Eng. Mário Henrique Furtado Andrade

RECICLAGEM A FRIO COM ADIÇÃO DE

CIMENTO

44°° Encontro Técnico Encontro Técnico 2007 DER / PR2007 DER / PR

2.2. Opções de reabilitaçãoOpções de reabilitação

4.4. Reciclagem in situ profundaReciclagem in situ profunda

6.6. Reciclagem com cimento (definição, Reciclagem com cimento (definição, objetivos, vantagens, limitações, objetivos, vantagens, limitações, especificidades) especificidades)

8.8. Processo Construtivo / Execução de Processo Construtivo / Execução de juntas(Pré-Fissuração)juntas(Pré-Fissuração)

10.10. Projeto de DosagemProjeto de Dosagem

12.12. Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas

7. Comentários Finais7. Comentários Finais

REC

ICLA

GEM

CO

M

AD

IÇÃ

O D

E C

IMEN

TO

ESCOPO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 3

OPÇÕES DE REABILITAÇÃO

Conservação: evitar ao máximo possível a deterioração precoce dos pavimentos e, por conseguinte, a necessidade de serviços de restauração e reconstrução.

REPAROS E RESSELAGENS ASFÁTICAS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 4

OPÇÕES DE REABILITAÇÃO

Restauração: operação destinada a recompor a capacidade estrutural do pavimento.

REPARO SELETIVO + REFORÇO ASFÁLTICO

WHITETOPPING ULTRA-DELGADO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 5

Pavimentos com alto grau de deterioração

Quando a execução de reparos localizados e a simples adição de camadas de concreto asfáltico já não proporcionam o necessário prolongamento da vida do pavimento

Renovação da estrutura do pavimento

SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 6

TRINCAMENTOS INTERLIGADOS SEVEROS, AFUNDAMENTOS E PANELAS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 7

AFUNDAMENTOS PLÁSTICOS E BOMBEAMENTOS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 8

DNER-PRO 11/79 a) Deflexão de projeto é maior que o triplo da deflexão admissívelb) Raio de curvatura é inferior a 100 mc) IGG superior a 180

PROGRAMAS FINANCIADOS PELO BID

a) Deflexão de projeto superior a 100 x 10-2 mmb) IGG superior a 150

CRITÉRIOS PARA RECONSTRUÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 9

SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO

INADMISSÍVEL A ADOÇÃO DE MEDIDAS PALIATIVAS (Selagens, Reperfilagens e

Reparos provisórios)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 10

SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO

RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL

Reconstrução parcial ou total

Adição de camadas granulares, asfálticas ou de concreto

Reciclagem profunda

RECICLAGEM COM CIMENTO / 11

TÉCNICAS DE RECONSTRUÇÃO

Remoção parcial ou total do pavimento existente e substituição por novos materiais

WHITETOPPING INLAY CONCRETOS SECOS ( BGTC / CCR )

Aproveitamento pleno da estrutura do pavimento e superposição de novos materiais estabilizados

WHITETOPPING CONVENCIONALCONCRETOS SECOS ( BGTC / CCR )

Aproveitamento parcial da estrutura do pavimento existente por meio de reciclagem e adição de nova camada de revestimento

RECICLAGEM COM CIMENTO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 12

INFLUÊNCIA DA POLÍTICA DE REABILITAÇÃO

TÉCNICAS DE RECONSTRUÇÃO COM CIMENTO

WHITETOPPING CONCRETOS SECOS (BGTC/CCR)RECICLAGEM COM CIMENTO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 13

Espessuras superiores a 15,0cm

Recicladoras dotadas de rolo fresador / misturador

RECICLAGEM “IN SITU” PROFUNDA

RECICLAGEM COM CIMENTO / 14

Adição de ligantes (cimento e/ou espuma de asfalto)

Compactação e regularização

Novo revestimento asfáltico

Tratamentos superficiais ou mistura asfáltica

Camada reciclada resultante– Elevada resistência– Baixa deformabilidade– Pouca variabilidade aos efeitos térmicos

