm ) 581.980 Fresagem a frio e reciclagem a quente em usina -20% reciclado/80% mistura nova ( e = 4cm ) 542.049-40% reciclado/ 60% mistura nova (e = 4cm ) 488.401 Reciclagem a quente na pista ( e = 4cm ) 202.300 AGREGADOS ASFALTO DISTÂNCIAS OPERAÇÕES EM USINA: MAIOR CONTROLE DE QUALIDADE, SUBSTANCIAIS MELHORIAS ESTRUTURAIS
Reciclagem a frio A reciclagem a frio é um processo no qual TODA A ESTRUTURA DO PAVIMENTO, OU PARTE DELA, é removida e reduzida a dimensões apropriadas para depois ser misturada a frio NO PRÓPRIO LOCAL ou em USINA. Poderão ser adicionados materiais betuminosos (emulsão asfáltica), agregados, agentes rejuvenescedores ou estabilizantes químicos. A mistura final poderá ser utilizada em CAMADA DE BASE, que DEVERÁ SER REVESTIDA com um tratamento superficial ou uma mistura asfáltica antes de ser submetida a AÇÃO DIRETA DO TRÁFEGO. ADIÇÃO DE MATERIAL BETUMINOSO: REVESTIMENTO + BASE GRANULAR ADIÇÃO DE ESTABILIZANTE QUÍMICO: REVESTIMENTO + BASE GRANULAR + SUBLEITO
Reciclagem a frio Essa técnica de restauração de pavimentos pode ser aplicada mais eficientemente nos seguintes casos: Rodovias de baixo volume de tráfego (vicinais); Acostamentos defeituosos de rodovias principais; Utilização do material reciclado como base estabilizada.
Desempenho e Limitações Quando a AVALIAÇÃO ESTRUTURAL indicar que a estrutura existente é inadequada para o tráfego atual e futuro, o RECAPEAMENTO/REFORÇO é a primeira solução a ser levada em conta. Entretanto, se o revestimento e as camadas subjacentes forem INADEQUADAS PARA SUPORTAR uma camada asfáltica, a reciclagem deve ser considerada. A mistura reciclada, quando adequadamente projetada, proporciona um material com propriedades estruturais similares a de um material estabilizado novo.
Desempenho e Limitações Entre as diversas razões que podem JUSTIFICAR O EMPREGO da reciclagem a frio de um pavimento, podem ser relacionadas as seguintes: Melhoria da capacidade estrutural; Reelaboração completa das camadas; Redução da sensibilidade em relação aos efeitos da umidade com a utilização de agentes estabilizadores.
Desempenho e Limitações Alguns dos principais FATORES LIMITADORES que devem ser considerados antes da seleção da reciclagem a frio, são os seguintes: Maior interrupção do tráfego; Suscetibilidade às condições climáticas.
Avaliação dos Materiais 1ª ETAPA: Estudo do pavimento Inspeção visual; Coleta de amostras em número representativo da variabilidade dos materiais (revestimento, base, sub-leito). 2ª ETAPA: Ensaios de Laboratório Granulometria; Teor de asfalto e viscosidade do cimento asfáltico; Limites de Atterberg e teores de umidade das camadas granulares e subleito; Projeto da mistura. PROCESSO DE ESCOLHA DO TIPO DE ESTABILIZAÇÃO - DNIT PRESENÇA DE FINOS
Seleção do agente estabilizador Modificação do material granular (alteração das propriedades deficientes); Melhoria da resistência e durabilidade; Modificação do subleito.
Projeto da Mistura Determinação da quantidade necessária do agente estabilizador; Ensaio com amostras de misturas contendo diversos teores do agente estabilizador; Não existem métodos de projeto de mistura aceitos universalmente
Técnicas Construtivas As técnicas de reciclagem a frio podem ser classificadas como se segue: Reciclagem a frio no local; Reciclagem a frio em usinas estacionárias. Etapas básicas: ETAPA 1: Rompimento do revestimento (Escarificação, Fresagem a frio); ETAPA 2: Redução de dimensões (pulverizador ou britador); ETAPA 3: Mistura; No local; Em usina.
Técnicas Construtivas Mistura no local: VANTAGENS: O material não tem que ser transportado para fora da pista; O equipamento exigido é mínimo; Evita prolongada interrupção do tráfego. DESVANTAGENS: Dificuldades no controle de qualidade
Técnicas Construtivas Mistura no local: CAL E CIMENTO PORTLAND
Técnicas Construtivas Mistura na usina: VANTAGENS: Excelente controle de qualidade DESVANTAGENS: Transportes adicionais; Custos de execução adicionais; Maiores prazos de construção
Técnicas Construtivas ETAPA 4: Espalhamento e compactação (tipo de mistura, estabilizador e rejuvenescedores); ETAPA 5: Colocação da camada de revestimento;
Vantagens e Desvantagens VANTAGENS: O ASFALTO RESIDUAL atua como um excelente ligante, tornando a base reciclada menos suscetível à ação da água; A adição de estabilizantes ou ligantes contribui para evitar a EXPANSÃO e aumentar a IMPERMEABILIZAÇÃO da base reciclada e aumentar a CAPACIDADE DE CARGA da estrutura do pavimento; ECONOMIA DE MATERIAIS virgens pelo aumento da capacidade de carga que permite uma ESTRUTURA MAIS DELGADA; Possibilidade de ESTOCAGEM do rejeito.
Vantagens e Desvantagens DESVANTAGENS: Manutenção dos equipamentos; Interrupção do tráfego; Necessidade do PERÍODO DE CURA para obtenção da resistência desejada; Susceptibilidade às CONDIÇÕES CLIMÁTICAS.; O CONTROLE DE QUALIDADE das operações na pista não é tão bom quando nas operações com usina central.
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS Reciclagem dos Pavimentos E-mail: raul.lobatto@hotmail.com