RECICLAGEM “IN SITU” PROFUNDA

RECICLAGEM COM CIMENTO / 15

RECICLAGEM C0M CIMENTO

Fonte: Dynatest

Tipos de Reciclagem (km)

0

1000

2000

3000

4000

Simples Cimento Portland Espuma + cimento ouEmulsão + cimento

RECICLAGEM COM CIMENTO / 16

RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO

Aplicação em pavimentos bastante degradados

RECICLAGEM COM CIMENTO / 17

RECICLAGEM COM CIMENTO

COMPARAÇÃO ENTRE ALTERNATIVAS

Propagação de defeitos

Vida útil

Camada reciclada não acresce a rigidez e deflexão permanece elevada

Ganho considerável de rigidez e redução de deflexão

Fissuras de retração

RECICLAGEM COM CIMENTO / 18

PROCESSO CONSTRUTIVO a) Preparação da superfície

c) Se necessário, correção da granulometria pela adição de novos materiais

RECICLAGEM COM CIMENTO / 19

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Espalhamento do cimento

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Pulverização do pavimento na profundidade necessária, a adição de água e a mistura de cimento

RECICLAGEM COM CIMENTO / 21

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Regularização e reperfilagem

RECICLAGEM COM CIMENTO / 22

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Compactação

RECICLAGEM COM CIMENTO / 23

BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução

RECICLAGEM COM CIMENTO / 24

BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução

RECICLAGEM COM CIMENTO / 25

BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução

RECICLAGEM COM CIMENTO / 26

RECICLAGEM COM CIMENTO / 27

Intervalos reduzidos (2,5 a 3,5 m)

Criar descontinuidade no material fresco antes da compactação final

PRÉ-FISSURAÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 28

a) Para uma profundidade até a 1/3 da camada reciclada – geralmente equipamentos manuais e adaptações em

rolo vibratórios, como:

– Placa vibratória com uma lâmina triangular;

– Rolo vibratório com uma lâmina anular soldada;

– Rolo vibratório com um disco cortante montado sobre o flanco.

PRÉ-FISSURAÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 29

– Injetando emulsão;

– Inserindo uma fita flexível de plástico;

– Inserindo um perfil de plástico ondulado (junta ativa)

PRÉ-FISSURAÇÃO

Para a espessura total da camada (ou quase), os entalhes são criados por equipamentos propelidos mecanicamente. Durante o processo de corte, as juntas recebem um

tratamento a fim de impedir que as voltem a unir-se, como:

RECICLAGEM COM CIMENTO / 30

PRÉ-FISSURAÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 31

Juntas frescas são preferíveis às serradas Simplicidade, economia e eficiência Equipamentos e técnicas específicas Melhores resultados com corte de espessura plena e

preenchimento com emulsão

PRÉ-FISSURAÇÃO

RECICLAGEM COM CIMENTO / 32

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Compactação final

c) Instalação de uma camada de cura e de proteção

RECICLAGEM COM CIMENTO / 33

PROCESSO CONSTRUTIVO

a) Instalação do revestimento betuminoso

RECICLAGEM COM CIMENTO / 34

Reutilizar os materiais antigos, contaminados e impróprios

Homogeneização do pavimento, tanto em resistência como em geometria

Redução dos desperdícios e da extração de materiais novos provenientes das pedreiras e jazidas

Possibilidade de reabilitar apenas uma faixa de pavimento

Diminuição do incômodo dos trabalhos tradicionais de reparo

RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO VANTAGENS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 35

Redução da deterioração da rede adjacente de estradas secundárias devido ao volume reduzido de materiais novos a serem transportados

Custo menor para a reabilitação dos pavimentos degradados

Manutenção do nível (cota) do pavimento, que salvaguarda assim os acostamentos e dispositivos de drenagem, assim como a altura livre sob as pontes e viadutos

Oportunidade de alargar simultaneamente o pavimento existente, situação corrente no caso de melhoria da rodovia

RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO VANTAGENS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 36

RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO LIMITAÇÕES

Menor homogeneidade em relação à uma nova mistura

Possível surgimento de fissuras longitudinais quando faixas adjacentes não são executadas corretamente

Processo mais longo em comparação a um simples recapeamento com mistura asfáltica em que não é necessária a pulverização

RECICLAGEM COM CIMENTO / 37

RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO

CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS

Agente estabilizador mais empregado (disponibilidade, qualidade e normas disponíveis)

Camada estrutural com características similares às bases estabilizadoras com cimento (solo cimento ou BGTC)

Peculiaridades quanto a resistência, ocorrência de fissuras e desgaste

RECICLAGEM COM CIMENTO / 38

DOSAGEM DA MISTURA

RECICLAGEM COM CIMENTO / 39

DOSAGEM DA MISTURA

GRANULOMETRIA

Fragmentação afeta granulometria

Correção com material importado

Amostras semelhantes a condição após fragmentação

Influência da profundidade e participação de mistura asfáltica ou material granular

RECICLAGEM COM CIMENTO / 40

DOSAGEM DA MISTURA

FAIXAS GRANULOMÉTRICAS

Y = 100 (d / D)0,4

PIARC

RECICLAGEM COM CIMENTO / 41

EIXO METROPOLITANO (LOTE 01) – DELTA/REDRAM

FAIXAS GRANULOMÉTRICAS

Y = 100 X (d / D)0,4

PIARC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Peneiras

Porc

enta

gem

Pas

sand

o

Faixa DALCON

Granulom etria Fx. Externa

Granulom etria 80%RAP e 20%Pó de Pedra

nº 200 nº 40 nº 10 nº 4 3/8" 1"3/4"

RECICLAGEM COM CIMENTO / 42

FAIXAS GRANULOMÉTRICAS

Y = 100 X (d / D)0,4

PIARC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Peneiras

Porc

enta

gem

Pas

sand

o

Faixa DALCON

Granulom etria Acos tam ento

Granulom etria 50%RAP e 50%Pó de Pedra

nº 200 nº 40 nº 10 nº 4 3/8" 1"3/4"

EIXO METROPOLITANO (LOTE 01) – DELTA/REDRAM

RECICLAGEM COM CIMENTO / 43

DOSAGEM DA MISTURA

TEOR DE UMIDADE E DENSIDADE SECA MÀXIMA

Compactação após uma hora da mistura

Energia ASSHTO modificada (97 a 100 %)

Diferenças de densidade no topo e no terço inferior da camada (desvio de até 2%)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 44

DOSAGEM DA MISTURA

TEOR DE CIMENTO

3 a 5 séries de amostras; Densidade máxima (análise de sensibilidade) Resistências / módulo de elasticidade

5.0 a 6.04.0 a 6.0Cascalho natural (IP <10, CBR >30)

4.0 a 6.02.0 a 3.0Brita graduada

4.0 a 6.02.0 a 2.5RAP / brita graduada(mistura de 50/50)

Até 10 MPa< 4 MPa

Valores resistência a compressãoTipo de material

Taxas típicas de aplicação de cimento (percentual por massa)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 45

PROPRIEDADES MECÂNICAS

Conhecimento prévio das propriedades

Principal dificuldade devido à heterogeneidade dos materiais

Resistência à tração: 0,2 a 2,0 MPa

Módulo de Elasticidade: 3.500 a 37.500 MPa (PIARC)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 46

DISPERSÃO DE VALORES

Má qualidade dos agregados e contaminação por argila

Baixa resistência dos fragmentos da mistura asfáltica antiga

Heterogeneidade de teor de cimento, eficiência da fragmentação e mistura, densidade, umidade e

desempenho ao longo do tempo

PROPRIEDADES MECÂNICAS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 47

MÓDULOS DE ELASTICIDADE

Dimensionamento - França

PROPRIEDADES MECÂNICAS

11 000Outros casosOutros casos

16 000Outros casosAgregados de boa qualidade com granulometria homogênea

16 000Equipamentos alto desempenhoOutros casos

20 000Equipamentos alto desempenhoAgregados de boa qualidade com granulometria homogênea

ExecuçãoMateriais Existentes

Módulo de elasticidade E(MPa)

Características de reciclagem

RECICLAGEM COM CIMENTO / 48

INFLUÊNCIA DA PARTICIPAÇÃO DO REVESTIMENTO ASFÁLTICO ANTIGO

Resistência (Pouco sensível)

Módulo de elasticidade (reduz)

Máximo recomendado – 35 %

PROPRIEDADES MECÂNICAS

RECICLAGEM COM CIMENTO / 49

RESISTÊNCIA E MÓDULOS

PROPRIEDADES MECÂNICAS

0,605.139 a6.3996.0400,794.707 a

16.8538.5008SM A2-6(0)

NA´6

0,927.716 a9.4678.2800,99 7.236 a

11.8999.2308SC A2-6(0)

LA´5

---1,37.720 a11.1879.72010

C A6

NA4

---0,783.408 a10.8486.09012

CL A7-5(14

LG3

---1,058.534 a16.42812.8606

SP A2-4(0) LA

2

1,078.344 a11.38510.2602,2713.666 a

19.50216.1606SW Al-b(0)

NA1

SoloCimento

MPaGama deValoresMRcdMPa

Gama deValoresMRfx

Resistênciaà traçãoMódulo de Resiliência

Resistênciaà traçãoMódulo de Resiliência

Compressão DiametralFlexão

TeorCimento% peso

 

USCSAASHTO

MCT 

Amostra N°

  

Ceratti

RECICLAGEM COM CIMENTO / 50

RESISTÊNCIA E MÓDULOS

PROPRIEDADES MECÂNICAS

4,1026.500 a 34.00029.500I - 280 - M

2,9024.000 a 27.50026.700I - 200 - M

1,5513.000 a 20.50018.000I - 120 - M

Concreto Compactado a

Rolo

Gama de valoresE

Resistência à Tração na Flexão (MPa)

Módulo de Elasticidade (MPa)

Amostra

20.25022.000561,25154GranitoBGTC

Módulo de Elasticidade

em Compressão *

Módulo de Elasticidade em Tração *

Resistência a

Compressão Diametral*

Resistência a Tração Direta *

Resistência à

Compressão Simples *

Teor de

Cimento (%)

Amostra

Trichês

Balbo

RECICLAGEM COM CIMENTO / 51

DESEMPENHO À FADIGA

PROPRIEDADES MECÂNICAS

Similar a camadas cimentadas novas

Recomendação PIARC ( a = 12 a 16 )

RT= σ/σ0 = 1 - (1/a) log N

RECICLAGEM COM CIMENTO / 52

CURVAS DE FADIGA

PROPRIEDADES MECÂNICAS

0,40,50,6

0,70,80,91,0

10 100

1.00

0

10.0

00

100.

000

1.00

0.00

0Número de solicitações para

ruptura, Nf

Rela

ões

entre

tens

ões

I-280-MI-200-MI-120-MBCTG (Balbo)a=12a=16Ceratti (mistura 1)Ceratti (mistura 5)Ceratti (mistura 6)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 53

COMENTÁRIOS FINAIS E RECOMENDAÇÕES

Reciclagem é uma alternativa hábil para pavimentos bastante degradado e com problemas estruturais

Propriedades mecânicas muito variáveis e que precisam ser melhor estudadas

Qualidade muito dependente da compressão do pavimento antigo e eficiência da execução

Vantagens ambientais importantes (economia de agregados e de energia)

RECICLAGEM COM CIMENTO / 54

COMENTÁRIOS FINAIS E RECOMENDAÇÕES

Pode ser aplicado em várias espessuras, camadas e larguras

Avaliar adequadamente a heterogeneidade e os riscos,

principalmente para camada de base e tráfegos elevados

Utilizar parâmetros conservadores no dimensionamento e destinar muita atenção na qualidade da execução